[发明专利]一种微小型机器人的碰撞系统的参数识别设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人移动机构设计方法，具体涉及一种微小型机器人的碰撞系统的参数识别设计方法，属于智能电子产品技术领域。

背景技术

如今机器人已经进入生活当中的各个领域，如用于农业生产的农药喷洒机器人、采摘机器人等，用于军事的排雷机器人、侦查机器人及无人战车等，以及用于空间探测的双臂机器人、用于医疗的心脏手术机器人、腔镜手术支援机器人，用于灾难救援的模块化可重构机器人、蛇形机器人、履带救援机器人、用于家庭服务的娱乐机器人、真空吸尘机器人及除草机器人等；随着技术的不断发展，机器人的发展趋于小型化、智能化，微小型机器人的特征尺度小，一般只有几个毫米到几十毫米，要在如此小的空间内，将致动器、执行器、传感器、控制器及能量供给系统、通信系统等高度集成，采用传统的方法难以实现。

发明内容

（一）要解决的技术问题

为解决上述问题，本发明提出了一种微小型机器人的碰撞系统的参数识别设计方法，搭建实验系统对碰撞过程中子结构末端运动速度的变化进行测量，将其与仿真模型的计算结果进行比较，以两者误差最小为目标进行参数分析与综合，实现了碰撞模型的参数的辨识。

（二）技术方案

本发明的微小型机器人的碰撞系统的参数识别设计方法，包括以下步骤：

第一步：建立参数辨识的实验系统，测量子结构末端的速度变化，柔性足末端固定，将柔性足与参考电压源的正极相连，行走表面通过采样电阻与参考电压源的负极相连，当柔性足与行走表面接触时，形成回路，采样电阻两端会产生电位差，初始条件下在柔性足子结构末端施加一向上的力，使其产生向上的位移，足端与行走表面分离；通过激光测振仪测得子结构末端的位移，利用柔性足的有限自由度模型，算出初始状态下各关节的初始角位移；瞬间释放柔性足，在弹性力的作用下，足端会向下运动与行走表面发生碰撞，在发生碰撞的瞬间，利用触发示波器，记录下子结构末端的速度变化；

第二步：基于柔性足的有限自由度模型和碰撞约束模型建立与实验系统等效的仿真模型；给辨识参数赋初值，将其与实验系统的初始条件一同代入仿真模型；

第三步：对辨识参数进行参数分析和综合。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明的微小型机器人的碰撞系统的参数识别设计方法，搭建实验系统对碰撞过程中子结构末端运动速度的变化进行测量，将其与仿真模型的计算结果进行比较，以两者误差最小为目标进行参数分析与综合，实现了碰撞模型的参数的辨识。

具体实施方式

一种微小型机器人的碰撞系统的参数识别设计方法，包括以下步骤：

第一步：建立参数辨识的实验系统，测量子结构末端的速度变化，柔性足末端固定，将柔性足与参考电压源的正极相连，行走表面通过采样电阻与参考电压源的负极相连，当柔性足与行走表面接触时，形成回路，采样电阻两端会产生电位差，初始条件下在柔性足子结构末端施加一向上的力，使其产生向上的位移，足端与行走表面分离；通过激光测振仪测得子结构末端的位移，利用柔性足的有限自由度模型，算出初始状态下各关节的初始角位移；瞬间释放柔性足，在弹性力的作用下，足端会向下运动与行走表面发生碰撞，在发生碰撞的瞬间，利用触发示波器，记录下子结构末端的速度变化；

第二步：基于柔性足的有限自由度模型和碰撞约束模型建立与实验系统等效的仿真模型；给辨识参数赋初值，将其与实验系统的初始条件一同代入仿真模型；

第三步：对辨识参数进行参数分析和综合。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。