五足步行机攀登不等距桁架运动分析

对五足步行机攀登桁架运动进行了详细的分析,提出了一种实用攀登步态;在此基础上,针对不等间距杵架,建立了其攀登运动模型及相应的算法。该方法不仅可直接应用于五足步行机在不等间距桁架上的攀登运动规划,而且还可作为五足步行机攀登杵架的运动条件,对于步行在具有不连续落足区的非结构地形下的运动研究也具有普遍指标意义。     

基于ZMP和实时检测的机器人步行研究

介绍了仿人二足步行机器人步态规划的分类，采用了其中基于运动学和动力学方法的步行和基于人类行走数据的步行相结合的方法。以ZMP判据为依据，提出了仿人机器人的动态步行的一种规划方法，同时还在步行过程中，通过处理力／力矩传感器获得的数据。计算出实际ZMP，然后进行ZMP的实时调整以保证步行的速度和稳定性。     

两足步行椅机器人的稳定性研究

文章针对两足步行椅机器人介绍了其步态规划中步行稳定性的计算方法。以前向运动为例，详细讨论了先进行姿态规划并计算出机器人各部分位姿，然后利用ZMP理论求出其步行的稳定裕度的方法，通过计算机仿真验证了这一计算方法的有效性。     

基于Pro／E和ADAMS的双足步行机器人三维造型及仿真

随着科技的发展,机器人技术及仿真技术飞速发展。双足步行机器人相对于四足和多足机器人,其运动的稳定性和可靠性更难保证。现利用如今使用广泛、通用性强的Pro／E软件对人形机器人运动过程中最主要的支撑受力部位——腿部,进行三维的造型设计与装配,阐述其造型步骤及注意事项,并在零力矩判据下得出转动关节的转角值。为了更方便的研究机器人的稳定步行过程中各关节转角的插值,将腿部模型简化后倒入ADAMS中进行步行仿真实验,经观测其步行过程的平稳度,验证了关节转角插值的正确合理性。     

新型仿生六足机器人步行足运动学分析与研究

通过对六足步行机器人步行足的运动学分析，按照坐标系的建立原则，选取机构中的转动副作为关节变量，推导出各关节的广义变换矩阵，得到了步行足足端的运动学方程，求出步行足足端点运动学的正解坐标系，利用paul等人提出的代数解法进行了运动学逆解分析，并借助计算机对其逆解进行了验证，为后续的运动学分析和轨迹规划奠定了基础。     

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。     

一种步行机器人结构分析

在介绍混合输入五杆机构输出轨迹可调的基础上，将混合输入五杆机构用作步行机器人腿部机构来提高其步行能力与柔性；同时将机器人控制系统、元器件、传感器密封在机体中，通过动密封轴传动驱动腿部机构实现步行，从而增强步行机器人的环境适应性。     

步行轮式气垫车功率优化的试验研究

步行轮式气垫车是一种有效的两栖交通工具。但其功率消耗巨大。本文根据文献的理论推导，试验验证了步行轮式气垫车的最小功率原理。     

六足仿生步行机器人足端工作空间和灵活度研究

基于六足仿生步行机器人机构学特性的研究，采用数值分析法求解了机器人步行足的足端工作空间，利用虚拟样机技术计算了机器人的灵活度，从两方面综合衡量六足仿生步行机器人的工作能力。并以六足步行机器人各腿节比例关系的确定为例，介绍了六足步行机器人结构优化的具体方案。所用方法同样适用于六足仿生步行机器人其他结构参数的优化，也为六足仿生步行机器人的合理驱动和精确控制提供了理论依据。     

步行器助行步态稳定性监测系统研究

针对步行器助行过程中存在的安全问题，研制了一套步态稳定性监测系统。阐明了该系统的工作原理以及系统设计方案；通过相应的校准实验和对步行器使用者所进行的临床测试，证明了该系统具有精确、实时、使用方便的优点，并有望在康复临床中得到进一步的应用。     

直线型连杆爬升机构的设计与分析

通过与现有电动爬楼轮椅的爬升机构的对比与分析,提出了直线型连杆爬升机构。对直线型连杆爬升机构进行设计研究,其端点轨迹上半部分为半圆形,下半部分为近似直线的弦,该轨迹与动物行走步态极其相似;将其作为爬升机构的设计基础,并利用SolidWorks软件对直线型连杆爬升机构进行建模,并对爬升机构在爬楼梯过程的轨迹进行了分析。结果表明,该爬升机构设计方案合理,爬升机构爬升运动轨迹近似直线,较大程度降低了颠簸,为爬楼机构的设计提供了新的理论参考。     

阶梯攀爬机器人结构及控制方案设计

针对阶梯攀爬机器人工作过程中的楼梯攀爬及避障问题,对阶梯攀爬机器人机械结构、机器人阶梯攀爬方式、差速驱动方式下机器人运动方程进行了分析,对阶梯攀爬机器人行驶过程中障碍物检测、避障控制策略进行了研究;基于模糊控制原理,建立了阶梯攀爬机器人模糊避障规则,提出了一种基于MC9S12XS128单片机以及超声波传感器的阶梯攀爬机器人障碍物检测、避障及楼梯攀爬控制系统,并利用所研制的阶梯攀爬机器人样机进行了机器人避障、楼梯攀爬测试。测试结果表明,基于变形轮与行星轮相结合的阶梯攀爬机器人机构可以实现阶梯攀爬机器人避障及攀爬楼梯的功能,控制系统可以准确、迅速判断障碍物以及楼梯所处位置,并依据所建立模糊避障规则完成避障及楼梯攀爬任务。     

