国家自然科学基金(60805048)
- 作品数：5 被引量：22H指数：3
- 相关作者：王挺姚辰李小凡王志东王越超更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院大学中国科学院研究生院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术更多>>
- 采用单节变形履带机构的新型轮椅机器人被引量：4
- 2013年
- 提出一种采用单节变形履带机构的轮椅机器人。该机构能够通过两组摆臂的转动对履带形状与张紧力进行主动控制,以使履带形状更好地与障碍物相适应,从而提高传统轮椅的越障能力。在对比现存各种轮椅机器人越障机构特点的基础上,介绍这种新型轮椅机器人的机构方案及对楼梯这种典型障碍物的爬越过程。针对爬越楼梯这一越障运动,将轮椅机器人转换成等效串联机器人,建立用于描述机器人位置及履带形状的几何模型,并给出基于拉格朗日动力学方程的机器人主动构件驱动力矩的优化求解方法。通过仿真得到了轮椅机器人爬越楼梯过程中各主动构件驱动力矩的变化情况,进而指导完成了机器人驱动系统与机械结构设计并制作出原理样机。通过样机爬越楼梯试验验证了轮椅机器人的越障能力。
- 于苏洋王挺王志东王越超姚辰李小凡
- 关键词：轮椅机器人
- 基于倾翻与滑移稳定性准则的轮椅机器人爬楼梯控制方法被引量：7
- 2014年
- 提出一种采用单节变形履带机构的轮椅机器人。这种机器人能够通过前、后2组摆臂同时控制履带形状与张紧力,使履带更好地与障碍物相适应,从而提高传统轮椅及现有履带式轮椅机器人的越障能力。针对机器人爬越楼梯过程,提出一种过约束状态下履带与楼梯间作用力的近似求解方法,并结合履带与楼梯间的滑移分析建立了一种能够同时评判机器人倾翻与滑移情况的稳定性准则。在所建立稳定性准则的基础上,进一步制定了机器人自主爬越楼梯控制方法,并通过实验验证了控制方法的有效性。
- 于苏洋王挺王志东王越超姚辰
- 关键词：轮椅机器人
- WT轮椅机器人攀爬楼梯过程动力学建模与控制被引量：3
- 2014年
- 分析出WT轮椅机器人与楼梯环境相互作用的特点,归纳出攀爬过程中轮椅机器人可能出现的模式和确定所处模式的判据。针对WT轮椅机器人较复杂且带有完整约束的混联机构,提出了具有对称的独立广义坐标和对称的完整约束的机构化简定理和一种设计完整或非完整机器人系统控制律的思路,给出了WT轮椅机器人在攀爬楼梯过程中各模式下的Lagrange动力学方程以及保持轮椅座椅水平的各关节广义坐标的规划轨迹,并结合计算力矩法设计出WT轮椅机器人的主动张紧力控制,即在对各关节变量参考输入曲线跟踪的同时,实现了对完整约束的约束反力参考输入曲线的跟踪。最后应用Matlab中的STATEFLOW模块对WT轮椅机器人攀爬楼梯过程的动力学模型和控制律进行仿真,并通过样机试验验证其有效性。
- 王剑王挺姚辰李小凡吴成东
- 关键词：轮椅机器人动力学控制律
- 变形履带轮椅机器人的张紧力最优估计和越障能力分析被引量：5
- 2010年
- 针对一种新型变形履带机构的轮椅机器人,提出了一种动态确定履带张紧力大小的最优估计算法.相对于传统的恒定张紧力履带式移动机构,动态确定张紧力显著地降低了功率损耗.考虑到张紧力的建模复杂性,文中采用模糊决策算法,将影响张紧力的主要因素输入模糊决策模块.然后结合最小二乘法得到履带张紧力的最优估计算法.鉴于轮椅机器人越障过程中移动速度较慢的特点,结合张紧力最优估计算法结果对轮椅机器人上楼梯起始阶段进行了静力学建模.仿真结果证明了利用张紧力估计算法的越障轮椅机构能够平稳爬楼梯,同时也表明了动态张紧力算法大大降低了驱动功率损耗.
- 滕赟姚辰王挺李小凡
- 关键词：轮椅机器人爬楼梯静力学
