基于质心动态规划的四足机器人稳定运动控制策略（英文）

目的：运动稳定性对于四足机器人至关重要,是其适应非结构化地形的前提。为了提高机器人在运动过程中的机体稳定性,文本提出一种基于质心动态规划的四足机器人稳定控制策略。创新点：1.在期望速度一定的情况下,同时考虑机器人运动的稳定性和能耗两个问题;2.考虑到机器人机身与各条腿之间的运动协调性问题,设计质心移动与摆动相动作的同步配合方案,并对质心进行实时轨迹规划。方法：1.为了实现同步控制方案,用摆动腿和支撑腿共同构成支撑三角形,并在静步态基础上对小跑步态做出扩展;2.结合机器人腿在站立和摆动阶段受力情况的不同,设计主力矩由优化的足端反力映射和关节比例微分控制器组成的变权重控制策略。结论：1.仿真和实验结果表明,采用本文提出的控制策略,机器人可以完成行走和小跑两种步态的全向运动;2.在一定的运动速度下,机器人行走和小跑的稳定裕度分别比未进行质心规划的方案提高了27.25%和37.25%;3.与未进行能耗优化控制的方案相比,采用所提策略的机器人的能耗分别降低了11.25%（行走）和13.83%（小跑）。     

六脚足式步行机器人的设计与制作

介绍了一种应用两个电机驱动的六脚足式步行机器人,并对该机器人的运动机理与步态进行了分析,经样机实验,所设计的机器人可实现前进、后退、遇障转弯等功能,具有结构简单,控制便捷,行走稳定的特点。     

仿生蜘蛛型机器人体系结构研究

分析了六足仿生蜘蛛机器人的体系结构特点,设计了基于无线PS2手柄控制的六足仿生机器人多路舵机控制结构,采用32路舵机控制板、高扭矩舵机MG995实现了关节运动控制,基于控制板上位机开发运动步态实现了机器人一个步态周期内的直线行走、定点转弯运动。实验验证了设计的有效性。     

四足仿生机器人混联腿构型设计及比较分析

在机器人能研究领域当中,四足仿生机器人是一个十分重要部分.在此类机器人的研发当中,混联腿构型是一种较为常用的结构,其中对串联、并联等机构的特点进行融合,对于机器人的运动性能有着十分良好的提升.从自由度不同的角度,主要采用三种不同的构型,各自具有不同的特点.基于此,本文对四足仿生机器人混联腿构型的特点进行了分析,并且对不同构型进行了比较.     

仿生蜘蛛探测机器人的系统设计

设计了一种类蜘蛛的六足仿生探测机器人,其步态模仿蜘蛛的行走特点,采用三腿为一组的三角步态运动模式来配合18路舵机联动实现仿生蜘蛛探测机器人的运动,以达到更加合理的稳定效果。在机器人前端设计温度、瓦斯等探测周边环境信息的传感器,全面探测井下环境信息,并通过NRF24L01无线通信模块对数据进行传输,利用Lab VIEW虚拟仪器软件作为开发平台构建数据监测界面。测试结果表明,该机器人可自主实现高效率的前进、后退、左转及右转,自主避障等动作,同时具有对环境数据进行采集、无线传输、显示、存储、报警等功能,能有效准确地反映多数据变化,具有一定的实用推广价值。     

超酷的六足机器人

六足机器人长着长长的6条腿。它行走时,6只脚以极小的点接触地面,因而能在崎岖的山路上行走,对各种地形都有很强的适应能力。六足机器人能行走在人类无法到达的地方,如行星表面、灾难发生的危险地带等。     

新型爬壁机器人步态规划及设计

设计一种新型足式爬壁机器人结构。基于多项式运动方程建立腿部结构各部件运动规划,得到其速度及加速度变化情况,避免各部件间产生刚性冲击;根据机器人腿部结构的工作原理设计其步态规划。结果表明,机器人足部依次交替吸附并连续运动,实现抬腿、迈步、落腿及重叠等步态,并可调整迈步间距和迈步高度,保证机身与作业面始终保持平行,提高整体结构运动的稳定性。验证了爬壁机器人整体结构设计的合理性和具有垂直壁面的爬行能力。     

超酷的六足机器人

六足机器人长着长长的6条腿.它行走时,6只脚以极小的点接触地面,因而能在崎岖的山路上行走,对各种地形都有很强的适应能力.六足机器人能行走在人类无法到达的地方,如行星表面、灾难发生的危险地带等. 上天探月 一种名叫"ATHLETE"的机器人将在未来月球基地建设中发挥作用. 能应付各种地形 ATHLETE机器人顶部可放置15吨重的月球基地装置,它可以在月球上任意移动,能抵达任何目的地. 当在水平表面上时,ATHLETE机器人的车轮可加快行进速度;当遇到复杂的地形时,其灵活的6个爪子可以应付各种地形.     

