×
张自强;王、伦;廖金农;赵静;周振勇;刘兴坤

生物激励双足机器人在崎岖地形中横向跳跃的动态稳定性。 （英语） Zbl 1481.70052号

申请。数学。建模 97, 113-137 (2021).
小结：生物激励跳跃机器人应在野外环境中实现稳定跳跃。由于地形复杂、速度变化大，机器人很容易失去稳定性。以具有四杆跳腿的机器人在崎岖地形下的横向跳跃为研究对象，提出了一种通过调整机器人腿部姿态来实现良好动态稳定性的方法。在分析生物跳跃机理的基础上，分层次提出了稳定性判据。然后，建立了机器人在斜坡上跳跃的动力学模型，分析了不同参数对动态稳定性的影响，进行了参数的初步选择。然后，提出了保持动态稳定性的方法。在保证大运动距离和稳定驱动力矩的基础上，将腿部姿态作为优化参数。因此，机器人在起飞、缓冲和飞行阶段不会失控地翻转或翻转。对不同地形下机器人在平面和三维空间跳跃的分析结果证明了该方法的可行性。特别是，如果将起飞方向视为优化参数，则机器人的动态稳定性更好。仿真结果也证明了分析结果的准确性。研究结果为实现双足机器人的稳定连续跳跃提供了理论依据。

引用于2文件

MSC公司：

70E60型 机器人动力学与刚体控制
70E50型 刚体动力学中的稳定性问题
92立方厘米 生物力学

关键词：

仿生机器人;横向跳跃;腿部姿态;动态稳定性;崎岖不平的地形
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{Z.Zhang}等人，应用。数学。建模97，113--137（2021；Zbl 1481.70052）
全文： 内政部

