基于ADAMS的仿壁虎机器人步态规划及仿真

分析了一种仿壁虎机器人的机械结构及其运动学原理,通过对壁虎运动行为的研究,规划了一种仿壁 虎的墙面爬行对角步态．利用ADAMS 对机器人沿垂直壁面爬行的运动进行了仿真,分析了模型质心位移、关节转 矩以及足部与壁面之间的接触力等参数．最后通过实验分析,验证了结构设计、步态规划的合理性,所选择的电机 符合设计要求．     

基于ADAMS的仿壁虎爬壁机器人的运动仿真

为实现在不同环境的壁面上自由爬行,设计了应用仿壁虎微纳米粘附阵列的爬壁机器人,建立了机器人的动力学模型及足部与壁面之间的接触模型,并利用机械系统动力学软件ADAMS的仿真功能,对机器人沿垂直壁面爬行的运动特性进行了仿真.利用ADAMS的后处理模块的分析功能,重点研究了在一个运动周期内,模型整体质心的位移、电机转矩以及足部与壁面之间的接触力随时间的变化情况.仿真结果表明该仿壁虎爬壁机器人能够以约26mm/s的速度沿着垂直的壁面平稳地运动,不存在波动和偏离.这为下一步研制仿壁虎爬壁机器人的物理样机提供了理论指导,也为其他仿生机器人的研究提供了参考.     

仿壁虎机器人足端工作空间分析及其实现协调运动的步态规划

基于对壁虎爬行运动的研究,提出一种四足仿壁虎爬壁机器人.对其机械结构、运动学、足端工作空间和越障能力进行了分析,规划了两种爬行步态,并针对实验中出现的过驱动问题进行了分析,设计了一种多关节协调控制算法.实验结果表明,使用该控制算法的机器人运动是协调稳定的,验证了分析结果的正确性和控制算法的有效性.     

冗余驱动仿壁虎机器人运动学分析与仿真

研究仿壁虎机器人处于多足吸附支撑状态时,出现冗余驱动问题,机器人驱动难度较大,为协调机器人各关节运动和姿态控制,讨论了一种冗余驱动的仿壁虎四足机器人的自然约束条件,推导了机器人三足吸附状态时冗余驱动变量与独立驱动变量的位置和速度关系,建立了机器人机体正运动学方程,同时建立了机器人的逆运动学方程,用来验证正运动学方程的正确性.机器人正运动学方程是一个高次方程,有16组解,数字仿真结果表明只有一组解满足实际模型要求.逆运动学分析结果及仿真结果验证了正运动学的正确性.     

基于MATLAB的仿壁虎机器人天花板粘附运动仿真

壁虎脚掌具有"范德华力"的干粘附特性,而实现仿壁虎机器人在负表面(如天花板)运动具有极高的难度,基于MATLAB/SimMechanic建立了仿壁虎机器人动力学模型。采用变弹性阻尼模型构建粘附力模型,模拟脚掌的粘附力各向异性。利用规划的负表面步态进行天花板粘附运动仿真,仿真表明仿壁虎机器人能按照预定的步态实现天花板的粘附运动,而天花板的非稳定性扰动来自脚掌粘附支撑相和脱附摆动相的交替处,为未来仿壁虎机器人天花板爬行实验提供仿真参考数据。     

壁虎动物机器人遥控系统

介绍了一个基于ATmega8L和OC1000芯片的壁虎动物机器人遥控刺激系统.该系统主要由便携式电脑、微控制器和无线数据收发器构成,可以分为控制平台和刺激器两部分.控制命令从笔记本电脑输入,然后无线数据收发器发送出去.刺激器接收指令并产生刺激信号,完成对壁虎机器人的运动控制.不带便携式电脑,控制平台的总重量不到130g,便于携带.刺激器的电路非常紧凑,采用贴片封装的元件,体积小(长31mm,宽39mm,高22mm)、质量轻(带电池13.6g).实验证明:该系统在300m的较开阔地带,系统工作稳定、可靠.     

