基于液压驱动的跳跃机器人关键技术研究

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1、目录6．3．3相同负载不同PD参数的阶跃响应实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯656．4摆动缸正弦轨迹跟踪与频率响应实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯656．4．1空载时不同压强的正弦轨迹跟踪实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．656．4．2空载频率响应实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．666．5跳跃机器人实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯676．5．1机器人不同压强下阶跃响应对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．686．5．2机器人慢速和快速轨迹跟踪实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯．686．5．3机器人跳跃离地验证实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．696．6影响机器人跳跃高度的因素探究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7l6．6．1机器人不同压强下的跳跃⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7l6．6．2机器人不同髋部质量比的跳跃⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7l6．6．3机器人不同起跳角伸展角的跳跃⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．726．6．4机器人不同PD参数的跳跃⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯726．7理论与实验对比分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯736．8本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯75第七章总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯777．1总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．777．2展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．77致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．79参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一81附录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．85附录A：FF一102／30技术参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～85附录B：第三代摆动缸压差测试数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯85附录C：空载频率响应实验数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯86攻读硕士学位期间发表的论文和专利⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯87VⅡ第一章绪论1．1引言人们对于机器人充满着幻想，或是帮助人们打理生活，做家务的服务类机器人

5、，或是能重复劳动，不知疲倦的工业类机器人，或是科幻电影中战斗，帮助人们排出危险的军用类机器人，或是能歌善舞，相互交流的娱乐类机器人等等。可以说机器人是人们为实现能协助人类生产和生活这项目标的产物。准确的说来，机器人(R-obot)，一种自动执行工作的机器人装置，它的任务是协助甚至取代人类在各个行业的工作，根据应用领域的不同，分为工业机器人、移动机器人、医疗与康复机器人、仿生机器人【1l等。机器人集机械、电子、材料、计算机、传感技术、控制技术、人工智能、仿生学等多门学科为一体，代表了一个国家和机电一体化发展的最高水平，是目前科技发展最跃的领域之一【2】【3】。在自然界与人类社会中，存在

6、着人类无法达到和可能危及人类生命安全的特殊场合，如星际表面、工地、防灾救援、反恐防暴等，对于这些复杂地形和环境，腿式机器人的研究也随之蓬勃发展起来14J。1．2研究背景及意义随着机器人技术的不断发展，其应用领域越来越广泛，对机器人自主运动能力和地形适应能力的要求也越来越高。传统的移动机器人的运动方式主要为轮式、履带式、仿生爬行式或步行式pJ，这些运动方式共同的缺点就是很难快速、一次性越过较大的障碍物或沟渠。而随着机器人应用领域的扩大，机器人面对的环境也日益复杂，诸如星际探索、军事侦察、考古探测、灾害搜救、反恐活动等，在这些环境下机器人必须具有较强的适应性和运动性。跳跃是大自然赋予某些

7、生物，包括人类的一种快速移动方式，将跳跃运动应用到机器人上，便出现了跳跃机器人。跳跃机器人相对于轮式、履带式等其他形式的机器人有很多优点：1)可以跨越数倍甚至十倍自身尺寸的障碍物，从而非常高效的通过复杂的地形【6】19】；跳跃运动与其他的运动形式如双足步行等相结合，可以大大提高机器人的活动范耐7J；连续跳跃机器人运动速度快，能量利用率蒯驯；在低重力环境，如星际探索中，跳跃机器人能充分利用低重力加速度的特点，达到扩大运动范围和节省能量的目的【5J；跳跃运动的