阿比吉特·马哈帕特拉;罗伊，Shibendu Shekhar;迪利普·库马尔·普拉蒂哈尔 六足机器人螃蟹行走过程中的足力分布、能耗及动态稳定性研究。 （英语） Zbl 1481.70047号 申请。数学。建模 65, 717-744 (2019). 小结：本文建立了一个与六足机器人螃蟹行走相关的动力学模型，以确定考虑腿对系统惯性影响的脚力分布、能量消耗和动态稳定性措施，这是以前从未尝试过的。机器人的正向和反向运动学分析都是通过指定的固定全局框架和躯干体内随后的局部框架以及每条腿的关节来进行的。基于自由体图方法建立了机器人的多体耦合动力学模型。采用二次规划（QP）方法，基于关节力矩平方和的最小化，确定了所有腿上的最优脚力和相应的关节力矩。开发了一个能量消耗模型，以确定脚力最佳值所需的最小能量。为了确保动态步态稳定，动态步态稳定性裕度（DGSM）由系统关于支撑边缘的角动量确定。已进行计算机模拟，以测试开发的动态模型在河岸表面上的蟹波步态的有效性。可以观察到，当摆动腿接触地面时，会产生冲击力（突然冲出），其影响也会在腿的关节上观察到。还研究了行走参数，即躯干速度、身体行程、腿偏移量、身体高度、螃蟹角度等对螃蟹运动过程中功耗和稳定性的影响，如占空比1/2、2/3、3/4。 引用于2文件 理学硕士： 70E60型 机器人动力学与刚体控制 关键词：六足机器人;螃蟹步态;耦合动力学模型;能源消耗;动态稳定性 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{A.Mahapatra}等人，应用。数学。模型65，717--744（2019；Zbl 1481.70047） 全文： 内政部 参考文献： [1] Grzelczyk，D。；斯坦奇克，B。；Awrejcewicz，J.，六足机器人在三脚架步态行走过程中的运动学、动力学和功耗分析，国际J.Struc。刺。动态。，17, 1-17 (2017) [2] 罗伊，S.S。；Pratihar，D.K.，六条腿机器人转弯运动的运动学、动力学和功耗分析，J.Intell。机器人。系统。，74, 663-668 (2014) [3] 陈，G。；Jin，B。；Chen，Y.，六足步行机器人基于三脚架步态的转弯步态，J.Mech。科学。技术，311401-1411（2017） [4] Estremera，J。；de Santos，P.G.，《四足机器人在不规则地形上的自由步态》，国际机器人杂志。决议，21，115-130（2002） [5] 张，C.D。；Song，S.M.，《四足动物波浪步态的稳定性分析》，J.Robot。系统。，7, 243-276 (1990) ·Zbl 0703.70007号 [6] 罗伊，S.S。；Pratihar，D.K.，六足机器人螃蟹行走的动力学建模和能耗分析，（IEEE实用机器人应用技术会议论文集（TePRA）。IEEE实用机器人应用技术会议记录（TePRA），美国马萨诸塞州沃本（2011），IEEE，82-87 [7] Estremera，J。；de Santos，P.G.，为四足机器人在不规则地形上生成连续的自由蟹步，IEEE Trans。机器人。，21, 1067-1076 (2005) [8] Jin，B。；陈，C。；Li，W.，六足步行机器人的功耗优化，J.Intell。机器人。系统。，71, 195-209 (2013) [9] Grzelczyk，D。；斯坦奇克，B。；Awrejecewicz，J.，《具有非线性粘滑振动的六足动物腿的原型、控制系统架构和控制》，机电一体化，37，63-78（2016） [10] 王，G。；陈，X。；Han，S.-K.，中央模式生成器和基于前馈神经网络的自适应步态控制，用于在两种反射机制下在复杂地形上移动的螃蟹机器人，Int.J.Adv.robot。系统。，14, 1-13 (2017) [11] Shkolnik，A。；列瓦绍夫，M。；曼彻斯特，I。；Tedrake，R.，《与小狗机器人在崎岖的地形上跳跃》，Int.J.robot。第30号决议，192-215（2011年） [12] Raibert，M.H.