基于TMS320F2812DSP的双足机器人样机设计

本文基于TMS320F2812DSP设计了一个十自由度双足步行机器人,对驱动与传感器电路进行了设计,规划了机器人的整体控制系统,采用了触力传感器和陀螺仪来检测步行信息,并成功实现了机器人的稳定行走。     

双足步行机器人下肢最小结构的设计与实现

近年来,随着电子、计算机和控制技术的不断进步,出现了各种仿生机器人,如机器鱼、机器蛇、机器狗、人形机器人等。仿生机器人的结构和人类非常相似,双足行走的模式使其工作起来非常方便,运用前景非常广阔。研究双足机器人不仅具有学术意义,而且具有实际应用价值。文章主要从国内研究现状、人体下肢机构分析、动力源选择、自由度确定、系统介绍、未来的研究方向几个方面进行了阐述,希望对我国双足步行机器人的发展有所帮助。     

小型仿人机器人的设计及步态规划

针对现有仿人形机器人造价高的缺点,设计一款低成本的小型双足机器人研究平台。根据人类步行过程及人体生理结构．依据模糊控制与专家控制相结合的理论提出一种简单的双足机器人模型,并根据仿生学原理确定机器人的自由度配置及各关节的比例尺寸。然后,利用目前通用的行为规划软件对双足机器人步态规划进行仿真,并在平坦地面上进行相应行走试验。实验证明,根据人行走模式对机器人进行步态规划的算法稳定可行,为机器人的教学和科研提供了良好的实验平台。     

小型仿人机器人的设计及步态规划

针对现有仿人形机器人造价高的缺点,设计一款低成本的小型双足机器人研究平台.根据人类步行过程及人体生理结构.依据模糊控制与专家控制相结合的理论提出一种简单的双足机器人模型.并根据仿生学原理确定机器人的自由度配置及各关节的比例尺寸.然后,利用目前通用的行为规划软件对双足机器人步态规划进行仿真.并在平坦地面上进行相应行走试验.实验证明.根据人行走模式对机器人进行步态规划的算法稳定可行.为机器人的教学和科研提供了良好的实验平台.     

未知不平整地面上的双足步行稳定控制

 针对未知的不平整地面环境,提出了双足机器人稳定步行控制算法,该算法由步态规划和传感器反馈控制两部分组成.采用被动倒立摆模型设计双足机器人的步态,使得双足机器人能够自然、节能的稳定行走.实时反馈控制用来适应地面环境的凹凸不平以及处理外部环境的扰动.控制器包括上身姿态控制、期望ZMP控制以及非线性落地控制三部分.双足机器人机构柔性的存在对机器人稳定性以及控制效果造成很坏的影响,甚至使反馈控制造成负面的效果,因此柔性的影响也被考虑到步行控制器的设计当中.利用双足机器人不平地面上的步行实验验证所提出步行控制算法的有效性.     

双足机器人的行走模型及步态规划

双足步行机器人是一个多变量、强耦合、非线性和变结构的复杂动力学系统,是机器人研究领域中的一个重要分支。根据人类的步行过程及人体的生理结构提出了一种简单的双足机器人模型,分析了双足机器人在平坦的地面上脚面抬起高度为。的最小能量消耗的行走方式,并进行了步态规划的研究．     

ZMP理论在双足步行机器人步态控制中的应用

为了解决双足步行机器人的步态控制问题,利用静态步行时ZMP点与重心的特殊联系,构造重心模型来校验机器人的行为数据.同时,将机器人的动作细分为一个个的动作元素,即建立行为数据库.机器人可通过行为数据库来构造出新的、更加复杂的动作.通过完成构造双足步行机器人上台阶的复杂动作,充分说明了这种控制方法的可行性.     

双足机器人RCG姿态控制算法的研究

稳定步行是仿人双足机器人开展实际作业的基础,也是研究的难点和热点.为了提高对仿人机器人步行失稳的响应速率和控制准确性,克服利用陀螺仪进行姿态测量及控制无法完整表述机器人运动状态,从而造成控制滞后的缺点.本文提出了RCG姿态控制算法,在以角速度和角度作为控制参量的模型基础上,引入机器人运动过程中的加速度作为姿态判断和调整的影响因子,实现对机器人行走过程的反馈控制,提高了双足机器人对失稳状态的响应速率和响应的准确性.通过对自主搭建的机器人样机进行测试,结果表明：当双足机器人步行失稳时,RCG姿态控制算法比以角速度和角度作为参量的控制算法能够更快速、准确的修正姿态偏差,保持姿态稳定.     

双足机器人稳定性判据研究

双足机器人是20世纪人类最伟大的发明之一,其具有的独特的双足运动方式是研究遇到的难点之一,其中双足类人机器人在步行稳定性判据的研究上起步较早,双足机器人能否进行拟人行走的最为重要的指标之一就是机器人行走的稳定性判据,在此本文对稳定性的判据研究做以综述.     

