变胞机器人重构及转向时足着地柔顺性控制

摘要：

变胞机器人能够根据外界环境变化在轮式行驶和足式行走两种运动模式间自然切换,因此兼具在平整结构路面上快速行驶和在崎岖山地越障行走的能力.基于广义坐标法建立了变胞机器人转向重构过程的运动学模型,考虑到重构过程中摆动腿与环境接触时存在较大冲击,提出了利用阻抗控制方法实现摆动腿着地柔顺控制.在传统阻抗控制的基础上,基于李雅普诺夫渐进稳定性定理设计了 自适应阻抗控制器,并利用粒子群优化算法对阻抗控制参数进行了优化.通过在不同环境刚度下仿真分析,证实了经过参数优化后的自适应阻抗控制器能够很好地实现对期望接触力的跟随,提高了变胞机器人对未知多变环境的适应性.最后针对变胞机器人转向重构过程中足着地进行了路面实验,进一步证实了优化后的自适应阻抗控制方法的优越性.

关键词：变胞机器人、驻车转向重构、运动学模型、自适应阻抗控制、粒子群优化算法

所属期刊栏目：33

分类号：TP242(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金;安徽省重点研究与开发计划项目

在线出版日期：2023-01-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2917-2926