變負(fù)載下機(jī)器人液壓串聯(lián)彈性執(zhí)行器動(dòng)態(tài)位置控制方法

隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)器人在工業(yè)、探索、救援等復(fù)雜作業(yè)環(huán)境中展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用需求

。BigDog等液壓驅(qū)動(dòng)足式機(jī)器人具有高負(fù)載、良好動(dòng)態(tài)性能和較強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為當(dāng)前機(jī)器人研究的熱點(diǎn)

。足式機(jī)器人與環(huán)境交互作用時(shí),考慮到足式機(jī)器人和環(huán)境參數(shù)間作用的不確定性,設(shè)計(jì)時(shí)需采用串聯(lián)彈性執(zhí)行器(series elastic actuator,SEA)提高機(jī)器人接觸作業(yè)的柔性和可控性

。

與傳統(tǒng)的執(zhí)行器相比,串聯(lián)彈性執(zhí)行器具有控制精度高,輸出阻抗低和動(dòng)態(tài)范圍大等優(yōu)點(diǎn)

。按驅(qū)動(dòng)形式不同,SEA可分為電驅(qū)動(dòng)SEA和液壓SEA。電驅(qū)動(dòng)SEA功率和質(zhì)量較小,速度較快,適用于輕型機(jī)器人,如已用于外骨骼機(jī)器人

、腿足式機(jī)器人

及假肢機(jī)器人

。液壓SEA具有更大的功率和質(zhì)量,但移動(dòng)速度較慢,在重載機(jī)器人方面具有明顯的優(yōu)勢(shì),適用于重型足式機(jī)器人。

各指標(biāo)權(quán)重值α、β、λ：由于本文與文獻(xiàn)[15]亞歐大陸橋競(jìng)爭(zhēng)力比較分析具有同質(zhì)性，故運(yùn)輸成本、運(yùn)輸時(shí)間和服務(wù)水平各指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重通過相關(guān)專業(yè)人員分別對(duì)每個(gè)指標(biāo)的相對(duì)重要性進(jìn)行定性描述，確定兩兩比較判斷矩陣的方法得到α、β、λ分別取值0.467、0.163、0.37.同樣對(duì)等級(jí)服務(wù)水平m=1，2，3分別賦值為0.3、0.6、0.9.年利率γ按目前貸款基準(zhǔn)利率取值為4.35%.

機(jī)器人常用的柔順控制方法有被動(dòng)柔順控制、主動(dòng)柔順控制和主/被動(dòng)相結(jié)合控制3類。劉曉敏等利用氣壓傳動(dòng)固有的柔性特性設(shè)計(jì)了氣動(dòng)仿生柔性關(guān)節(jié),實(shí)現(xiàn)了仿生關(guān)節(jié)的柔順控制

,但這種被動(dòng)柔順控制具有一定的滯后性,存在明顯的振蕩與沖擊。……