可变形机器人自主攀爬楼梯控制研究

设计并实现了一种机器人自主攀爬楼梯系统,研究了复杂环境下可变形机器人自主攀爬楼梯的控制方法。通过分析楼梯面与机器人履带的接触方式,包括梯面打滑、棱刺打滑、履带打滑等,确定了机器人进行梯面翻越、梯面行走时不打滑的条件,以提高机器人的爬行效率。对传感器的感知信息进行滤波,以提高机器人的感知能力,确定楼梯的首末台阶,进而制定有效的爬行策略。通过对整个控制系统进行建模分析,建立了系统的软件流程图;通过对多种典型楼梯环境进行试验,验证设计方法的有效性及较好的鲁棒性。

六足机器人攀爬楼梯的路径优化步态控制

针对C型腿六足机器人攀爬楼梯的步态研究,基于影响机器人攀爬成功性与效率的关键因素分析,提出了一种实现优化攀爬路径的步态控制方法.构建了C型腿六足机器人攀爬楼梯过程的仿真环境与力学模型;研究了机器人底盘与楼梯面呈最大角度时,其质心位置对其攀爬楼梯的决定性作用;分析了机器人中间足与楼梯面的接触位置对机器人运动效率的重要影响.当六足机器人步态满足连续攀爬楼梯的基本条件时,其攀爬路径被分成两个部分进行优化,进而研究了机器人路径优化时的步态.仿真和实验验证结果表明了所提的步态能使C型腿六足机器人成功并高效地爬升多级楼梯,验证了该步态的可靠性和有效性.

基于红外测深的六足机器人爬楼梯策略

足式机器人越障一直是足式机器人的一个研究重点,而楼梯是常见的障碍物。本文提出一种基于红外测深的六足机器人楼梯攀爬策略。该策略将楼梯分为两类,并针对这两种楼梯设计不同的爬楼梯步态。为了验证策略的正确性,搭建了多组楼梯,在真实环境下进行了物理实验。实验结果表明,该策略具有较好的正确性和普适性。

基于机器视觉技术的自动爬楼轮椅

目前,大多数轮椅不能自动识别楼梯高度和攀爬楼梯,只能在平坦的道路上使用,并且很多地方没有轮椅的专用通道,导致外出时必须有人陪同,给人们带来了很多困扰。针对上述问题,设计出一种基于机器视觉技术的可识别楼梯阶数并自动攀爬楼梯的轮椅,以STM32F103C8T6为核心控制器,利用电机、红外传感器、MPU6050模块、K210模块、ESP8266模块以及OLED模块实现主要功能。该装置使用多个升杆电机组合,基于动力学原理、机械原理,保证低价格的同时可实现在没有人辅助的情况下,轻松上下楼,其能够保障使用者安全的同时,也能给其家属及朋友带来很多方便。

助老助残轮履协同移动平台设计及运动分析

针对传统助老助残轮履复合移动平台轮履转换效率低和轮履无法协同作用的问题,提出了一种助老助残轮履协同移动平台。研究了移动平台的轮履转换机构及轮履转换工作原理。对履带与楼梯台阶接触作用进行分析,给出了履带攀爬楼梯台阶不滑移的充分必要条件。结合"轮履协同"和"履带单独作用"两种方式下攀爬台阶与楼梯动作规划,分析了两种方式下移动平台攀爬台阶和楼梯的运动机理,建立了临界状态数学模型,并通过数值仿真,进行了对比分析。结果表明"轮履协同"方式具有更加优越的攀爬能力,说明助老助残轮履协同移动平台具有实用性。