双足步行机器人的下肢机构自由度分析

为了设计出一种即经济简单又能满足功能要求的步行机器人,在分析了步行运动状态的基础上,确定了双足步行机器人下肢机构自由度的分配。     

四足步行机器人的运动和结构设计

步行机器人性能优劣在很大程度上取决于步行机器人的结构。由于步行机器人研究的出发点是模仿动物的步行,所以在步行机器人运动和结构设计时,必须考虑机构运动灵活性、重量、能耗及稳定性等问题。 本文,结合四足步行机器人研究课题,探讨了步行机器人运动和结构设计方面的一些主要问题,着重对步行机器人腿、足的结构。转弯机构和传动机构等几方面,提出了设计方法和选择原则。     

四足步行机器人腿机构及其稳定性步态控制

结合实际 ,详细地分析了四足步行机器人的步态和腿机构的运动关系 ,并在此基础上给出了四足步行机器人腿部机构和驱动控制方案。     

大型六足仿生平台机器人机构设计及运动仿真

在基于动物的运动本能分析后,进一步探求大型六足机器人的机构设计及直线行走和转弯运动的步态分析。基于三维建模软件NX5.0以及虚拟样机仿真软件ADAMS进行仿真,验证了大型六足机器人行走机构设计和步态分析的合理性,为后续实际研制大型六足平台机器人样机提供了前期研究和重要参考。     

双足步行机器人的下肢机构设计

为使足行拟人机器人的下肢机构结构更加紧凑灵活,提出了一种串并联结构相结合的双足步行机器人下肢机构设计方案。在该方案中,设计了二自由度的并联机构作为十字交叉的二自由度关节结构,并用于二自由度的踝关节和两个方向转动的髋关节。设计了单自由度平面连杆机构用于膝关节和一个方向转动的髋关节。详细描述了足行机器人下肢机构的踝关节、膝关节和髋关节的结构设计,为双足机器人的步态控制打下基础。     

基于踝关节轨迹的行走机构设计仿真研究

这里提出了一种十连杆闭链步行机器人行走机构。建立了机构的数学模型，完成了机构优化设计和机构运动分析，利用计算机仿真技术模拟机构运动，设计分析过程和仿真过程同步显示。结果表明该机构是一种较为理想的步行机器人行走机构。     

基于MATLAB的行走机构设计及仿真软件的开发

在可视化仿真环境下,根据功能仿生学的方法研究步行机器人行走机构的结构形式,利用优化方法设计出仿正常人踝关节轨迹的行走机构,并进行机构运动和动力特性分析,模拟机构运动过程。结果表明该机构是一种较为理想的步行机器人行走机构。     

八足机器人行走机构设计及其运动学分析

针对多足机器人在变地形环境下快速行走的问题,对多足机器人的腿部机构与运动模式进行了研究,设计了两种机器人腿部行走机构,即六连杆腿部机构与齿轮传动腿部机构,并基于这两种腿部行走机构组合了一种八足机器人。首先,对八足机器人各腿部行走机构和整体结构进行了设计分析,根据各腿部机构选择适用步态进行了研究,即前后连杆腿的对角步态与中部齿轮腿的单线直行步态;然后,研究了机器人的两种不同腿结构的行走性能,对其进行了运动学分析;最后,整体分析了机器人对角步态和越阶梯两种运动模式,并通过ADAMS软件对机器人两种运动模式进行了运动仿真,将后处理曲线与运动分析进行了对比。研究结果表明:机器人行走具有稳定性,两种运动模式具有可行性。     

两足机器人步行运动参数对单足支撑期ZMP点影响的研究

在两足步行机器人的研究中,一般将零力矩点(ZMP点)的位置与支撑范围的关系作为判别其步行稳定性的依据.提出一种通用的方法,来分析两足机器人的步行运动参数对ZMP点位置的影响,并通过对机器人单足支撑期运动的计算机仿真,试图得到步行运动参数的变化对稳定性影响的规律,以期对机器人动态步行的稳定性设计提供实用的参考.     

爬行机器人腿臂融合机构的研究

本文描述了爬行机器人腿臂融合机构，分析和计算了机构的运动空间，通过对机构运动的仿真证明，本文所研究的机构在运动空间上有了突破，从而实现腿臂融合功能。     

基于足关节轨迹的步行机器人行走机构型式综合

给出了两种足关节运动轨迹。探讨了步行机器人行走机构应具有的特性。提出了三种可以作为行走机构的平面闭链机构，通过建立机构的数学模型，完成了机构的运动分析井给出了分析结果，利用计算机仿真技术模拟机构运动。结果表明这三种行走机构具有良好的运动和动力特性。     

基于闭环矢量法的骨盆位姿机构运动学分析

助行训练机器人是一种帮助偏瘫、截瘫患者进行行走训练的康复设备,其作用是通过对人体骨盆中心和腿部的控制实现行走功能,进而达到锻炼肌肉和康复行走功能的目的。该文提出了四自由度骨盆位姿控制机构,运用闭环矢量法建立了位姿控制机构的运动学模型,利用Matlab／Simulink完成了运动学仿真分析,得到了该机构的加速度、速度和位姿变化曲线,验证了该骨盆位姿机构方案的可行性以及运动学模型的正确性。该研究为助行训练机器人的控制系统设计提供了依据。     

