中枢模式发生器与足端轨迹的非线性映射

控制的仿生性和行走的稳定性是四足机器人步态研究中重要的两个方面。为了提高四足机器人运动的稳定性,本文通过Hopf振荡器搭建了CPG模型,分别实现了多种步态及步态之间的转换。比较了基于CPG的步态控制方法和轨迹规划的步态规划方法在行走上的优劣性。为了同时利用CPG控制和轨迹规划的优点,提出采用神经网络将CPG控制曲线与足端轨迹逆运动学获得的驱动曲线进行非线性映射,使得四足机器人在控制上具备仿生特性,在足端接触上具备零冲击特性。仿真和实验结果表明,采用CPG的步态生成方法和轨迹规划方法四足机器人的行走速度理论行走速度80 mm/s相近,但采用CPG的步态生成方法四足机器人侧向位移在±10 mm以内且俯仰角在±1.5°之间,而采用轨迹规划的控制方法四足机器人侧向位移在±35 mm以内且俯仰角在±4°之间,可见两种控制方式对侧向偏移和俯仰运动的表现不一致。通过实验测量可知,机器人采用walk步态行走速度为18.57 mm/s,与理论行走速度20 mm/s接近,步态转换后以trot步态行走,行走速度为76.15 mm/s,与理论行走速度80 mm/s接近,少许误差可能是装配和行走过程打滑导致的。测量其侧向偏移程度可知,其侧向的偏移量左侧在15 mm内,右侧在25 mm内,其侧向偏移量均在合适的范围内,证明所提算法的有效性。

双杆桁架式粮食扦样机结构设计与仿真

针对目前粮食扦样过程中手动扦样效率低及常见的塔式固定粮食扦样机存在大面积扦样盲区等问题,设计了一种智能化的双杆桁架式粮食扦样机,不但实现了对散粮进行高效和自动化扦样,而且实现了对运粮车车厢的无盲区扦样。扦样机采用桁架式结构,保证了整体结构的稳定性。用SolidWorks软件对扦样机进行三维建模,并基于SolidWorks Simulation虚拟测试环境对其主要梁进行有限元仿真分析,结果表明所设计的双杆桁架式粮食扦样机整体结构满足强度、刚度和稳定性要求。