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基于能量的蛇形机器人蜿蜒运动控制方法的仿真与实验研究

王智锋 马书根 李斌 王越超

王智锋, 马书根, 李斌, 王越超. 基于能量的蛇形机器人蜿蜒运动控制方法的仿真与实验研究. 自动化学报, 2011, 37(5): 604-614. doi: 10.3724/SP.J.1004.2011.00604
引用本文: 王智锋, 马书根, 李斌, 王越超. 基于能量的蛇形机器人蜿蜒运动控制方法的仿真与实验研究. 自动化学报, 2011, 37(5): 604-614. doi: 10.3724/SP.J.1004.2011.00604
WANG Zhi-Feng, MA Shu-Gen, LI Bin, WANG Yue-Chao. Simulation and Experimental Study of an Energy-based Control Method for the Serpentine Locomotion of a Snake-like Robot. ACTA AUTOMATICA SINICA, 2011, 37(5): 604-614. doi: 10.3724/SP.J.1004.2011.00604
Citation: WANG Zhi-Feng, MA Shu-Gen, LI Bin, WANG Yue-Chao. Simulation and Experimental Study of an Energy-based Control Method for the Serpentine Locomotion of a Snake-like Robot. ACTA AUTOMATICA SINICA, 2011, 37(5): 604-614. doi: 10.3724/SP.J.1004.2011.00604

基于能量的蛇形机器人蜿蜒运动控制方法的仿真与实验研究

doi: 10.3724/SP.J.1004.2011.00604
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    通讯作者:

    马书根

Simulation and Experimental Study of an Energy-based Control Method for the Serpentine Locomotion of a Snake-like Robot

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    Corresponding author: MA Shu-Gen
  • 摘要: 能量作为最基本的物理量之一, 联系着蛇形机器人蜿蜒运动的各个方面. 能量耗散描述了环境交互作用, 能量转换对应着运动的动力学过程, 能量平衡反映了蜿蜒运动的协调性. 提出一种基于能量的蛇形机器人蜿蜒运动控制方法-被动蜿蜒. 通过输出关节力矩控制机器人蜿蜒运动, 由机器人的能量状态调整力矩的大小. 仿真结果显示了被动蜿蜒控制下机器人的构形、角度、力矩、能量状态和转弯特性, 并对控制力矩进行了递归分析. 基于Optotrak运动测量系统构建了被动蜿蜒控制的模拟/物理混合实验系统. 进行了移动实验和拖动实验, 前者改变环境的摩擦特性,后者改变机器人的负载. 仿真和实验验证了蛇形机器人被动蜿蜒控制的有效性和适应性.
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-09-08
  • 修回日期:  2010-11-24
  • 刊出日期:  2011-05-20

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