基于目标规划的履带可变形机器人结构参数设计及验证

机器人结构参数直接影响其对环境的适应能力,因此合理的结构参数设计至关重要。为更高效设计能适应障碍已知环境的机器人,该研究提出一种基于目标规划的机器人结构参数设计方法,以得到能适应该环境的结构参数最优的机器人,并开发样机进行试验验证。首先提出并设计履带可变形机器人模型,在分析机器人越障机理基础上,建立机器人能够跨越的台阶和沟壑障碍与其结构参数间的关系,并在此基础上建立履带可变形机器人的结构参数目标规划模型。利用遗传算法得到该目标规划问题的最优结构参数：履带轮半径60 mm,摆臂最大长度326 mm,机体长度290 mm,并利用Adams建立仿真模型验证了机器人对目标环境的适应性。样机试验表明机器...

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Published in农业工程学报 Vol. 32; no. 14; pp. 39 - 46
Main Author 朱岩 王明辉 李斌 王聪
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室，沈阳 110016 2016
中国科学院大学，北京 100049%中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室,沈阳,110016
Subjects
优化
履带可变形机器人
机器人
目标规划
结构参数
遗传算法
目标规划
履带可变形机器人
transformable tracked robot
机器人
遗传算法
mechanism-parameters
goal programming
optimization
优化
结构参数
robots
genetic algorithms
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ISSN1002-6819
DOI10.11975/j.issn.1002-6819.2016.14.006

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Summary:机器人结构参数直接影响其对环境的适应能力,因此合理的结构参数设计至关重要。为更高效设计能适应障碍已知环境的机器人,该研究提出一种基于目标规划的机器人结构参数设计方法,以得到能适应该环境的结构参数最优的机器人,并开发样机进行试验验证。首先提出并设计履带可变形机器人模型,在分析机器人越障机理基础上,建立机器人能够跨越的台阶和沟壑障碍与其结构参数间的关系,并在此基础上建立履带可变形机器人的结构参数目标规划模型。利用遗传算法得到该目标规划问题的最优结构参数：履带轮半径60 mm,摆臂最大长度326 mm,机体长度290 mm,并利用Adams建立仿真模型验证了机器人对目标环境的适应性。样机试验表明机器人能够跨越160 mm高台阶和300 mm宽沟壑,证明了计算得到的结构参数的合理性,及基于目标规划的机器人结构参数设计方法的可行性。该研究可为机器人的结构参数设计提供参考。
Bibliography:robots; genetic algorithms; optimization; goal programming; transformable tracked robot; mechanism-parameters
Zhu Yan, Wang Minghui, Li Bin, Wang Cong （1. State Key Laboratory of Robotics, Shenyang Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beo＇ing 100049, China）
11-2047/S
It is critical to design a reasonable and suitable mechanism parameter for the robot, as it plays an important role in the robot＇s adaptability to the environments. To efficiently design a robot that was able to adapt itself to an environment where the obstacles were given, a mechanism-parameter designing method was hereby put forward based on the goal programming in order to obtain the optimized robot that could adapt to the environment mentioned. According to configuration evolution and configuration characteristics of tracked robot, a transformable tracked robot configuration was proposed, which only need 3 motors and its single arm could be used as the tracked
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2016.14.006