人体下肢膝-踝关节智能仿生控制装置设计

为使人体下肢假肢尽可能接近正常人的步态行走模式,设计了以数字信号处理器（DSP）为控制核心的下肢假肢膝-踝关节柔性仿生控制装置,以便改善下肢假肢的功能性、灵活性与可用性;设计采用生物电传感器采集患者下肢残段的生物电信号,同时检测速度及加速度传感器的信息,经多通道信号运算放大滤波后,进行模数转换,将数字信息输入DSP微处理器进行步态分析与决策,DSP输出的PWM信号对电机进行控制,进而控制假肢的膝-踝关节的全时相角度、力学及运动学参数。     

点焊机器人驱动系统的逆运动学仿真分析

如何确定机器人驱动系统中各轴的运动学与动力学参数是机器人运动学逆解的关键。其传统求解方法需要进行大量的矩阵方程计算,耗时费力,本文以点焊机器人为例给出了一种由ADAMS软件实现的机器人逆运动学求解的仿真分析方法。通过仿真分析,能够便捷地求出各驱动轴的运动曲线,为机器人驱动系统中电机和减速器的选型、系统的运动控制与优化设计提供了依据。     

行走机器人

四足行志机器人是模仿四足动物爬行运动的仿生机器人。四足行走机器人的运动速度较慢,且迈步时,前腿是离地迈步,后腿是着地的,即后腿是以“拖步”的方式前进。     

踝关节损伤对高校男大学生足底各区域压力时间的影响

本研究对足踝损伤和正常的高校男大学生进行比较,采用比利时足底压力分布测试系统,就个人正常步态自然行走进行分析。结果表明,足底压力各部分区域到达最大峰值压力的时间,损伤足与正常足有明显的差异,且损伤足明显比正常足所用的时间长。     

自由度并联腿机构运动学分析

提出了一种新型的2自由度并联腿机构模型,即2-UPS+U并联腿机构。与多自由度并联机器人相比,该并联腿机构具有结构简单、紧凑、承载能力大、累计误差小、造价低、无冗余约束等优点,在工业设计制造生产及其相关领域内具有广阔的应用前景。利用高等机构学对该并联腿机构进行了自由度分析、运动学分析和工作空间分析,为后期并联腿机构的运动规划以及控制奠定了理论基础。     

机械笨笨狗（上）

美国波士顿动力学工程公司专门为美国军队研究设计了一种形似机械狗的四足机器人——Bigdog,它可以和部队一同移动,替大兵们背重物和补给。本期制作的机械狗外形与Bigdog相似,但性能上只能算是初级的行走机器人,因此称之为机械笨笨狗。     

半被动双足机器人的行走控制及设计

研究了半被动双足机器人的平面稳定行走控制及设计实现。采用欧拉-拉格朗日方法及动量矩守恒定律分别得到摆动腿摆动阶段的动力学方程及碰撞前后的切换模型。每个行走周期初始,在支撑腿脚后跟施加脉冲推力作为行走的动力源,通过求解摆动腿摆动阶段的线性化方程,获得脉冲推力的初值,采用二阶迭代学习控制算法对脉冲推力进行修正。在理论分析的基础上,分别在Matlab环境下及双足机器人实验装置中进行了仿真及实验研究。仿真及实验结果表明:和一阶迭代学习控制算法相比,文中所提算法具有更快的收敛速度,可以实现双足机器人平面上的稳定周期行走,具有稳定的极限环。且雅可比矩阵的特征值均位于单位圆内,满足系统的稳定条件。     

数码时尚

外形似狗的门卫机器人日前,日本三洋公司宣布与Tmusk公司联合开发出了用于家庭保安等用途的四足步行机器人。该机器人可通过手机以语音方式遥控操作,能够在平地上行走,还可以越过门槛。     

线驱动的连续体机器人设计与实现

面向"中国制造2025"中对机器人技术人才的需求,该文探索将产、学、研、用引入到机器人研发型人才培养机制,实施以学生为主体的项目驱动式机器人培养模式,设计制作了一种线驱动的连续体机器人.机器人本体包含3个万向节,每个关节以3根线缆拉伸控制其关节旋转.通过对机器人本体进行运动学分析,建立了机器人关节旋转角度与电机角度之间...     

基于偏心桨机构的水陆两栖机器人陆上步态实验研究

偏心桨叶轮是一种新型轮式机构,采用偏心桨叶轮设计的新型水陆两栖机器人具有高效稳定的行走步态。以偏心桨机构为研究对象,搭建了基于LabVIEW系统的陆上步态测试实验台。通过300余组实验,完成了偏心桨机构陆上步态实验,并对实验结果进行了比对分析。结果表明:偏心桨叶轮较传统的光轮具有良好的越障能力;随着障碍物高度的增加,轮子翻越障碍物的成功率下降,在T1、T2、T3三种障碍物情况下,平均成功率分别为83.33%、70.00%、46.67%;桨叶轴位置对越障能力以及偏心桨机构运动性能具有显著影响。因此,通过合理的规划桨叶轴的轨迹有望显著提高偏心桨叶轮式机器人在复杂环境下的通过性。     

高精度四轴自动搬运机器人实验平台的设计与分析

高精度搬运机器人能够完成高速高精度码垛、搬运、上下料等任务,适用于3C、食品饮料等多个行业。设计了一种末端有效载荷为15 kg的高精度四轴自动搬运机器人。首先利用Solidworks软件对机器人的3维构型进行建模,运用Adams软件对建好的机器人3维模型进行动力学与运动学仿真。依据关节力矩的仿真数据,对电动机的类型及型号进行选择并对初始模型进行尺寸优化。最后,用Ansys软件对高精度搬运机器人的关键零部件进行强度和刚度校核,保证机构工作过程中的安全性和稳定性。     

大狗机器人

“大狗”是谁？它是未来出现在战场上的明星机器人。看看它的真面目吧。“大狗”是美国波士顿动力公司与多个机构合作开发的四腿行走自主机器人。它身高0．76米,长0．9米,看上去更像一只驴子。