多关节蛇形机器人的结构设计和运动实现

针对蛇形机器人整体研制的关键问题,包括材料选取、结构设计和运动实现等,研制了一种新型的多关节蛇形机器人。该蛇形机器人由11个二自由度正交关节构成,可在保证灵活性的同时实现三维高仿生运动。采用蛇形曲线设计了蛇形机器人的蜿蜒、蠕动和翻滚等基本步态,并进一步提出了改进的越障步态。同时,在V-REP软件中对蛇形机器人的步态进行运动仿真,比较了不同步态的运动轨迹和运动效率。最后,通过蛇形机器人样机步态实验,对步态模型中各个控制参数对蛇形机器人运动波形和运动速度的影响进行了分析,验证了蛇形机器人本体结构与控制系统的可靠性。研究结果对实现蛇形机器人的步态规划与运动控制具有重要的理论意义与实际指导价值。

模拟上肢截肢者走跑步态特征研究

目的:探讨上肢截肢者基本运动的步态特征与正常人步态特征的差异,进一步阐明上肢运动在人体基本运动中的作用机制。方法:实验中采用Motion analysis system红外自动跟踪捕捉系统和Kistler Force Plate进行同步运动学和动力学测试。通过对正常人的手臂进行限制约束,对上肢截肢者进行模拟实验。结果:通过对手臂约束前后对比分析发现约束前后部分步态参数存在显著差异。结论:在行走时步态参数差异较小,跑动时差异较显著;补偿运动[1]主要发生在躯干、骨盆、摆动腿;慢走时摆臂有利于增大垂直方向的作用力,快跑时没有手臂的摆动在脚着地时向后的阻力增大。

四足机器人步态规划

介绍了两种多足机器人步态规划的方法,包括基于仿生学理论以及基于动态控制原理的规划方法。利用四足机器人步态参数中的有荷系数,详细分析四足机器人的三种基本步态,即行走步态、对角小跑步态、同侧快跑步态,推导出了四足机器人直线平动步态规划的方法。基于四足机器人步态规划发展的现状,提出了自由步态规划方法及其算法实现的可能性。