仿猿双臂手机器人连续摆荡移动优化与试验-哈尔滨工业大学学报.pdf

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2019-10-01 发布于天津
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仿猿双臂手机器人连续摆荡移动优化与试验-哈尔滨工业大学学报.pdf

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第５１卷　第７期哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报Ｖｏｌ５１Ｎｏ７　　２０１９年７月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＲＢＩＮＩＮＳＴＩＴＵＴＥＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＪｕｌ．２０１９ＤＯＩ：１０．１１９１８／ｊ．ｉｓｓｎ．０３６７⁃６２３４．２０１８１１０８６　　　　　　仿猿双臂手机器人连续摆荡移动优化与实验吴伟国，李海伟（哈尔滨工业大学机电工程学院，哈尔滨１５０００１）摘　要：针对仿生悬摆机器人在连续移动过程中不能可靠抓握目标杆的问题，提出调整双手抓杆构形使势能最大、摆荡运动关节轨迹优化、大阻尼切换与大阻尼抓杆的分阶段控制策略．给出分阶段控制下各主动驱动关节ＰＩＤ控制器的期望目标关节轨迹计算公式和各阶段光滑运动的切换条件，利用ＡＤＡＭＳ与ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件进行仿猿双臂手机器人连续抓握不同间－距目标杆的移动控制仿真．用自行研制的ＢＡＲＤＡＨＩ型仿猿双臂手机器人分别进行了起始杆与中间杆间距１ｍ，中间杆与目标杆间距依次为０．５、０．６、０．７、０．８ｍ总计１２次实验，实验成功率１００％．实验结果证明所提出的控制方法能够有效提高仿猿双臂手机器人连续移动的成功率．关键词：仿猿双臂手机器人；大阻尼；退转反馈；欠驱动控制；连续抓杆移动；自运动；优化－－－中图分类号：ＴＰ２４２．６文献标志码：Ａ文章编号：０３６７６２３４（２０１９）０７００３３０９Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｒａｃｈｉａｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｆｏｒａｂｉｏｎｉｃ⁃ａｐｅｄｕａｌ⁃ａｒｍ⁃ｈａｎｄｓｒｏｂｏｔＷＵＷｅｉｇｕｏ，ＬＩＨａｉｗｅｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｇａｒｄｉｎｇｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｔｈｅｂｉｏｎｉｃｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｐｅｎｄｕｌｕｍｒｏｂｏｔｃａｎｎｏｔｇｒａｓｐｔｈｅｔａｒｇｅｔｒｏｄｒｅｌｉａｂｌｙｉｎｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｒａｃｈｉａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ｗｅｐｒｏｐｏｓｅａｓｔａｇｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｓａｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｔｏｍａｘｉｍｉｚｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｅｎｅｒｇｙｂｙａｄｊｕｓｔｉｎｇｔｈｅｒｏｂｏｔａｒｍｓ’ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ，ａｓｗｉｎｇｉｎｇｍｏｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄａｂｉｇｄａｍｐｉｎｇｓｗｉｔｃｈａｎｄｇｒａｓｐｍｅｔｈｏｄ．Ｆｏｒｅａｃｈｍｏｔｉｏｎｓｔａｇｅ，ｗｅｄｅｄｕｃｅｔｈｅｄｅｓｉｒｅｄｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｏｆｔｈｅＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｏｆｅａｃｈａｃｔｉｖｅｊｏｉｎｔａｎｄｔｈｅｓｍｏｏｔｈｓｗｉｔｃｈｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｒａｃｈｉａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｂａｒｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉｓｔａｎｃｅａｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｉｎｔｈｅＡＤＡＭＳｓ