机器人单足系统-沙土塑性接触力学建模及验证

作者：杨传潇; 丁亮^*; 唐德威; 高海波; 邓宗全

来源：机器人, 2019, 41(04): 473-506.

DOI：10.13973/j.cnki.robot.180526

• 塑性接触力学
• 机器人单足系统
• 硬质足
• 柔性足
• 沙土

为了更好地实现足式移动机器人在柔软流动性地面的仿真以及反馈控制,提出了机器人单足系统与沙土(柔性地面环境)接触力学的模型.该模型讨论并继承了部分经典土力学中极限承载力理论的假设条件,并加以拓展和深化,分别建立了机器人硬质足、柔性足与沙土环境的接触力学模型.与其他模型相比,该模型充分考虑了接触面和滑裂面的外形特征,且参数均为常用已测物理参数而不需要在线的辨识过程.设计、加工并搭建了机器人单足式移动平台,完成了单足系统移动平台与沙土环境准静态和动态冲击状态下的相互作用实验.实验和仿真预测结果的对比表明,预测结果与样本数据结果的总误差为8.97%,验证了塑性接触力学模型的准确性和预测足地接触变形时力学行为的有效性.

• 单位
  机器人技术与系统国家重点实验室; 哈尔滨工业大学