多地形移动机器人的机构动态耦合与控制方法研究

项目名称： 多地形移动机器人的机构动态耦合与控制方法研究

项目编号： No.61273344

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 高学山

作者单位： 北京理工大学

项目金额： 83万元

中文摘要： 移动机器人主要用于军事侦察、反恐防暴、抢险救灾、防核化及污染检测等多个领域，但移动机器人在复杂环境下的高通过能力与高机动能力的提高一直是制约起技术纵深发展的瓶颈问题。本项目将针对移动机器人在多种地面环境下运动机构快速灵活移动的共性问题为出发点，重点研究机器人多地形交互、机构动态耦合与控制方法等亟待解决的突出难题，基于研究机器人与复杂地面环境相互作用机理、建立多力场的机器人非完整统计动力学模型的基础上，提出一种机器人适应多地形的、具有高通过和高机动能力的机构运动变换方法，以解决精巧机构构型、越障与动作协调等关联性问题，还将提出包含多维力因素的机器人动力学模型，研究并得到对机器人有效的控制方法。最终在自然形成的复杂地形上加以验证，获得机器人可适应多种地面环境下移动机构的动态耦合变换方法和运动控制方法的创新成果。项目的研究将为移动机器人在复杂环境下的真正实用化提供重要的理论指导和技术解决途径。

中文关键词： 移动机器人；机器人机构；耦合机构；姿态控制；机器人控制

英文摘要： Mobile robots are mainly used for executing the tasks of military reconnaissance, anti-terrorism, violence preventing, rescue, nuclear leak and pollution detection. But, improving the high passing ability and high mobility when the mobile robots work in the complex environments becomes a bottleneck issue which restricts the development of the robot technique in depth. Facing common problems that locomotion mechanism can move on diverse terrains fast and flexibly, this project mainly studies on the interaction between robot and terrain, dynamic coupling, mechanism motion balance control and other serious problems that need to be solved urgently. Based on the mechanism interaction between the robot and the complex terrain, and the establishment of nonholonomic constraint statistical dynamic model under the multi-dimensional force field, a mechanism dynamic coupling method will be presented for making the robot adapt to the complex terrain with high passing ability and high mobility, and to solve the comprehensive related problems such as mechanism configuration, obstacle passing over and coordination. Further more, the robot dynamic model considering of multi-dimensional force factor is also proposed to give the effective motion balance control method of the robot system. Finally, the mobile robot will be tested o

英文关键词： mobile robot；robot mechanism；coupling mechanism；posture control；robot control