腿履复合机器人自主越障分析与动作规划

本文提出基于质心坐标公式和机器人运动学的质心运动学模型,通过此模型可获取机器人在越障过程中质心变化情况,从而分析机器人越障性能,自主规划机器人越障动作.并且建立稳定裕度角及俯仰角度与障碍高度关系的求解方法,在此基础上,进行基于最大稳定裕度的越障动作规划.最后通过实验验证了基于质心运动学模型和稳定裕度的自主越障性能分析及动作规划的正确性.

一种具有爬坡越障能力的移动机器人

针对目前移动机器人爬坡﹑越障能力不强的问题,设计了一种新型的移动机器人。该机器人采用轮腿式的移动结构,兼顾了腿式移动机器人和轮式移动机器人的优点。位于机器人两侧的机械腿,承担主要的行走功能,通过机械腿的旋转与伸缩,可以增加机器人跨越障碍的能力;机器人的前后端增加了辅助机械腿,在机器人爬坡的时候,后机械腿可以主动为机器人提供推力,增大了机器人的爬坡能力。通过机械腿之间的协调运动,机器人可以跨越深沟路段。针对各种路况对移动机器人进行了运动规划,并建立了机器人爬坡时的动力学模型。

一种多关节履带式机器人自主越障运动规划

为提高矿难搜索机器人的自主运动能力,建立了其翻越垂直障碍的运动学模型,并且对其翻越垂直障碍的能力进行了分析,提出了一种基于嵌套人工鱼群算法的机器人自主越障运动规划方法.采用三层四组人工鱼群算法削弱4个自变量之间的耦合作用,并且利用一种快速随机搜索方法缩小关节角度的搜索范围,从而实现了满足关节角度变化最小这一优化指标的机器人越障逆运动学求解的要求.MATLAB的仿真实验证明:该方法相对传统算法可以利用更少的人工鱼数目在较少的代数内有效地得到机器人越障中每一步骤的最优关节角度值,从而为机器人的控制提供依据.利用仿真结果对机器人进行了双单元模式的自主越障运动规划实验,实验结果表明机器人能够顺利实现越障.

基于遗传算法的仿生双足爬壁机器人越障运动规划

针对仿生双足爬壁机器人的壁面越障运动,提出一种基于遗传算法的越障运动规划算法.该算法在分析机器人稳定运动条件和障碍物笛卡儿空间几何约束的基础上,通过加权系数法定义适应度函数,使机器人稳定裕度和运动代价在某种程度上达到综合最优.对笛卡儿位姿进行编码,在笛卡儿空间和关节空间约束下,规划出一条无碰撞、稳定性高的机器人运动序列.利用该算法对机器人跨越凸起障碍物运动进行规划仿真,结果证明该方法可保证机器人运动的稳定裕度和运动轨迹的平滑.