，《平衡的有腿机器人》（1986），麻省理工学院出版社：麻省理工学院出版社剑桥·Zbl 0709.70504号 [13] Silva，M.F。；马查多，J.A.T。；Barbosa，R.S.，六足动物运动的复杂阶动力学，信号处理。，86, 2785-2793 (2006) ·Zbl 1172.93383号 [14] Gonthier，Y。；Mcphee，J。；兰格，C。；皮埃德博夫。，J.-C.，具有非对称阻尼和驻留时间相关摩擦的正则化接触模型，多体系统。动态。，11, 209-233 (2004) ·Zbl 1143.74344号 [15] 高卢，L。；Mayer，M.，《组合结构中接头接触界面的高效建模》（De Hosson，J.T.M.；Brebbia，C.A.；Nishida，S-I，《计算机方法和实验测量》VIII（2007），WIT出版社：波士顿南安普敦WIT出版社），195-205 [16] 拉贾伊，M。；Ahmadian，H.，开发广义伊万模型以模拟具有可变法向载荷的摩擦接触，应用。数学。型号。，38, 4006-4018 (2014) ·Zbl 1428.74168号 [17] 埃尔登，M.S。；Leblebicioglu，K.，六足机器人的扭矩分布，IEEE Trans。机器人。，23, 179-186 (2007) [18] Mahmoodi，P。；兰辛，R.S。；Friswell，M.I.，建模“脚跟到脚趾”翻滚接触对被动两足机器人行走动力学的影响，应用。数学。型号。，37, 7352-7373 (2013) ·Zbl 1438.7005 [19] Bi，S.S。；周，X.-D。；Marghitu，D.B.，柔顺腿机器人的冲击建模和分析，Proc。仪器机械。工程部分K J.多体动力学。，226, 85-94 (2012) [20] 戈尔，M.M。；Pathak，P.M。；Samantaray，A.K。；Yang，J.-M。；Kwakd，S.W.，柔顺腿四足机器人robot面向控制的基于模型的仿真和实验研究。自动。系统。，72, 217-234 (2015) [21] 哈姆纳，S.R。；赛斯，A。；斯蒂尔，K.M。；Delp，S.L.，《滚动约束在行走、跑步和蹲伏步态的动态模拟中再现地面反作用力和力矩》，J.Biomech。，46, 1772-1776 (2013) [22] Gilardi，G。；Sharf，I.，接触动力学建模文献综述，机械。机器。理论，37，1213-1239（2002）·Zbl 1062.70553号 [23] Brach，R.M.，《机械冲击动力学：刚体碰撞》（2007），Brach Engineering，LLC [24] 亨特，K。；Crossley，F.，将恢复系数解释为振动冲击中的阻尼，Trans。ASME J.应用。机械。，42, 440-445 (1975) [25] Zhang，Y.N。；Sharf，I.，《低速冲击非线性粘弹性接触力模型的验证》，ASME J.Appl。机械。，第76条，第051002页（2009年） [26] 丁·L。；高，H。；邓，Z。；宋，J。；刘，Y。；刘，G。；Iagnemma，K.，《腿机器人的脚-地交互力学：建模和实验验证》，国际机器人杂志。决议，32，1585-1606（2013） [27] 瓦西洛普洛斯，V。；巴拉斯科群岛。；Papadopoulos，E.G.，《使用粘塑性方法的顺应地形腿运动》，（IEEE/RSJ智能机器人和系统国际会议（IROS）（2014），美国伊利诺伊州芝加哥），4849-4854 [28] Silva M.F.，M.F。；Machado，J.A.T.，《腿部机器人优化的文献综述》，J.Vib。《控制》，第18期，第1753-1767页（2012年） [29] 克莱因，C.A。；Kittivatcharapong，S.，带摩擦锥约束的步行机腿部的最佳力分布，IEEE Trans。机器人。自动。，6, 73-85 (1990) [30] Cheng，F.T。；Orin，D.E.，多链机器人系统中的最佳力分配，IEEE Trans。系统。人类网络。