基于DSP的双足机器人运动控制系统设计

在仿人机器人研究领域,双足步行控制一直是其难点。主要介绍基于TI的DSP芯片TMS320F2812设计双足机器人的基本运动控制系统,围绕机器人腿部无刷直流电机的驱动进行优化设计。系统采用PWM进行电机调速,辅助以补偿参数,通过步态指令,验证电机运转的精确性、稳定性和系统的可操作性。电机调试为CCS仿真、步态规划和独立行走提供试验平台,使机器人能够实现步行功能。     

双足机器人步行参数对行走稳定性的影响

双足机器人在步行过程中,步行参数对其稳定性有很重要的影响。本文依据ZMP理论,将ZMP点与支撑范围的关系作为判别步行稳定性的依据,以此提出一种方法研究步行参数对稳定性的影响,通过matlab编程然后在ADAMS中进行仿真验证,得到步行参数(步长、步行周期等)对稳定性影响的规律,能够为以后机器人的步态规划提供一定的参考。     

基于虚拟仿真技术的足式机器人创新实验平台开发

为满足足式机器人教学实验需要及提高实验平台可靠性,研制了一种基于虚拟仿真技术的足式机器人创新实验平台。该实验平台基于PyBullet虚拟物理引擎搭建,通过设计步态规划、步行控制等功能模块,能够完成足式机器人步态规划、步行控制等算法的仿真验证等任务。同时,依托该平台展示涉及机械设计、软件开发等专业方向的教学内容,有利于智能机器人课程实践教学的开展。基于该创新实验平台,设计了一个拥有13个自由度的足式机器人,能够完成自主步行、上楼梯等功能。实践表明,该创新实验平台具有实验成本低、高度可定制化的优点,非常适合科学研究和实验教学中需要个性化定制机器人的应用场景。     

双足载人机器人的结构设计及高度优化

针对轮椅在跨越楼梯、台阶、沟壑等障碍时不便的问题,结合腿式机器人,文中提出了一种新式双足载人机器人的行走机构设计方案。对机器人的行走机构进行了结构设计,其控制简单,仅具有两个自由度。同时为了得到使人体感觉最舒适的乘坐高度,对机器人大腿结构的运动曲线进行三次求导得到加加速度,并通过对加加速度的绝对值分析,确定最优高度。同时,利用Matlab对结果进行仿真,验证了该机器人机构的运动平稳性。经多次试验数据分析,软件评定结果和数学计算理论值基本一致,误差≤1%。     

一起来玩双足机器人吧!

对于双足机器人,可能很多人都比较熟悉,大家在各种各样的比赛中看到的人形机器人、各种仿生结构的机械腿等,里面都包含双足机器人方面的东西。实际上,双足机器人相对于其他类型的机器人起步较晚,这方面的初期研究始于20世纪60年代。在20世纪90年代前尽管受到当时的微电子和计算机技术的限制,还是有很多人做出了杰出的工作。     

舞蹈机器人设计

本文介绍了一款低成本的小型舞蹈机器人的设计。根据仿生学原理确定机器人的比例尺寸,根据机器人的功能要求确定其自由度配置,选择了合适的材料和驱动元件,实现了一个小型的双足舞蹈机器人。舞蹈机器人是娱乐机器人的一种,集软件和硬件于一身,核心是控制系统。采用基于上下位机的控制结构,通过无线通信方式传输数据和指令。在音乐特征识别的基础上结合专家系统、模糊控制等手段,通过舞蹈动作与音乐的自动匹配、同步演示等方法,实现舞蹈动作与音乐协调一致。舞蹈机器人的设计一般要经过创意提案、整体论证、初步设计、组装调试、最终定型等几个大的步骤。其中最重要的当数其中的机械设计环节,它关系到后面机器人的整体性能以及控制系统的设计。     

双足机器人腿部的设计

作为当代工、农业领域的新型设备,机器人的实用带来个工农业的飞速发展,对其结构的设计的创新也在不断发展,文章就双足机器人腿部的运动进行了设计,提出了利用连杆曲线模拟人脚部的运动,并对多种双足机器人机构进行了分析。     

6足机器人制作全攻略

双足机器人腿部的舵机会承受整部机器人的重量,对一般的模型舵机来说,是个严峻的考验,舵机的性能和价格比呈指数级上升,这就增加了制作成本。而6足机器人的结构决定了它在平衡性的控制上比双足机器人容易得多,几条腿分散受力．使机器人对舵机的要求相应降低了。实际上很多爱好者制作的6足机器人使用的都是价格非常便宜的迷你舵机,完工后的机器人也非常迷你,所以很多人都亲切的称这种6足机器人为“小六”。     

基于有限状态机的欠驱动机器人动态步行

欠驱动步行机器人动态步行是仿人机器人领域研究的热点问题,源于不依赖大力矩,复杂的反馈系统及上层的动态平衡控制策略。本文以吉林大学田彦涛教授欠课题组所研制的PADW-JLU II型机器人被控对象,利用有限机状态理论实现了该机器人的有效动态步行。     

PVC—Robot14号 4足爬行机器人

本项目介绍的14号4足机器人,与13号双足机器人还有15号6足机器人一起,组成了PVC—Robot仿生类机器人最典型的组合。     

一款基于ARM的多自由度人形教育机器人控制系统的设计

针对以往教育机器人自由度少、控制不灵活、教育功能弱的缺点,使用高集成度ARM芯片设计了一个简洁的17自由度人形机器人控制系统。规划了机器人的软硬件结构,设计了控制电路和驱动系统,采用1个定时器产生17路PWM驱动信号。重点以实例讲解了波形产生及驱动函数的编写方法和技巧。设计的机器人能够完成整套体操运动。这种方法在多自由度机器人操控和教学中具有广泛的借鉴意义。