基于手脚融合功能的多足步行机器人正运动学分析

简单介绍了一种新型机器人——基于手脚融合功能的多足步行机器人的结构,并对该类机器人的正运动学问题进行了详细研究。对该类机器人的两种典型运动状态——行走和抓取状态的运动学关系进行了阐述。文中首先根据机器人结构的约束关系导出了机器人机体轨迹(质心)的表达式,再对具有抓取功能的串联机械手的正运动学关系进行研究后,获得了机器人在抓取物体时的运动学关系。文中对相关公式进行了推导,给出了表达式,最后以相关算例进行了说明。该研究结果对于加快该类机器人的实用进程有显著意义。

模块化多足步行机器人的运动控制系统研究

为解决机器人对复杂多变的环境适应性不强的问题,研制了模块化的多足步行机器人系统。针对模块化多足步行机器人的机构特点,设计并实现了一种位于机器人模块化控制体系底层的基于CAN总线的运动控制系统。采用微处理器、专用的运动控制和驱动芯片以及光电编码器实现了机器人关节的伺服闭环运动控制;采用CAN总线作为模块间的通信接口,有效地支持了多关节实时控制。提出了一种具有3层抽象结构特点的可扩展的软件体系结构,为运动控制系统提供模块化支持。实验验证了运动控制系统软硬件的可靠性和有效性。

多足步行机器人研究状况及展望

分析了国内外多足步行机器人的研究现状,并给出了多足步行机器人存在的问题,展望了多足步行机器人的发展方向。

基于计算机辅助几何法的多足步行机器人运动学分析系统

提出了基于计算机辅助几何法的多足步行机器人运动学分析方法。基于多足步行机器人内部的结构约束关系,建立了典型结构机器人的SolidWorks模型,利用VB驱动对SolidWorks进行二次开发,建立了一个能够自动求解多足步行机器人爬行步态的正运动学求解系统。该系统操作简单,适用于所有爬行类多足步行机器人。

多足步行机器人腿机构的运动学研究

多足步行机器人腿机构的运动学研究查选芳，张融甫（南京航空航天大学机械工程系，南京２１００１６）（东南大学机械工程系，南京２１００１８）由于空间缩放机构在运动主平面内具有解耦性、易于控制、具有较高的能效性以及当缩放比大于１时能以较小的本体实现较大的运动...

一种用于多足步行机器人步态控制的CPG模型

基于对生物节律性周期运动的CPG控制的概念,采用Lakshmanan和Murali的双变量简化Hodgkin-Huxley振荡神经元模型作为CPG的振子。对该模型进行了不动点及稳定性分析和分岔分析,指出了其二次Hopf分岔特性和振荡条件。在此基础上,建立了一种用于八足步行机器人步态控制的CPG模型。通过分阶段遗传算法,分别针对几种步态进行了参数优化,通过仿真验证了所提出的CPG模型的可行性。

基于小驱动力矩函数驱动的多足步行机器人轨迹规划问题研究

在研究轨迹规划中,用小驱动力矩函数控制机器人的质心运动,降低机器人关节的驱动电机的功率问题。文中首先对相关理论进行了描述,根据多足步行机器人的运动关系导出机器人的质心运动规律与关节驱动变化在能耗上的联系,并利用泛函理论导出小驱动力矩函数。在机器人ZQROT-I运行直线步态过程中,采用该函数控制机器人质心的运动,利用ADAMS对机器人的运动性能进行了分析,并将结果与机器人轨迹控制中采用其他函数的运行结果进行了对比分析。结果表明,采用小驱动力矩函数控制机器人的质心轨迹运动,在节省机器人运行能耗方面有一定的作用。

多足步行机器人单腿柔性建模与仿真

以多柔体动力学理论为基础,运用拉格朗日方程建立了多足步行机器人单腿的多柔体动力学模型。通过Pro/E建立了单腿的三维实体模型,运用ADAMS对单腿模块进行了多柔体动力学仿真分析,仿真结果对于多足步行机器人的单腿柔性结构设计具有指导意义。

一种多足步行机器人行走状态分析模型

结合步行机器人行走的动力学特性,通过对机器人的加速度传感器信息进行离散傅立叶变换,建立了行走相关特征值的概率模型.通过使用马氏距离作为判定标准,对步行机器人的行走稳定性给出定量描述.四足步行机器人平台上的实验结果表明,该模型能够实时反映机器人的行走特性,帮助机器人在行走状态受环境影响发生改变时,根据行走特征及时调整运动,保证其稳定性.

