重載六足機器人操縱控制系統(tǒng)局部半自主控制研究.pdf

1、隨著近些年來機器人技術(shù)的快速發(fā)展，使得機器人在非常多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，從工業(yè)現(xiàn)場到火星表面都可以看到機器人的身影，顯然形式各異的機器人已經(jīng)成為了生產(chǎn)生活、科學(xué)研究中不可缺少的工具之一。就目前來看，機器人技術(shù)有幾大研究熱點，如智能人型機器人、微型機器人和多足全地形機器人等。而在多足移動機器人中，六足機器人因為其結(jié)構(gòu)特點所具有的較高的地形環(huán)境適應(yīng)能力、較好的承載能力、多冗余的特性，被作為了全地形重載機器人的研究重點。從以往的研究成果來看

2、，盡管六足機器人在行走穩(wěn)定性上存在一定的優(yōu)勢，但是在有些較為復(fù)雜的地形環(huán)境的適應(yīng)性上，如山地丘陵地區(qū)，完全由運動規(guī)劃及自主的感知判斷來完成全部的行走控制就顯得有些不足，此時如果在運動過程中很好的加入人為的干預(yù)就能使系統(tǒng)達到很好的穩(wěn)定性。
　　本文以重載六足機器人操縱控制系統(tǒng)為研究對象，在以運動規(guī)劃控制為主的六足機器人操縱控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加入人工干預(yù)及局部自主反射過程，使整個操縱規(guī)劃過程符合人機協(xié)同的控制思想，在提升行走過程中的穩(wěn)

3、定性、增強復(fù)雜地形通過能力的同時，也使控制過程更為簡潔、合理，減輕駕駛負擔(dān)。
　　首先，為了使足式機器人能夠適應(yīng)較為復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)地形環(huán)境，在分析地形環(huán)境的同時設(shè)計一套反射算法，使其在行走中能夠達到一定的局部自主，并且在需要的時候可以利用操縱控制系統(tǒng)進行必要的人工干預(yù)，來達到更好的適應(yīng)地形環(huán)境和降低危險的作用。
　　其次，改進原有的六足機器人操縱控制系統(tǒng)，簡化駕駛員操縱流程，降低其操縱負擔(dān)，充分發(fā)揮人機協(xié)同的設(shè)計理念，采用 A

4、RM Cortex-A8硬件平臺系統(tǒng)加 VxWorks實時操作系統(tǒng)設(shè)計出一套足式機器人操縱控制系統(tǒng)的硬件及軟件，實現(xiàn)從駕駛數(shù)據(jù)采集到關(guān)節(jié)角控制輸出的功能需求，并對該控制系統(tǒng)進行分析、測試，以驗證系統(tǒng)工作的正確性和可靠性。
　　最后，搭建六足機器人仿真實驗平臺，利用 Vortex仿真軟件來模擬機器人及真實的地形環(huán)境，從而對本文設(shè)計的局部半自主控制算法進行仿真模擬，驗證算法是否能夠滿足設(shè)計要求，同時檢驗、分析、優(yōu)化控制流程，完善算法的