轮腿混合机器人机械腿动力学建模与驱动预估

提出了一种可以同时实现迈步行走、有动力轮式机动、无动力轮旱冰式滑行3种运动方式的轮腿混合四足军用机器人,它采用一种基于3-UPS机构的6自由度并联机械腿,对并联机械腿进行了动力学建模与驱动参数峰值预估。通过矢量回路法推导出机械腿的机构传递映射模型,并建立了机构的雅可比矩阵;采用非保守系统的拉格朗日方程建立了机械腿的动力学模型,得到了驱动参数与机械腿的运动函数之间的显式方程。通过机械腿的动力学模型,对6个伺服电机的驱动转速、力矩进行了峰值预估分析,计算出各伺服电机中的最大理论转速为19.7 r/s,最大理论力矩为71 m N·m.通过一个具体的机械腿设计方案和结构参数算例,分析了机器人按照"1-2-3-4"循环步态迈步行走过程中,其6个伺服电机的瞬时转速、瞬时力矩随时间的变化规律曲线,并计算出此算例的伺服电机最大转速为15.3 r/s,最大力矩为48.1 m N·m,均小于预估模型中的预估理论极限峰值,通过计算得出算例的伺服电机选型预估功率为77 W,算例结果证明了所建立的驱动参数峰值预估模型的合理性。

轮腿混合机器人控制系统设计

设计了一种新型轮腿混合机器人,该机器人结合了轮式移动机构与足式移动机构的优点,阐述了机器人的总体结构。根据该轮腿混合机器人的运动要求和性能特点,设计了基于MEGA16单片机的整套机器人控制系统,该控制系统实现了用NRF2401无线控制机器人的基本运动。根据所遇路况,通过无线遥控可以控制和选择机器人的轮式运动和腿式运动两种工作模式,增加了机器人对环境的适应性。

轮腿混合式探月小车的概念设计

基于Inventor三维设计软件建立的月球车模型,介绍了一种探月小车的创新概念设计及轮腿混合行驶系统,小车具有越障、自救、探测等多种功能。

轮腿混合移动机器人机构设计及分析

设计了一种新型的从动轮式轮腿混合移动机器人,该机器人可以自动切换为步行和轮滑方式,具有良好的地面适应能力,同时具有小腿运动解耦和步行时脚轮对复杂路况自适应等特点。阐述了机器人的结构和工作原理,并通过实验验证了所设计的机器人可行。运行良好。

轮腿混合式四足机器人设计及运动学分析

针对轮式机器人地形适应能力差与腿式机器人移动速度受限的问题,设计了一个既能爬行又能滚动行驶的轮腿混合式的四足机器人,采用钢丝绳驱动方式来实现机器人脚轮的工作状态转换。在对机器人进行整体设计和腿部机构详细设计的基础上,运用D-H法建立站立腿的运动学方程,并通过几何法验证了运动学方程的正确性。借助MATLAB软件,编程程序绘制了摆动腿的运动空间,并分析了机器人的越障能力。

军用轮、腿混合四足机器人设计

为设计一种可以在迈步行走、有动力轮式机动、无动力轮旱冰式滑行3种运动方式之间灵活转换的轮、腿混合四足机器人,提出一种采用3-PUPS机构的超冗余、可变胞并联机械腿,其构型可以通过伺服电机的抱闸锁定实现变胞变换,从而使机械腿能根据任务需求实时改变自身构型和性能。在建立机械腿3-PUPS机构的运动学和静力学模型基础上,通过定义运动学和静力学性能评价指标,分析了机械腿尺寸参数对其各性能评价指标的影响规律,从而确定机械腿一组使机械腿运动学和静力学性能较为均衡的结构参数,并研制出机械腿的实验样机。建立轮、腿混合四足机器人整机的通用运动学模型,定义机器人整机的性能评价指标,分析机器人整机尺寸参数对其各性能评价指标的影响规律,并确定整机尺寸参数值,在此基础上完成了轮、腿混合四足机器人整机的设计方案。通过一套专用机器人标定系统对机械腿的实验样机进行位姿测量实验。研究结果表明:机械腿运动平台的实际运动沿x轴方向最大偏差为0.041 mm,沿y轴方向最大偏差为0.040 mm,沿z轴方向最大偏差为0.040 mm;绕z轴姿态角最大偏差为0.041°,绕y轴姿态角最大偏差为0.043°,绕x轴姿态角最大偏差为0.045°;机械腿实验样机达到了通用式工业机器人的精度水平。

