4足机器人多步态规划与仿真

为了实现一种前膝后肘式4足机器人多步态稳定行走,课题组采用D-H法对机器人进行运动学建模,求解了其运动学正解和逆解。规划了不同步态的足端轨迹和质心位置,分析了静步态和动步态下支撑相和摆动相切换序列,通过平滑关节角过渡的方法使机器人从静步态过渡到动步态。将MATLAB中规划好的关节轨迹作为ADAMS驱动输入,实现了3种步态下的连续仿真。分析了平地行走步态、越障步态和对角小跑步态下机器人运动特性。结果表明规划的3种步态有效可行,静步态和动步态衔接平滑,为驱动元件选型和步态参数优化提供了参考。     

基于Raspberry Pi的六足行走机器人设计

为在各种人类不便到达的地区进行数据采集、探测等工作,越来越多移动式机器人被使用,六足机器人因其在步态上的高适应性成为移动机器人领域中的主流研究对象之一。本文以Raspberry Pi作为控制核心设计了一款六足行走机器人,具有多自由度结构和离散落足点,可进行丰富的步态设计,以适应各种非结构化地形,同时结合摄像头、传感器等功能模块,使其具备远程控制、实时监控、自动避障等功能,以达到在各种复杂地形环境下稳定行走并实时高效采集信息的目的。     

一种基于连杆机构的仿生四足爬壁机器人设计

文章通过研究壁虎(gecko)的足部结构、身体构造以及运动方式,设计了一款基于切比雪夫连杆机构的仿生四足爬壁机器人,该机器人采用对角步态的运动方式,在机器人足部使用了一种双晶片驱动器来模拟壁虎脚趾的内翻-外翻动作,可以保护机器人吸附结构。文章设计的基于连杆机构的仿生四足爬壁机器人较现有的仿生四足爬壁机器人的结构更为精简,且运动可靠,控制简单,可以为仿生四足爬壁机器人的研究提供一些参考。     

二自由度七连杆机器人腿部机构优化设计

文章推导了二自由度七连杆机构运动分析计算公式,建立了七连杆机器人腿部机构优化设计的数学模型。以长半轴100mm、短半轴40mm的椭圆曲线作为机器人足端的相对理想轨迹曲线,采用遗传算法对七连杆机器人腿部机构进行了优化设计。优化的七连杆机器人腿部机构足端的实际轨迹曲线几乎与理想轨迹曲线重合,足端点的最大、最小x坐标分别为100.035,-100.036mm,最大、最小y坐标分别为40.005,-40.009mm,与理想轨迹的椭圆长轴、短轴半径的最大相对误差仅为0.036%。利用优化的七连杆机器人腿部机构,设计了6足仿真机器人,并采用UG软件对优化的七连杆机器人腿部机构和6足仿真机器人进行了运动仿真,运动仿真结果非常理想。     

六足机器人全局运动动力学仿真

为改进所研制的六足步行机器人的机构和控制等设计,提高其步行运动的稳定性和精度,首先进行步态规划和求解各关节运动;其次将三维实体模型导入Adams软件,应用力约束建立腿与地面的动态接触碰撞模型,形成机器人的动力学全局仿真模型;然后采用HHT积分方法进行动力学仿真,对比研究了步行机器人做匀速运动和加速运动时地面对腿的冲击以及电机驱动力矩和关节约束力矩的变化情况．结果表明：采用不同的运动步态对动态性能影响较大,可以有效地改善运动稳定性．该方法对腿足式机器人设计及动态性能研究具有重要的指导意义．     

旋转足式机器人步态控制器设计

为实现旋转足式机器人的步态控制,本文提供了基于Freescale K60的一种相对易行的控制器设计方案。介绍了控制器任务调度方案、基本模块设计、步态算法设计,以及通讯方案。     

基于扭转振动的多步态移动装置的运动学建模

为了实现移动机器人多步态稳定运动,提出一种新型的利用自身的结构特性来设计移动装置的方法。通过对其倒立的U型结构的设计,再分别对该移动装置滑、走、跑和跳4个步态进行运动学建模,最后利用ADAMS仿真实现了该移动装置稳定的多步态的运动。然后根据仿真结果给出了各运动相在每个步态周期中的足地接触距离以及横梁质心位移的变化情况,最后讨论了影响该移动装置多步态运动的因素,如机体与两腿的长度之比rs、共振频率和电机转速等。结果表明该移动装置实现了多步态的运动,对未来研究多步态移动机器人提供了理论基础。     

户外六足监测机器人的运动控制

本文针对户外监测需要,设计了一种在自然地形上运动行走的六足机器人作为监测设备的移动载体。介绍了硬件和软件设计,规划机器人的直行和定点转弯步态。最后在平地和自然草坪上进行试验,机器人运行稳定,表明具有在户外执行任务的实际能力。     

基于虚拟仿真的四足机器人行走研究

进行了四足机器人行走过程的仿真分析。建立了四足机器人的三维软件模型,导入仿真软件ADAMS中,通过加入约束和动力分析,以一定形式的步态分析实现了机器人在平面上的行走。并以机器狗模型为例子分析了稳定性以及在行走过程中各部分动作产生的影响,为研究智能化玩具程序开发和四足机器人提供借鉴。     

基于食品工业六轴机器人的设计与轨迹规划

目前食品工业领域对机器人的灵活性、重复定位精度和运动的平稳性要求越来越高,根据这一要求设计一种关节机械臂串联的六轴机器人。介绍了其基本结构及其技术参数,然后对机器人的轨迹规划进行了研究,采用S曲线加减速结合直线插补和圆弧插补的算法,对机器人的空间直线插补和圆弧插补做了理论分析,并运用MATLAB进行了仿真分析。验证了算法的可行性,证明了该插补算法能有效地减小机器人启停时对电机和机械本体的冲击,为六轴机器人的控制策略的研究和轨迹规划的优化提供了理论依据。