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。     

两足步行椅机器人及其稳定性计算研究

两足步行椅机器人是一种为残疾人设计,用来替代轮椅和假肢的助残机器人.本文介绍了两足步行椅机器人的整体机构设计,并以前向运动为例,详细讨论了利用ZMP理论进行步行稳定性计算的方法,最后通过计算机仿真验证了这一计算方法的有效性.     

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.     

两足步行机器人步态及运动稳定性分析

讨论分析了两足步行机器人的步态及运动稳定性,运动动力学方法对步行机的ZMP点进行计算,得出两足步行机器人保持静态稳定行走的必要条件.     

一种双足机器人变结构控制的ZMP补偿优化方法

针对双足机器人系统,设计了一种变结构轨迹跟踪控制器。基于双足机器人系统ZMP(zero moment point)方程和实际ZMP信息,提出一种ZMP补偿优化方法,通过在线实时调整机器人躯体重心竖直方向上的位置来补偿回复稳定姿态所必需的力矩,最终产生修正的ZMP轨迹。12自由度的双足机器人动力学仿真验证了所提出优化方法的鲁棒性和适用性,而且机器人能在一定范围外力的干扰下回复稳定姿态步行。     

两足步行椅机器人步行参数对稳定性的影响分析

两足步行椅机器人是一种替代轮椅或假肢、为残疾人服务的助残机器人。这类机器人在复杂的使用条件下,各种参数对步态规划及其稳定性的影响分析研究具有重要意义。本文首先根据与步态规划密切相关的机械结构特点、自由度以及关节配置等建立了步行椅机器人的简化模型以及步态规划的算法,然后基于ZMP理论和稳定裕度的概念,确立了主要步行参数与稳定性之间的关系,提出了动态步行的稳定性判据,分析了步态规划中步行参数对于稳定性的影响,并给出了在不考虑参数间耦合影响的前提下步态规划中参数选择的合理范围。     

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。     

两足步行机器人并联腿机构的步态及轨迹规划的研究

根据并联机器人的特点,采用仿生和人造步态相结合的方法,对两足步行并联机器人步态及轨迹规划进行了研究.给出了机器人的步态周期、步相和子步相,并根据步态规划计算出机器人脚底和脚中心的运动轨迹.实现了机器人连续、平稳地步行运动.     

两足步行机器人并联腿机构的步态及轨迹规划的研究

根据并联机器人的特点,采用仿生和人造步态相结合的方法,对两足步行并联机器人步态及轨迹规划进行了研究.给出了机器人的步态周期、步相和子步相,并根据步态规划计算出机器人脚底和脚中心的运动轨迹.实现了机器人连续、平稳地步行运动.     

基于在线ZMP校正的下肢外骨骼上楼梯步态规划

为提高下肢外骨骼机器人上楼梯的稳定性,合理的步态规划与误差校正是至关重要的两个方面,为此,提出一种上楼梯过程中零力矩点(ZMP)的在线校正方法。首先,建立下肢上楼梯的运动模型,并进行运动学分析,利用5次B样条曲线进行下肢关节轨迹规划。其次,针对由穿戴过程中人不稳定扰动作用造成的实际与规划ZMP轨迹之间的较大误差,采用在线ZMP校正进行调节。最后,通过仿真和实际实验证明,这种在线校正能够明显减小机器人的ZMP误差,提高机器人ZMP的稳定裕度,保证下肢机器人系统的整体稳定性。     

基于ZMP点的两足机器人步态优化

采用身高、速度和步长等六个参数描述两足机器人动态步行 ,并进行了定量分析 ;然后利用面向对象思想完成牛顿 -欧拉算法的计算机实现 ,进而求出机器人动态行走时的 ZMP点 ;最后 ,以 ZMP点为目标函数用遗传算法对步态进行了优化 ,其结果证明算法的有效性。     

Biped Robot with Triangle Configuration

A new biped robot with a triangle configuration is presented and it is a planar closed chain mechanism.The scalability of three sides of the triangle is realized by three actuated prismatic joints.The three vertexes of the triangle are centers of three passive revolute joints coincidently.The biped mechanism for straight walking is proposed and its walking principle and mobility are explained.The static stability and the height and span of one step are analyzed.Kinematic analysis is performed to plan the gaits of walking on an even floor and going upstairs.A prototype is developed and experiments are carried out to validate the straight walking gait.Two additional revolute joints are added to form a modified biped robot which can follow the instruction of turning around.The turning ability is verified by experiments.As a new member of biped robots,its triangle configuration is used to impart geometry knowledge.Because of its high stiffness,some potential applications are on the way.     

双足机器人的动力学分析与仿真

根据对双足行走机器人的结构和步行步态的分析,将其简化为七连杆机构,并建立了运动学和动力学方程,在设定的双足机器人行走步态条件下,计算出其运动过程中各关节的运动轨迹及所需扭矩,并对其步行时步态的稳定性和各个关节扭矩进行了分析和比较,揭示了双足机器人行走时各关节所需扭矩之间的配比关系。     

Walking pattern generation employing DAE integration method

A stable walking pattern generation method for a biped robot is presented in this paper In general, the ZMP (zero moment point) equations, which are expressed as differential equations, are solved to obtain a stable walking pattern However, the number of differential equations is less than that of unknown coordinates in the ZMP equations It is impossible to integrate the ZMP equations directly since one or more constraint equations are involved in the ZMP equations To overcome this difficulty, DAE (differential and algebraic equation) solution method is employed The proposed method has enough flexibility for various kinematic structures Walking simulation for a virtual biped robot is performed to demonstrate the effectiveness and validity of the proposed method The method can be applied to the biped robot for stable walking pattern generation     

12自由度双足机器人的开发与步态规划研究

针对一种新型的仿人型12自由度双足机器人,首先介绍了其基于Solid Works的机械结构设计,具体阐述了双足机器人机械主体的组成、自由度配置以及其拟人关节和传动机构的设计;构建了双足机器人基于D—H坐标系的运动学模型。而后重点研究了一种离线的步态规划方法,其核心思想是将双足机器人的前向步态和侧向步态分别简化为七连杆模型和五连杆模型,分别加以几何约束分析,然后在Z坐标相等的情况下合成三维步态;最后通过ZMP方程来检验并在Matlab环境下进行仿真,验证了所述规划方法的有效性。     

双足溜冰机器人样机研制

依据人体轮滑运动基本动作的运动特点，分析双足从动轮式溜冰机器人（BISR）运动原理，研制出具有12个自由度的BISR样机。从模仿人体轮滑运动特点出发，探讨机器人实现“葫芦步”直线滑行的步态规划方法，并设计出机器人的控制系统。BISR样机成功实现“葫芦步”直线滑行，表明机器人样机设计合理，步态规划方法可行，溜冰运动可以成为两足机器人一种新的运动方式。