腿轮混合机器人设计及其直线运动规划

设计一种从动轮式腿轮混合机器人,利用特定空间收放,实现步行和轮滑的自动切换,具有无切换电机、质量轻和大、小腿运动解耦的优点。基于非完整约束条件,规划了高效直线轮滑时各关节的运动函数,建立了滑行速度与关节运动参数的定量关系,给出了运动参数选取的一般原则。仿真和实验结果证明了规划结果的正确性。

一种新型腿轮混合机器人及其轮滑运动规划

设计了一种新型的从动轮式腿轮混合机器人,通过特定空间收放的方法实现了步行与轮滑的自动切换,具有无切换电机、重量轻、结构简单等特点。分析了机器人在非完整约束条件下的轮滑特性,建立了速度波动较小的运动约束方程,据此提出了机器人以确定线速度和角速度轮滑的运动规划方法,得出了各关节的运动函数,分析了运动参数选取的原则。Matlab和Adamds联合仿真验证了规划结果的可行性,实体机器人上的实验进一步支持了研究结果。

一种新型轮-腿混合式移动机器人的结构设计及分析

基于槽轮间歇机构和摇杆滑块的串联组合结构,设计了一种新型轮-腿混合式移动机器人。通过串联组合结构,机器人可实现轮式和足式移动模式的相互切换,具有良好的地面适应能力。阐述了机器人的结构和工作原理,并对串联组合结构进行了等效处理和几何分析。对机器人进行了简单步态规划,通过仿真验证了所设计机器人的可行性。

一种新型变结构轮腿式机器人的设计与分析

提出一种新型轮腿混合式变结构机器人的设计思想。这种机器人综合了轮式机器人和腿式机器人的优点,并结合可变宽变窄的车身,使其能更好地适应复杂的环境。对该变结构机器人的设计进行阐述,分析其构态的变化特点,对机器人的典型步态进行规划,并计算不同运动形态下的自由度,建立机器人步态行走时抬起腿足端与整个机器人关节运动系统的运动学模型,并给出了实例仿真结果。

腿轮混合式六足机器人设计

本项目以STM32F429为主控制板,研究腿轮混合式六足机器人的结构设计和控制平台,结合轮式机器人与六足机器人的结构和运动特点,设计腿轮混合式六足机器人模型.通过搭建相应的硬件平台,实现该机器人轮式模式和腿式模式的转换,三角步态的运动方式和远程数据图像的传输.

轮腿式移动机器人的设计与研究

基于切比雪夫连杆机构与哈特连杆机构,设计与研制了一种新型的轮腿式移动机器人。机器人具有易操控,结构可靠,便于制造,行走稳定的优点。设计过程中用运动学方法对机器人进行运动能力分析,用MATLAB、Pro/E确定机构参数;用虚拟样机动力学软件ADAMS对机器人的运动进行了仿真分析,获得了机器人运动轨迹与整体的运动学特性曲线。阐述了机器人的结构、工作原理、设计过程,为今后轮腿式移动机器人的设计提供了参考。

溜冰机器人基本特性研究

提出一种新的腿轮混合移动机器人———溜冰机器人 (ISR) ,在介绍了其基本原理和结构之后 ,根据牛顿力学原理建立了其直线运动时的运动学方程 ,并对机器人系统的运动学参数进行了优化 。

复杂地形自适应月球车设计

针对月球复杂的地形环境,对月球车行走机构、传动系统、控制系统等进行了优化设计,通过solidworks软件建立了该新型月球车数字模型"双轮——单轮支撑架轮腿混合式"。经测试,该设计极大地提高了无人探测车的地形适应能力和越障避障能力,为月球车移动系统和控制系统的设计与数值计算提供了理论依据。

Motion design of a hybrid wheeled/legged robot for lunar exploration

The robot consists of a quadruped mechanism and two active dual-wheel casters possesses the advantages of wheeled and legged mechanism, and can quickly move on the relatively plane ground with the wheeled mechanism, and can walk on the extremely uneven terrain with the legged mechanism. The effectiveness of the motion design of the hybrid robot is iHustrated by simulation results.

脚踩“风火轮”的机器狗

轮腿混合驱动机器人拥有能够应对复杂地形的能力,克服斜坡、楼梯等轮式机器人的障碍。它的腿部配置和每条腿的致动量都被研究分析过,可以旋转髋关节内收或外展,在不增加复杂度的情况下,增加机动性。同步定位和SLAM (地图绘制)技术可以在复杂和动态的环境中为系统提供机器狗准确的位置信息。