针对现有足式液压驱动机器人腿机构复杂、运动空间小、驱动力矩不稳定等问题,设计了一种足式液压驱动机器人腿机构.依据“D-H”法则对其进行运动学分析,并基于蒙特卡洛法得出在摆角范围内机器人足端工作区域.在规划重心单独调整的步态步行基础上,建立虚拟样机模型,依据ADAMS软件对其进行运动学仿真分析.结果表明:本文设计的足式液压驱动机器人腿机构能够完成行走,运动平稳,膝关节和髋关节力矩变化小,承载能力稳定,足端运动空间大.该腿机构符合理论设计及实际要求.

在机器人两轮差速运动模型分析的基础上,根据运动模型的航迹演算公式可实时计算机器人轨迹姿态。基于机器人操作系统架构平台设计了机器人本体、机器人底座、驱动液压马达、导向轮、激光雷达等7个关节和连接的结构模型。各机器人关节坐标系变换关系经过Tf实时发布,用于计算机器人位置坐标信息。针对液压机器人没有配备编码器和视觉系统的不足,系统采用2D平面激光里程计模型(RF2O),通过建立连续激光扫描点对距离的流约束方程获得机器人平面运动估计,进而得出激光雷达的速度和机器人实际运行轨迹。设计了自主导航软件系统,实现了导航地图构建、定点任务导航和多机器人管理等功能,并对机器人定位导航精度进行了测试,分析对比多次指定位置和导航位置的数据差异,结果表明机器人导航定位精度达到设计要求。

该文针对液压驱动机器人的速度精确控制问题进行了研究,基于两轮差速运动模型,分析了速度与加速度限制,构建了机器人速度控制模型,通过分段线性校正的方法对控制参数进行优化。经测试验证,液压机器人运行平稳,速度控制准确。