具有手脚融合功能的四足步行机器人抓取姿态下的运动仿真

介绍了一种具有手脚融合功能的四足步行机器人ZQROT-1的构型,然后对具有手脚融合功能摆动腿抓取姿态下的逆运动学问题进行了研究,对相关公式进行了推导,运用ADAMS软件进行了运动学与动力学仿真。文中着重对该机器人在抓取物块过程中的动力学特性进行了仿真分析,并进而分析了机器人失稳的情况。分析结果可以作为机器人优化结构、确定参数的依据。该方法与思路对解决同类问题有一定的参考意义。

四足步行机器人逆运动学分析

对四足机器人进行了步态规划,并推导出其逆运动学方程,基于MATLAB建立其运动学模型,以末端轨迹作为输入曲线,得到各关节运动变化曲线.然后,将关节运动变化曲线作为机器人虚拟样机的驱动信号,可使机器人按照规划步态进行运动.研究结果验证了理论分析的正确性,为多足步行机器人运动控制分析提供了理论基础.

多足步行机器人液压控制系统研究现状与发展趋势

针对多足步行机器人液压系统能量损失较大、结构相对单一及控制策略相对复杂等问题,从机器人液压系统和控制策略2个方面分析了多足步行机器人液压控制系统现状.将液压系统从泵源、液压执行器和液压控制结构3个方面分别阐述.从动力来源和油路结构介绍了泵源,从结构分类、一体化集成和特殊功能简述了不同液压执行器的应用,从阀控液压系统和泵控液压系统介绍了液压控制结构.从自由空间和约束空间两方面介绍了系统控制策略.多足步行机器人液压系统的发展方向包括小型化、轻量化、节能降耗、降低噪声和泄漏以及对控制策略的改进.

多足仿生步行机器人的机构设计与功能分析

设计了一种新型的多足仿生步行机器人的机械结构,运用D-H齐次坐标变换矩阵建立其运动学方程,并以最大越障能力为目标函数以连杆长度为约束函数对腿部机构进行优化,得出最佳多足仿生步行机器人的机械结构。基于虚拟样机技术对该多足仿生步行机器人进行爬坡能力、通过复杂路面能力、转弯步态规划等功能分析。仿真结果表明该多足仿生步行机器人机构具有自由度少、控制简单、运动灵活、爬坡能力良好、地形适应性强、转弯稳定性好等特点。

基于运动精确度的步行机器人轨迹跟踪中控制节点的契比雪夫插值研究

研究在轨迹跟踪中以契比雪夫函数确定运行轨迹的控制节点,对多足步行机器人期望的质心轨迹逼近,以提高机器人的运动精度问题;在对相关理论进行描述的基础上,以机器人ZQROT-I运行给定二次曲线轨迹为例,利用ADAMS,对该机器人在运行过程中采用相同轨迹函数及不同控制节点对机器人运动精度的影响进行了比较分析。分析结果可以作为机器人优化控制方案的依据。

基于类蜘蛛仿生煤矿救灾机器人步态研究

基于类蜘蛛仿生多足煤矿救灾机器人是一种具有冗余运动、多支链、时变拓扑运动机构的特种机器人,利用类蜘蛛仿生煤矿救灾机器人模仿了蜘蛛的行走特点,遵循蜘蛛行走时的摆腿顺序,在不同情况下设计不同的摆腿行走顺序,使煤矿救灾机器人的灵活性以及对复杂环境的适应性大为增强,能够快速灵活的进入煤矿巷道中,对巷道中的复杂情况进行及时了解并及时处理。通过对机器人学的研究,能更好的符合仿生学的发展方向和趋势,使步态模仿蜘蛛法达更加合理稳定的效果,进一步提高机器人的行走速度,缩短救援时间,加强救援能力。

基于ADAMS的步行机器人MiniQuad-Ⅱ机体载荷质量变化对驱动力矩的影响研究

通过在SolidWorks软件中建立四足步行机器人MiniQuad-Ⅱ的三维实体模型,采用ADAMS进行运动学、动力学仿真。在对相关过程进行描述的基础上,以MiniQuad-Ⅱ运行直线步态为例,利用ADAMS对该机器人在运行过程中的力学特性进行了分析。探讨了增减机器人机体载荷质量时对机器人驱动力矩影响。该分析结果可以作为扩展机器人用途、优化机器人结构、确定机器人动力参数的依据。该文的方法与思路对解决同类问题有一定的参考意义。

具有手脚融合功能的步行机器人的手部结构设计

在介绍具有手脚融合功能的步行机器人整体结构的基础上,阐述了机器人手部的总体设计方案,对手部设计的基本要求进行了说明。对驱动装置和传动装置的选取、手部驱动力矩与功率的计算、手部结构的设计过程进行了详细介绍。

仿生六足机器瓢虫

一、研究背景在自然界和人类社会中,存在一些人类无法到达的地方和可能危及人类生命的特殊场合,如行星表面、发生灾难的矿井、防灾救援和反恐斗争等。对这些危险环境进行不断地探索和研究,寻求一条解决问题的可行途径成为科学技术发展和人类社会进步的需要。地形不规则和崎岖不平是这些环境的共同特点,从而使轮式机器人和履带式机器人的应用受到限制。以往的研究表明,轮式移动方式在相对平坦的地形上行驶时,具有相当的优势,如运动迅速、平稳,结构和控制也较简单。