，21, 13-24 (1991) [31] Chen，J.-S。；Cheng，F.-T。；Yang，K.-T。；Kung，F.-C公司。；York-Yih，S.，《多胎车辆中的最佳力分配》，Robotica，17，159-172（1999） [32] 蒋，A。；刘，M。；Howard，D.，通过控制脚力分布优化步行机器人运动，Trans。仪器测量。对照，26311-323（2004） [33] 卡尔特区。；Issac，K.K。；Jayarajan，K.，行走机器人的最小能量力分布，J.robot。系统。，18, 47-54 (2001) ·Zbl 0966.70500号 [34] 李，Z。；Ge，S.S。；Liu，S.，使用梯度和自适应神经网络的四足机器人接触力分布优化和控制，IEEE Trans。神经网络。学习。系统。，25, 1460-1473 (2014) [35] Bowling，A.P.，《多足机器人的动态性能、机动性和敏捷性》，ASME J.Dyn。系统。测量。对照，128765-777（2006） [36] 韦兹杜，F.B。；俄勒冈州布鲁诺。；Guinot，J.C.，腿机器人动力学分析工具，多体系统。动态。，2, 369-391 (1998) ·Zbl 0937.70007号 [37] Kalakrishnan，M。；Buchli，J。；Pastor，P。；Mistry，M。；Schaal，S.，《四足动物在挑战性地形上运动的学习、规划和控制》，国际机器人杂志。研究，30，236-258（2011） [38] McGee，R.B。；Frank，A.A.，《四足爬行步态的稳定性》，数学。生物科学。，3, 331-351 (1968) ·Zbl 0186.53902号 [39] 梅苏里，D。；Klein，C.，《在崎岖不平的运动中保持步行车辆稳定性的自动车身调节》，IEEE J.Robot。自动化。，RA-1，132-141（1985） [40] Hirose，S。；Tsukagoshi，H。；Yoneda，K.，《归一化能量稳定裕度：步行车辆的广义稳定性标准》，（《攀爬和步行机器人国际会议论文集》（1998年），比利时布鲁塞尔），71-76 [41] Lee，Y.J。；Bien，Z.，规划四足步行机器人螃蟹步态的分层策略，Robotica，12，23-31（1994） [42] Min，B。；贝因，Z。；Hwangt，S.，四足螃蟹步态的基本特征和稳定性，机器人学，11233-243（1993） [43] Cho，D.J。；Kim，J.H。；Gweon，D.G.，四足步行机器人的最佳转弯步态，Robotica，1559-564（1995） [44] 苗，S。；Howard，D.，六足步行机的最佳三脚架转动步态生成，机器人学，18639-649（2000） [45] Gang，C。；Bo，J。；Ying，C.，带冗余驱动的六足步行机器人的非奇异快速终端滑模姿态控制，机电一体化，50，1-15（2018） [46] 陈，G。；Jin，B。；Chen，Y.，冗余六足机器人的精确位置和姿态控制，阿拉伯。科学杂志。工程师，42，2031-2042（2017） [47] 格兰德，C。；Benamar，F。；普卢梅，F。；Bidaud，P.，可重构轮式机器人的稳定性和牵引力优化，Int.J.robot。第231041-1058号决议（2004年） [48] 武科布拉托维奇，M。；Juricic，D.，对两足步态合成的贡献，IEEE Trans。生物识别。工程，16，1-6（1969） [49] 林，B.-S；Song，S.-M，四足步行机的动力学建模、稳定性和能效，J.Robot。系统。，18, 657-670 (2001) ·Zbl 1015.70009号 [50] 帕帕佐普洛斯，E。；Rey，D.，移动机械手倾翻稳定裕度的新测量，（IEEE机器人与自动化国际会议论文集（1996），明尼苏达州明尼阿波利斯），3111-3116 [51] Koo，T.-W。；Yoon，Y.-S.，四足步行机器人动态瞬间步态稳定性测量，Robotica，17，59-70（1999） [52] 加西亚，E。