通常模型是前任一个真实的设备;然而,有时一个设备激励模型。在1980年代,有一群被称为腿实验室卡内基梅隆大学研究运行机器人。1986年,腿实验室搬到麻省理工学院。他们的一些机器人正在展出麻省理工学院博物馆今天,他们至今仍激励着好奇的游客。其中一个机器人3 d独腿料斗这激发了我的同事,家伙卷轴。

去年冬天我看到这个机器人在麻省理工学院博物馆,与几个同事MathWorks讨论后,我们决定将酷这个机器人的仿真软件模型。金宝app

请继续阅读,了解人如何构建和控制独腿料斗(下载的文件交换)。

模拟和单腿跳跃机器人的控制

的家伙卷轴

这是一个单腿跳跃机器人仿真软件模型的描述我最近完成的。金宝app我将解释我如何准备和实施了这一仿真。

准备

在任何系统建模仿真软件之前,总是有一个计划。金宝app开始我总是喜欢画一个简单的表示的系统模型。在这幅图中我们看到两具尸体(我们叫他们身体和腿臀部)连接在一起。机器人有两个驱动自由度(自由度)在他的配置空间,身体和腿之间的角,腿的长度。这两个自由度将用于控制的3自由度运动的身体在空间(高度、距离和角度)。

现在描述的机器人,是时候考虑如何控制它。机器人控制可以分为三个独立的控制器:

1. 姿态控制,腿的长度由气动执行机构控制。这个装置像一个弹簧。它给一个平滑的
   降落和注入力量保持机器人跳跃。
2. 速度控制,当一个人走,前面的腿把身体虽然在空中。虽然腿接触地面,然后身体前。
3. 定向控制,在立场,腿与地面接触。扭矩是应用在臀部来控制身体的角度。

下面的图片显示了三个控制器图形:

现在我有一个好主意来实现的,它是时间玩和玩仿真软件。金宝app对于这个模型,SimMechanics是最合适Blockset
机器人模型。

实现

当我开始SimMechanics模型一个移动机器人,我喜欢修复体在空间的位置。通过这样做,我可以验证的配置
致动器的行为。这SimMechanics模型是这样的:

使用这个模型我看测试不同的输入和结果在腿的运动。一旦我很满意这个运动,我可以考虑与地面相互作用。

我的新目标是现在看到机器人从某个初始八,跳跃几次。模型的地面,我使用SimMechanics提供的弹力球的演示。分组组件内部子系统后,模型现在看起来像下面的图片。

一旦接触力和机器人运动的有效性,它是时间来实现控制体系结构。

通常,当我想实现一个控制器将该模型在以下子系统:

传感器建模

这个子系统提取并处理来自SimMechanics模型生成的信息信号,可以提供真正的传感器。跳跃机器人,我将测量如下:

• 角的腿和身体之间
• 身体的角度相对于地面
• 一个开/关接触传感器。

运动分析

基于传感器,控制器计算所需的信息。接触开关是用于计算的时间飞行和姿态。这些时间以及臀部和身体的角度可以用来估计机器人速度和位移。

控制器

所有必要的信息,是时候来生成3的致动器信号控制模式。

• 的态度
  ——相同数量的力量注入的气动执行机构在每一跳。这产生跳跃的常数八和持续时间。注入力的大小可以调整,以获得所需的跳八,但是现在,它将保持不变。

• 速度- - - - - -这是最复杂的机器人控制器。首先,我们看看位移在前面跳。而在
  飞行的机器人的腿被定位在前面的身体准备运动类似于前一跳。也在飞行,腿
  提示不同位置修改如果机器人必须加速或减速。着陆的腿往身体的前面
  加快机器人,而腿靠近身体会减速。一个简单的轨迹生成也实现移动的腿
  在飞行顺利。

• 取向,在此阶段,髋关节计算转矩保持身体与地面的角度接近于零。结合
  面向速度控制器,控制器将机器人在正确的方向上。

实现3控制器后,是时候想象产生的运动是什么样子。

我跟着上面的描述中包含的主要步骤创建跳跃机器人仿真。更多细节,我建议参观中央文件交换下载仿真软件MATLAB模型金宝app单腿跳跃机器人。

在查看模型时,你会发现我省略了很多细节的短篇小说。但我用来创建大多数的主要过程仿真软件模型描述。金宝app

你曾经建造了一个机器人吗?你认为这个模型吗?请留下你的这里的评论。