Mass Modeling and Sensitivity Analysis of Lightweight Hydraulic Actuator for Legged Robot

Abstract

摘要： 液压驱动执行器是航空航天、机器人和工程机械等高端移动装备中的核心执行元件，是液压系统的“肌肉”。对液压驱动执行器进行轻量化设计是提升上述高端移动装备的续航能力、机动性和承载能力的主要途径之一。以适用于足式机器人腿部关键驱动的液压执行器为研究对象，首先建立执行器各部件精确质量模型。然后，采用可以定量评估参数对模型影响的基于Sobol的全局灵敏度分析方法，并结合蒙特卡洛数值模拟方法增强其分析效率，揭示了质量参数变化对执行器质量的影响规律，最终得到了影响液压驱动执行器质量的关键参数，并通过系统建模验证了灵敏度分析结果的准确性。同时，所采用的分析方法为通用方法，可对不同液压驱动执行器进行质量建模并进行灵敏度分析，为其轻量化设计提供重要理论参考。