；de Santos，P.G.，《受动态影响的步行机的能量稳定裕度改进》，Robotica，23，13-20（2005） [53] 邓，H。；辛，G。；钟，G。；Mistry，M.，《用于灾难救援应用的六足机器人的步态和轨迹滚动规划与控制》，Robot。自动。系统。，95, 13-24 (2017) [54] 穆萨维，P.N。；Bagheri，A.，七连杆双足机器人在各种表面上的数学模拟和ZMP考虑，Appl。数学。型号。，31, 18-37 (2007) ·Zbl 1197.70004号 [55] 穆萨维，P.N。；Nataraj，C。；Bagheri，A。；Entezari，M.A.，七连杆双足机器人组合轨迹的数学模拟，Appl。数学。型号。，32, 1445-1462 (2008) ·兹比尔1183.68629 [56] Mahapatra A.，A。；罗伊，S.S。；Pratihar，D.K.，《六足机器人在不同地形上转向运动的计算机辅助建模和分析》，国际机械杂志。材料设计。，11, 309-336 (2015) [57] 马查多，M。；Moreira，P。；弗洛雷斯，P。；Lankarani，H.M.，《多体动力学中的柔顺接触力模型：赫兹接触理论的演变》，机械，马赫。理论，5399-121（2012） [58] Ambrósio，J.A.C，刚性和柔性多体系统的影响：变形描述和接触模型，（Schiehlen，W.；Valasek，M.，虚拟非线性多体系统，北约ASI系列（2003），Springer:Springer-Dordrecht），57-81·Zbl 1080.74541号 [59] 梁，J。；Xin，L.，基于solid works和ADAMS的弧齿锥齿轮动力学仿真，J.理论应用。信息。《科技》，47，755-759（2013） [60] MSC公司。ADAMS 2010文档和帮助用户指南，https://simpalling.mscsoftware.com/infocenter/index？page=content&id=DOC9388&cat=2010_ADAMS_DOCS&actp=LIST; MSC公司。ADAMS 2010文档和帮助用户指南，https://simpalling.mscsoftware.com/infocenter/index？page=content&id=DOC9388&cat=2010_ADAMS_DOCS&actp=LIST [61] Takemura，H。；Deguchib，M。；上田，J。；松本，Y。；Ogasawaraa，T.，四足机器人的滑动自适应行走，机器人。自动。系统。，53, 124-141 (2005) [62] 福岛，E.F。；Hirose，S.，《长关节移动机器人KORYU的姿态和转向控制》（Zhang，H.，《攀爬和行走机器人：走向新应用》（2007），InTech Education and Publishing），23-48 [63] 加西亚，E。；de Santos，P.G.，《控制动态稳定性和主动顺应性以改善四足步行》（Tokhi，M.O.；Virk，G.S.；Hossain，M.A.，《攀爬和行走机器人》（2006），施普林格：施普林格·柏林-海德堡），205-212 [64] 加西亚，E。；Estremera，J。；de Santos，P.G.，步行机稳定性裕度的比较研究，Robotica，20595-606（2002） [65] 桑兹·梅罗迪奥（Sanz-Merodio），D。；加西亚，E。；de Santos，P.G.，《分析用于排雷应用的六足机器人的节能配置》，Ind.Robot。《国际期刊》，39，357-364（2012） [66] Hahn，H.，《机构的刚体动力学》（2002），斯普林格·弗拉格：斯普林格尔·弗拉格·柏林-海德堡·Zbl 0996.70001号 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配，并且可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。