基于智能PID算法的爬壁机器人位置伺服控制方法

针对爬壁机器人实际与理想作业位置偏差过大的问题,提出了基于智能PID算法的爬壁机器人位置伺服控制方法。通过分析爬壁机器人的运动状态,构建爬壁机器人的运动学模型,获取爬壁机器人的运动规律和其位姿变化特征。运用智能PID算法对爬壁机器人的位置实施伺服控制,利用遗传算法不断调节机器人控制参数,得到最佳适应度函数,生成全局最优的PID控制参数。根据爬壁机器人运动状态得出控制终止条件,获取最终的位置伺服控制结果,实现爬壁机器人位置伺服控制。实验结果表明,所提方法的位置伺服控制稳定性较好,能够有效提高位置伺服控制精度,增强抗干扰性。     

含柔性吸附材料的攀爬机器人振动特性 与稳定性分析研究

为了提升攀爬机器人壁面运动稳定性从而提高其工程应用能力。 针对攀爬机器人壁面运动过程的振动与动力学耦合 特性问题,本文设计制作了一种含柔性吸附材料的攀爬机器人。 基于刚柔耦合原理,获得刚性体与柔性体运动学递推关系, 利用拉格朗日原理建立攀爬机器人动力学方程。 推导得到反应动力学耦合程度的数学模型。 通过仿真分析得到运行相同位移 情况下,通过调整加减速时间比例使得机器人振幅下降 35% ,分析得到一定范围内攀爬机器人刚性质量与吸附材料弹性模量 增加通过降低动力学耦合程度降低攀爬机器人振动响应。 通过样机实验测量了攀爬机器人负载能力与不同运动阶段真空度与 流量的稳定性。 研究为攀爬机器人的驱动控制策略与工程应用奠定基础。     

曲柄摇杆式爬楼梯装置设计

针对星轮式爬升机构稳定性指标r值较大,影响运行稳定这一问题,提出了一种曲柄摇杆式爬楼梯装置。研究了曲柄摇杆机构杆长对运动轨迹的影响,并对装置进行设计,使其r值减小了22%;应用SolidWorks软件对装置进行建模及爬楼过程仿真,得到其空载和施加载荷时的运行轨迹图,确定了方案的可行性;并进行样机测试,验证了装置的运行稳定性。研究结果说明,曲柄摇杆式爬楼梯装置的设计思路是正确的,对于开发类似产品有借鉴意义。     

农网配电网架空线路机器人攀爬机构参数优化研究

为了提升农网配电网架空线路机器人的综合性能,提出了一种新的农网配电网架空线路机器人攀爬机构参数优化方法。使用 Creo Parametric 软件构建农网配电网架空线路机器人攀爬机构的三维模型,在 Workbench 中导入该模型,通过网格划分完成攀爬机构有限元模型构建;根据所构建的模型对机器人攀爬机构实施有限元分析,分析攀爬机构的应力分配与整体变形情况;在攀爬机构的参数优化中,在确定相关设计变量后构建参数优化目标函数,通过枚举法求解参数优化目标函数,获取优化后的参数取值。仿真测试结果表明,设计方法实现了攀爬状态下驱动力矩的提升、加速度的平稳化、竖直方向相对质心位置的降低以及攀爬速度的提升,说明该方法可以有效提升农网配电网架空线路机器人的综合性能,有一定实际意义。     

输电铁塔攀爬机器人的结构分析与实验验证

首登输电铁塔检修人员缺乏完善的临时防坠保护装置,研发输电铁塔攀爬机器人替代首登人员登塔,可以保障登塔人员的人身安全。根据实际作业环境及其功能要求,结合仿生学原理,提出了一种基于仿生蚕特征的攀爬机器人模型。对机器人进行结构设计并分析攀爬过程中吸附的稳定性,建立机器人运动学模型;对其作业空间进行了仿真分析,验证了机器人结构的合理性。试制物理样机并进行相关攀爬实验,实验结果表明,该机器人具有替代首登人员登塔的可行性。     

大斜度桥梁斜塔钢构爬模刚度仿真和结构优化

以淮北相王大桥为背景,对大斜度桥梁斜塔钢构爬模进行刚度仿真分析和结构优化。通过建立钢构爬模有限元模型,并导入 Workbench14.5进行仿真分析,得出爬模危险应力集中区域及最大变形量位置。并对下侧立面爬模结构进行优化,优化后爬模整体应力分布均匀,最大应力减少约30%,保证了爬模的刚度,控制模板的变形量。为大斜度桥梁斜塔钢构爬模设计提供了参考。     

双爪式爬杆机器人的夹持性能分析

双爪式攀爬机器人已成为一类重要的和主流的攀爬机器人,这类机器人中两端手爪对攀爬对象抓夹的安全性和可靠性是攀爬的前提条件和基本要求,也是一个关键问题。基于此,在介绍自行开发的双爪式爬杆机器人Climbot之后提出这类机器人抓夹圆杆时的夹持力封闭性问题,对封闭性进行论证。分别分析机器人进行平面攀爬和空间攀爬时对支撑端夹持器产生的负载形式,建立其力平衡模型。基于该模型,计算夹持器的各种尺寸参数对夹持性能的影响,并对计算结果进行系统的分析。通过几组攀爬夹持试验对提出的夹持模型进行验证。结果对夹持器的设计和攀爬安全性的保证具有重要的参考和指导意义。