壁虎动物机器人遥控系统

介绍了一个基于ATmega8L和021000芯片的壁虎动物机器人遥控刺激系统。该系统主要由便携式电脑、微控制器和无线数据收发器构成,可以分为控制平台和刺激器两部分。控制命令从笔记本电脑输入,然后无线数据收发器发送出去。刺激器接收指令并产生刺激信号,完成对壁虎机器入的运动控制。不带便携式电脑,控制平台的总重量不到130g,便于携带。刺激器的电路非常紧凑,采用贴片封装的元件,体积小（长31mm,宽39mm,高22mm）、质量轻（带电池13．6g）。实验证明：该系统在300m的较开阔地带,系统工作稳定、可靠。     

日本磁吸附爬壁机器人的研究现状

本文概述了磁吸附爬壁机器人的研究现状，介绍了各种移动力方式的磁吸附爬壁机器人的应用场所及优缺点，为今后的研究提供了参考。     

磁吸附爬壁机器人控制系统的研究

在研制爬壁机器人基础上，比较了磁吸附爬壁机器人的各种吸附与驱动方式的优缺点，设计了机器人的控制系统，推导出控制算法，并实验结果表明控制系统能满足工作要求。     

爬壁机器人全方位移动机构的研究

所谓全方位移动机构，它是由Ｎ个（Ｎ≥３）定向滑移轮组成的车体，无需绕垂直于车辆平面的轴作任何转动，仅造轮子的转向与转速的不同组全，便可实现沿任意方向直线前进的功能，并能在原地旋转任意角度，这种机构在爬壁机器人上使用有其突出优点，运动灵活，能行走到任意位置，本文对全方位移动机构进行研究及设计。     

基于System Vue的爬壁机器人控制器研究

针对传统机器人控制器控制性能差,控制时间慢的问题,基于System Vue研究了一种新的爬壁机器人控制器。在机器人控制器仿生分析过程中,对爬壁机器人的腿部进行仿生关节的模拟性增加操作,并进一步提升关节的灵活性,促使关节在运行过程中能够自主完成对身体的前后控制以及倾斜处理,根据所获得的仿生与步态规划数据,对爬壁机器人控制器进行控制模型的建立与参数的设置操作,优化爬壁机器人控制器吸附控制算法,并利用LM339芯片改进JH-D400X-Ｒ4型六向摇杆的内部电路,使控制爬壁机器人的吸附和移动功能得到更好的控制。利用引导路径加强系统自身防护,对路径进行清理。实验结果表明,基于System Vue的爬壁机器人控制器具有较好的控制性能,控制时间提高了1.52s。     

油罐检测爬壁机器人结构与控制系统设计

研究智能爬壁机器人检测技术及其系统 ,提出了机器人在大型垂直罐壁移动作业的路径规划方法 ,并分析了抗倾覆机构的作用 ,设计给出了机器人总体结构和控制系统 .系统以磁吸附爬壁机器人为运动载体 ,采用非接触式无损检测技术 ,并配备多种传感器 ,具备较高的智能化水平 .现场实验表明 ,该系统自动化程度高、运动稳定可靠、定位精度高 ,大幅度提高了检测效率 .     

柔性仿生爬壁机器人控制系统研究

通过对壁虎运动机理以及柔性脚掌结构的理论分析和实验研究,文中提出一种新型柔性仿壁虎爬壁机器人的控制方法,该控制系统采用以MCU为核心控制器的分布式系统,依据精确的步态规划实现了机器人的稳定爬行,在实验环境下通过实物样机验证了该方法的可行性和有效性.     

基于传感器信息融合的移动机器人自主爬楼梯技术研究

机器人自主爬楼梯是移动机器人完成危险环境探查、侦察、救灾等任务需要具备的基本智能行为之一.分析了楼梯的多样性和履带式机器人爬楼梯固有的不稳定性导致机器人爬楼梯工作的复杂性,描述了带前导手臂的履带式移动机器人爬楼梯的步骤,简要介绍了利用超声波、视频摄像头和激光扫描测距仪信息来感知楼梯和判断机器人与楼梯相对位置的算法,最后提出了一个基于传感器测量值可信度的信息融合方法进行楼梯参数感知和行驶方向计算的机器人自主爬楼梯的控制系统结构.     

双手爪式仿生攀爬机器人的摇杆控制

探讨一种新型双手爪式5自由度仿生攀爬机器人(Climbot)的摇杆控制方法.首先,对机器人的运动学和可夹持空间问题进行了分析.然后,针对其双手爪交替夹持攀爬的特点,提出了直观的摇杆操作模式,包括对不同的攀爬步态设计了不同的操作坐标系,并利用建立变换矩阵的方法将交替夹持端前后的机器人描述在同一坐标系中.最后,通过尺蠖、扭转和翻转3种步态的路灯杆攀爬和应用示范实验结果证明了该摇杆控制方法的有效性.