液压弹跳机构及其控制技术研究

弹跳机器人以其效率高、越障能力强等优点，成为机器人领域研究的热点，目前的研究主要集中在以弹簧为核心的弹跳装置上，弹簧的储能和能量释放存在很多机构上实现的困难，很难实现大行程弹跳和对弹跳过程进行控制。本课题提出了一种基于液压一体化技术（EHA）的弹跳机构，分析液压弹跳机构的特点，建立机构运动学和动力学模型，分析液压控制系统储能和弹跳（能量释放）的机理，利用液压的功率密度大和灵活的储能方式实现机器人的大行程弹跳、整体重量的减轻和结构布置的优化；通过对液压阻尼和蓄能器开口流量的主动控制实现机器人的间歇弹跳和弹跳高度、行程的主动控制；对机器人结构参数进行匹配和优化，对液压控制系统进行建模与仿真，进而研制出机器人的样机，展开对液压弹跳机器人控制技术的研究工作。通过试验，分析机器人姿态与弹跳距离、弹跳高度和稳定着陆等的相互关系，丰富弹跳机器人的理论体系，推动弹跳机器人技术的发展。

弹跳机器人以其效率高、越障能力强等优点，成为机器人领域研究的热点。为克服目前弹跳机器人以弹簧储能在机构实现和过程控制的困难，本项目提出了一种液压弹跳机器腿设计。建立了运动学和动力学模型，对机器腿参数进行了匹配和优化，对液压控制系统进行了建模与仿真，分析了液压系统储能和释放的机理，利用液压的功率密度大和灵活的储能方式实现了机器腿的间歇弹跳和弹跳高度、距离的主动控制。研制成功了液压弹跳机器腿的实物样机，并以弹跳机器腿为基础对液压四足弹跳机器人进行了相关研究，针对弹跳机器人结构布局、动静态稳定性、生物学弹跳机理、步态规划、足端轨迹规划等关键点进行了仿真与建模分析，丰富了弹跳机器人的理论体系，推动弹跳机器人技术的发展。