基于能耗目标优化的多足爬墙机器人足力控制研究

摘要：

针对多足爬墙机器人高空极限作业时需解决的能耗问题,提出了基于能耗性优化的多足爬墙机器人足力控制方法。以八足爬墙机器人为例,从机器人作业的安全性和能耗性角度描述了多足爬墙机器人的足力优化模型,实现了多足机器人的关节驱动力和足底接触力的转换,有效地减少了优化变量的数量,简化了优化的计算。通过分析多足爬墙机器人的关节驱动力约束和动力学约束,建立了机器人总电机功率与机器人运动步态及作业环境（包括攀爬角度与吸附平面的粗糙度）的关系。并综合考虑了爬墙机器人吸附安全等特殊性,对机器人的足底接触力进行优化,提高机器人对环境变化及支撑腿数量变化的适应能力,降低关节驱动电机的能耗,实现了机器人电机总能耗最小化的目标。实验仿真结果证明了所提出的控制方法简单可行。

关键词：多足爬墙机器人、能耗、足力控制、足底接触力

所属期刊栏目：23

分类号：TP242(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金资助重点项目60736024

在线出版日期：2012-07-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1099-1104