四足激光除草机器人腿部结构参数优化

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作   者：

张良安;  唐锴;  赵永杰;  王孝义;  余大壮;  卢新建;  王祥; 

作者机构：

安徽工业大学机械工程学院;  汕头大学工学院机械电子工程系; 

关键词：

机器人;  优化;  尺度综合;  粒子群算法; 

期刊名称：

农业工程学报

基金项目：

Gorenstein同调代数中若干问题的研究

i s s n：

1002-6819

年卷期：

2020 年 36 卷 02 期

页   码：

7-15

摘   要：

电驱四足激光除草机器人的续航能力取决于其电池容量和自身功耗,为了提高其续航能力,降低其目标轨迹下的驱动力矩将具有重要意义。该文以四足激光除草机器人为研究对象,提出一种动力学尺度综合方法,将其腿部尺寸参数作为优化设计目的,在给定的目标轨迹上,针对腿部关节驱动力矩进行优化,最终得到一组最优腿部杆长,使其完成目标轨迹的驱动力矩和功耗最小。以四足机器人腿部关节驱动力矩最大值最小作为优化目标,腿部尺寸参数作为约束变量,利用粒子群算法和理想点法进行二次优化,将多目标优化问题转化为单目标优化问题,得到一组最优杆长。计算结果表明:经过尺度综合后的四足机器人动力学性能得到明显改善,优化后单腿的大腿关节驱动力矩峰值下降5.29%,小腿关节驱动力矩峰值下降18.05%,验证了该尺度综合方法的有效性。该文提出的动力学尺度综合方法可为四足类机器人的设计提供参考依据。