基于模糊AHP的步行机器人设计方案评价体系研究

正确分析和评价仿人步行机器人的系统设计方案,对于仿人步行机器人的研究与应用有着重要的意义,对我国仿人步行机器人的产业化进程有着重要的影响.针对仿人步行机器人的各种应用需求和技术特点,利用AHP提出一种仿人步行机器人系统设计方案的多目标、多层次的评价指标体系,用FAHP法求其指标权重,并运用模糊综合评价模型对仿人步行机器人设计方案进行了综合评价.该模型为客观评价机器人设计方案提供了有效手段.     

基于模糊ＰＩ的管道清淤机器人控制系统研究

为了精确控制一款新型管道清淤机器人的运动状态，保证该机器人能在管道的恶劣环境中稳定工作，设计了整机的运动控制系统并对轮式行走单元的驱动系统进行模糊 ＰＩ算法研究；然后在３组行走单元的控制系统之间设计了速度补偿器，使它们具有耦合关系，以保证３组行走单元的同步性。利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对以上控制方法进行了模拟仿真和实验。实验结果表明，基于模糊 ＰＩ算法的控制系统可实现对机器人运行状态的精确控制，令该系统具有良好的可控性和抗干扰性；通过速度补偿器建立３组行走单元之间的耦合关系，实现了它们的同步协调运转，并增强了该机器人的运动平稳性，能够满足清淤机器人的设计要求。     

6足步行机的控制系统设计及运动仿真

针对一种空间闭链RSTR机构六足步行机,通过机构运动分析,合理规划其运动轨迹;成功搭建控制系统,实现了步行机行走、遇障碍自动停止的功能;利用ADAMS进行运动学仿真分析,得出结论：六足步行机基本能维持静态稳定步行,整个步行机行走过程中实现了其连续运动,且行走轨迹基本为直线,并能保持一个较高的静态稳定移动速度。     

Kinematics and dynamics analysis of a quadruped walking robot with parallel leg mechanism

It is desired to require a walking robot for the elderly and the disabled to have large capacity,high stiffness,stability,etc.However,the existing walking robots cannot achieve these requirements because of the weight-payload ratio and simple function.Therefore,Improvement of enhancing capacity and functions of the walking robot is an important research issue.According to walking requirements and combining modularization and reconfigurable ideas,a quadruped/biped reconfigurable walking robot with parallel leg mechanism is proposed.The proposed robot can be used for both a biped and a quadruped walking robot.The kinematics and performance analysis of a 3-UPU parallel mechanism which is the basic leg mechanism of a quadruped walking robot are conducted and the structural parameters are optimized.The results show that performance of the walking robot is optimal when the circumradius R,r of the upper and lower platform of leg mechanism are 161.7 mm,57.7 mm,respectively.Based on the optimal results,the kinematics and dynamics of the quadruped walking robot in the static walking mode are derived with the application of parallel mechanism and influence coefficient theory,and the optimal coordination distribution of the dynamic load for the quadruped walking robot with over-determinate inputs is analyzed,which solves dynamic load coupling caused by the branches’ constraint of the robot in the walk process.Besides laying a theoretical foundation for development of the prototype,the kinematics and dynamics studies on the quadruped walking robot also boost the theoretical research of the quadruped walking and the practical applications of parallel mechanism.     

新型仿生六足机器人运动控制技术的研究与探索

在仿生学研究的基础上,采用模块化分散递阶控制技术构建了仿生六足机器人控制系统,从结构系统分析、控制系统设计、运动特性分析、运动流程控制等各环节加以研究和探索,并通过M atlab进行了轨迹跟踪仿真试验。仿真结果表明机器人具有较好的运动特性和良好的抗干扰能力,从而为仿生六足机器人运动功能的进一步完善奠定了基础。     

Biped walking robot based on a 2-UPU+2-UU parallel mechanism

Existing biped robots mainly fall into two categories： robots with left and right feet and robots with upper and lower feet. The load carrying capability of a biped robot is quite limited since the two feet of a walking robot supports the robot alternatively during walking. To improve the load carrying capability, a novel biped walking robot is proposed based on a 2-UPU＋2-UU parallel mechanism. The biped walking robot is composed of two identical platforms（feet） and four limbs, including two UPU（universal-prismatic-universal serial chain） limbs and two UU limbs. To enhance its terrain adaptability like articulated vehicles, the two feet of the biped walking robot are designed as two vehicles in detail. The conditions that the geometric parameters of the feet must satisfy are discussed. The degrees-of-freedom of the mechanism is analyzed by using screw theory. Gait analysis, kinematic analysis and stability analysis of the mechanism are carried out to verify the structural design parameters. The simulation results validate the feasibility of walking on rugged terrain. Experiments with a physical prototype show that the novel biped walking robot can walk stably on smooth terrain. Due to its unique feet design and high stiffness, the biped walking robot may adapt to rugged terrain and is suitable for load-carrying.