参考文献：

[1] 张志强。；杨琼。；Gui，S.，基于跳跃稳定性的单自由度腿吸蝗机器人机构设计，Mech。机器。理论，133584-605（2019）
[2] 霍尔丹，D.W。；Plecnik，M.M。；Yim，J.K.，通过系列弹性功率调制实现机器人垂直跳跃敏捷性，科学。机器人。，1，eaag2048（2016）
[3] 艾哈迈迪，M。；Michalska，H。；Buehler，M.，《跳跃机器人极限环的控制和稳定性分析》，IEEE。T.机器人。，23, 553-563 (2007)
[4] Shemer，N。；Degani，A.，一种飞行阶段地形跟随控制策略，用于在大地形变化下稳定和鲁棒地跳跃单腿机器人，Biosinpir。仿生学。，第12条，第046011页（2017年）
[5] Hamzacebi，H。；Morgul，O.，关于通过部分反馈线性化的多驱动弹簧质量料斗模型的周期步态稳定性，非线性动力学。，88, 1237-1256 (2017)
[6] Jung，G.P。；Cho，K.J.，Froghopper微型跳跃机器人的创新方向改变概念，Biosinpir。仿生学。，11，第056015条pp.（2016）
[7] Jones，S.L。；Caldwell，G.E.，不同方向跳跃时的单关节和双关节肌肉活动，J.Appl。生物技术。，19, 205-222 (2010)
[8] 罗森多，A。；Narioka，K。；Hosoda，K.，《仿生猫科动物后肢跳跃过程中肌肉在方向变化中的作用》，论文集，（2012年IEEE机器人与仿生国际会议（ROBIO）论文集（2012年），IEEE）
[9] 陈，D。；张，Z。；陈凯，基于着陆缓冲性能的仿生蝗虫机器人腿姿态确定，机械。机器。理论，99，117-139（2016）
[10] 穆萨维，P.N。；Nataraj，C。；Bagheri，A.，七连杆双足机器人组合轨迹的数学模拟，应用。数学。型号。，32, 1445-1462 (2008) ·Zbl 1183.68629号
[11] 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
[12] De Santos，P.G。；Jimenez，医学硕士。；阿玛达，M.A.，《静态稳定步行机的动态效应》，J.Intell。机器人。系统。，23, 71-85 (1998) ·Zbl 0944.70010号
[13] Yoneda，K。；Hirose，S.，综合运动和操纵的翻滚维稳定性准则，J.Robot。机电一体化。，9, 267-274 (1997)
[14] Wang，T。；Chevallereau，C。；Rengifo，C.F.，考虑地面接触和稳定性的3D双足机器人行走和转向控制，robot。汽车。系统。，60, 962-977 (2012)
[15] Shkolnik，A.C.公司。；列瓦索夫，M。；I.R.曼彻斯特，与小猎犬机器人Int.J.robot在崎岖的地形上跳跃。第30192-215号决议（2011年）
[16] 王，S。；郭，F。；杜，X.，基于基本静态步态的四轮机器人在未知崎岖地形上的稳定行走，论文集，（第36届中国控制会议论文集（CCC）（2017），IEEE），6652-6657
[17] Kim，J.Y。；Jun，B.H。；Park，I.W.，《在崎岖地形上“小石块”的六条腿行走》，国际期刊Precis。工程制造，18，509-518（2017）
[18] 或者，Y。；Rimon，E.，《不均匀地形上摩擦多足平衡姿势的表征》，国际机器人杂志。决议，36，105-128（2017）
[19] 罗恩瑙，A。；赫普纳，G。；Nowicki，Michał，《在陡坡和大型障碍物上稳定双腿运动的反应性姿势行为》，论文集，（IEEE/RSJ智能机器人和系统国际会议（IROS）（2014），IEEE），4888
[20] 贝尔特，D。；Skrzypczynski，P.，《静态稳定机器人穿越崎岖地形的姿态优化策略》，会议记录，（2012年IEEE/RSJ智能机器人与系统国际会议（IROS）会议记录（2012），IEEE），2204-2209
[21] Chen，T。；太阳，X。；Xu，Z.，基于最佳脚力分布的四足机器人小跑和飞跑控制方法，J.Bionic。工程，16，621-632（2019）
[22] O.Y.Kanner。；Dollar，A.M.，用于被动地形适应性和稳定性的欠驱动机器人腿的运动学设计，J.Mech。机器人。，第5条，第031006页（2013年）
[23] 陈，X。；Watanabe，K。；Kiguchi，K.，四足机器人腿的最佳力分布，马赫。智力。机器人。控制，187-94（1999）
[24] 刘，Y。；丁·L。；Gao，H.，六足机器人在崎岖地形上行走的高效力分配算法，论文集，（2016年IEEE机器人与仿生技术国际会议论文集（2016），IEEE），432-437
[25] 马哈帕特拉，A。；罗伊，S.S。；Pratihar，D.K.，六足机器人在螃蟹行走过程中的足力分布、能量消耗和动态稳定性测量研究，应用。数学。型号。，65, 717-744 (2019) ·Zbl 1481.70047号
[26] 宋，D。；张，L。；Xue，F.，缆索驱动并联机器人的配置优化和张力分配算法，IEEE Access，633928-33940（2018）
[27] 刘，X。；姚，J。；Xu，Y.，具有致动冗余度的并联机械手驱动力协调机构及其性能评估研究，非线性动力学。，90, 983-998 (2017)
[28] Dalvand，M.M。；Nahavandi，S。；Howe，R.D.，n腱连续机器人的分析载荷模型，IEEE。T.机器人。，34, 1215-1225 (2018)
[29] Pham，A.D.博士。；Ahn，H.J.，考虑公差的摆线针轮减速机效率分析，J.Frict。Wear，38，490-496（2017）
[30] Park，J.H。；斯蒂格尔，P。；Zhang，H.，使用负载分配和动态负载补偿与背包行走可降低新陈代谢成本和适应负载，IEEE。T.诺伊尔。系统。Reh公司。，25, 1419-1430 (2017)
[31] Hyon，S.H。；Suewaka，D。；Torii，Y.，快速转矩控制液压仿人机器人IEEE-ASME T.Mech.的设计和实验评估。，22, 623-634 (2016)
[32] 韩，Y。；科特尔，E。；Deblaise，D.，冗余驱动缆索驱动并联机器人的位置相关力边界力分布，J.Mech。机器人。，第8条，第041004页（2016年）
[33] Niiyama，R。；Nagakubo，A。；Kuniyoshi，Y.，Mowgli:一种带有人工肌肉骨骼系统的两足跳跃和着陆机器人，论文集，（IEEE机器人与自动化国际会议论文集（2007），IEEE），2546-2551
[34] Hyon，S.H。；Mita，T.，生物启发跳跃机器人的开发-“kenken”，会议记录，（IEEE机器人与自动化国际会议（2002）会议记录，IEEE），3984-3991
[35] 刘，P。；Yu，H。；Cang，S.，欠驱动振动驱动胶囊系统的优化自适应跟踪控制，非线性。发电机。，94, 1803-1817 (2018)
[36] 刘，P。；Yu，H。；Cang，S.，具有匹配和非匹配扰动的欠驱动系统的自适应神经网络跟踪控制，非线性。发电机。，98, 1447-1464 (2019)
[37] 刘，P。；Yu，H。；Cang，S.，具有粘弹性特性的振动驱动胶囊系统的动态摩擦相互作用建模与分析，《欧洲力学杂志》。A-固体。，74, 16-25 (2019) ·Zbl 1406.74510号
[38] 刘，P。；Yu，H。；Cang，S.，基于几何分析的粘弹性欠驱动胶囊系统的轨迹规划和控制，T.I.Meas。控制。，40, 1-12 (2017)
[39] Griffin，R.J。；维德巴赫，G。；Bertrand，S.，《使用步长计时和位置调整实现拟人机器人的步行稳定》，Atlas，会议记录，（2017年IEEE/RSJ智能机器人和系统国际会议记录（2017），IEEE），667-673
[40] 武科布拉托维奇，M。；Frank，A.A。；Juricic，D.，关于两足动物运动的稳定性，IEEE Trans。生物识别。工程师，1，25-36（1970）
[41] 张志强。；杨琼。；赵，J.，小型生物激励跳跃机器人刚柔耦合四杆机构的动力学模型和性能分析，微晶。技术。，25, 3269-3285 (2019)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，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。