两足步行椅机器人的机构设计

主要介绍了两足步行椅机器人的整体机构设计.在踝关节和髋关节处,采用了一种新型多自由度正交关节设计,使得机器人结构紧凑,提高了步态规划的精度.利用两足步行椅机器人动力学模型,分析了各关节的驱动力矩,以此确定了驱动电机的功率.在髋关节和座椅之间设计了减震系统,并建立了减震系统模型,分析了减震系统对于步态稳定性的作用.最后,为保证乘坐者的安全,从机构的角度设计了机械式保护装置.

两足步行椅机器人的设计与研究

介绍了一种两足步行椅机器人机械系统和控制系统的硬件设计,分析了载人两足机器人与一般两足机器人在安全性、载重量和干扰方面的不同.并通过计算机仿真技术提高了设计的效率和可靠性,从而降低了系统级开发风险.

两足步行椅机器人机械参数与步行稳定性关系研究

研究了两足步行椅机器人的机械参数对步行ZMP(Zero Moment Point)稳定裕度的影响.采用稳定的参数化步态,在步态不变的情况下,改变机器人各连杆的质量、转动惯量和质心位置,分析其对ZMP稳定裕度的影响.通过仿真实验得到以下结论:合理选择大腿、小腿和上身的机械参数可以显著增加步行ZMP稳定裕度,从而降低伺服控制的难度.

两足步行椅机器人及其稳定性计算研究

两足步行椅机器人是一种为残疾人设计,用来替代轮椅和假肢的助残机器人。本文介绍了两足步行椅机器人的整体机构设计,并以前向运动为例,详细讨论了利用ZMP理论进行步行稳定性计算的方法,最后通过计算机仿真验证了这一计算方法的有效性。

两足步行椅机器人步行参数对稳定性的影响分析

两足步行椅机器人是一种替代轮椅或假肢、为残疾人服务的助残机器人。这类机器人在复杂的使用条件下,各种参数对步态规划及其稳定性的影响分析研究具有重要意义。本文首先根据与步态规划密切相关的机械结构特点、自由度以及关节配置等建立了步行椅机器人的简化模型以及步态规划的算法,然后基于ZMP理论和稳定裕度的概念,确立了主要步行参数与稳定性之间的关系,提出了动态步行的稳定性判据,分析了步态规划中步行参数对于稳定性的影响,并给出了在不考虑参数间耦合影响的前提下步态规划中参数选择的合理范围。

两足步行椅机器人的稳定性控制

对两足步行椅机器人的人在环中的控制系统的稳定性控制进行了初步研究,对这种系统的特殊性进行了分析。运用零力矩点(ZMP)的稳定判据方法研究了步行椅机器人行走过程中乘客移动对系统稳定性的影响,对影响系统稳定性的乘客摆动角、角速度及角加速度参数进行了仿真实验和分析,在此基础上研究了机器人对乘客的不稳定因素的补偿性控制并进行了仿真实验。实验结果表明,在实时控制中增加对乘客的位姿控制,可以在尽量减小步态调整幅度的同时很好地保证系统的稳定性。

两足步行椅机器人的稳定性研究

文章针对两足步行椅机器人介绍了其步态规划中步行稳定性的计算方法。以前向运动为例,详细讨论了先进行姿态规划并计算出机器人各部分位姿,然后利用ZMP理论求出其步行的稳定裕度的方法,通过计算机仿真验证了这一计算方法的有效性。

载人步行椅机器人的自由度和腿机构上平台的布置方式分析

针对现存步行椅机器人功能单一、承载能力低、无法在复杂环境中工作等问题,提出了一种新型的载人并联腿步行椅机器人。这种机器人既可作为四足步行机器人,也可作为两足步行机器人使用。考虑步行机器人合并和转化的可实现性,分别选用6-UPS并联机构和(2-UPS+UP)S混联机构作为两足和四足时的腿机构。结合螺旋理论和自由度公式,求解了步行椅在不同运动方式下腿机构和机体机构的自由度,证明了所选腿机构满足步行椅的设计和行走要求。应用两足步行时腿机构的工作空间,对腿机构上平台在座椅上的对称布置方式进行了定量和定性分析,选出最优布置方式。通过对载人步行椅机器人自由度和腿机构上平台布置方式的分析,为步行椅机器人运动学、动力学研究奠定理论基础。

并排四足步行椅机器人设计研究

提出了一种新型四足步行机器人结构.其第一个特征是:机器人的四条腿排列在一条线上,并垂直于前进方向.其优点是,机器人在崎岖不平的地面行走时,无论是上坡、下坡,其上身都不会因地面形状变化而发生倾斜.本结构第二个特征是:腿部结构,采用了大腿和小腿分别驱动的方式,这样既可随时保持上身姿势,还能灵活地调整步态.试验表明:该结构原理完全可行.样品在步行中能很好地保持上身姿势.并且结构简单,易于产品化.