Anthropomorphic Design of the Human-Like Walking Robot

In this paper, we present a new concept of the mechanical design of a humanoid robot. The goal is to build a humanoid robot utilizing a new structure which is more suitable for human-like walking with the characteristics of the knee stretch, heel-contact, and toe-off. Inspired by human skeleton, we made an anthropomorphic pelvis for the humanoid robot. In comparison with con- ventional humanoid robots, with such the anthropomorphic pelvis, our robot is capable of adjusting the center of gravity of the upper body by the motion of pelvic tilt, thus reducing the required torque at the ankle joint and the velocity variations in hu- man-like walking. With more precise analysis of the foot mechanism, the fixed-length inverted pendulum can be used to describe the dynamics of biped walking, thus preventing redundant works and power consumption in length variable inverted pendulum system. As the result of the new structure we propose, a humanoid robot is able to walk with human-like gait.

折弯机器人折弯随动路径规划与运动控制

为了提高改进型五自由度直角坐标机器人对数控折弯机折弯动作跟随的精确度和同步性,研究了一种基于折弯机滑块实时位置的折弯随动路径规划与运动控制技术。使用Matlab软件进行了折弯随动算法的仿真分析,获得了较好的理论路径。设计开发了折弯机位置采集模块,并采用固高运动控制器组建了机器人折弯随动控制系统。结果表明:该折弯机器人进行折弯随动控制的实际同步路径误差小于0.8 mm,具有较高的跟随精度、加工精度和一致性。

基于ADAMS的双曲柄滑块机构变形履带机器人越障过程分析与仿真

针对复杂环境下移动机器人越障性能的要求,提出一种采用双曲柄滑块机构改变履带外形的越障机器人。利用被动自适应装置,对履带变形过程的张紧力进行主动控制。介绍了该机器人的整体结构,阐述了其越障机构的设计和实现过程,分析验证了履带变形前后长度保持不变。为检验设计方案的有效性,对机器人爬坡、攀爬台阶和转向过程进行了分析,并利用ADAMS软件进行仿真。通过动画模拟机器人越障、转向的实际过程,验证了其越障、转向性能。

机器人行走运动软件设计

在前期对游乐园所要求的机器人服务系统开发基础上,设计了机器人的行走运动程序、机器人行走中避开碰撞物体程序和视觉驱动设计。这些程序可以分别使机器人在行走的时候更加自如、使机器人就可以感知和避免来自前方的碰撞,以及使机器人能够识别和根据外界光线的强弱来决定行走路线。本设计有效地提高了机器人的运动功能。

智能矿井灭火机器人行走机构设计及运动仿真

本文所设计的矿井灭火机器人行走机构是由四节履带结构组成的,使得机器人在行走的过程中增加与地面的接触面积,从而增加摩擦性,提高机器人移动的稳定性。本文主要对机器人在运动过程中经常在矿井中遇到的沟壑和台阶两种不同的障碍进行了分析,从而获得与之相对的越障极限参数。并利用Adams建立仿真模型。对该仿真模拟的分析中可以得出结论智能矿井灭火机器人可以跨越二百毫米的台阶与三百毫米宽的沟壑障碍。

基于模型设计方法的机器人柔性运动控制算法的实现

运动控制算法是机器人系统设计的关键技术,通常面临通用性差、嵌入算法复杂、设计周期长等问题。本文结合嵌入复杂的柔性S形加减速运动控制算法,提出了一种基于模型的软硬件协同高效设计方法,可以大大缩短机器人运动控制系统的设计周期,提高开发效率。通过对柔性运动控制算法建模,建立了一组易于解算的接口参数列表,算法将根据输入列表参数自适应变化运动速度规划,提高应用灵活性。在Simulink中完成了柔性运动控制算法的模型设计与仿真测试;然后通过MathWorks工具箱为模型自动生成嵌入式C代码和可编程逻辑IP核;最后在以Zynq-7000为核心的运动控制器中实现算法功能。实验结果验证了基于模型的软硬件协同设计方法的可行性和有效性。