含有复合铰链的闭链八连杆足式机器人设计与分析

针对八连杆机器人腿部构型数学模型参数多和建模分层复杂的不足,提出了一种含有复合铰链的最简八连杆腿部机构。在保持闭环运动链特性的情况下,对一般八杆运动链进行局部收缩,得到了最简八杆运动链;以其中一种最简八连杆机构为基础构型,进行了机器人腿部机构设计。采用末端轨迹曲线任务点法对腿部构型进行尺寸计算,并利用矢量环法对确定参数的腿部机构进行了运动学分析。建立机器人整机仿真模型,基于Adams软件,采用对角小跑步态进行了典型地面环境的行走仿真分析。在此基础上搭建一台样机,在实际路面上进行适应性行走测试,验证了该构型的可行性,同时证实了最简八连杆机构数学参数少和分层简单的优点。     

仿生人体足部行走特性的两足机器人足部设计

人体足部的触地模式和结构柔性是人体行走平稳的重要特征和保障。研究论述在双足行走机器人足部设计中仿生人体足部特征对提高其行走平稳性的作用机制,并提出一种基于直线驱动、具有空间三并联五杆柔性机构的机器人仿生足部。参照人体足部行走实验的位移和形变数值,进行了仿生机器人足部的强度设计和柔性设计。通过有限元分析,对仿生足部在全足支撑相位的柔性、强度和触地受力情况进行了验证。     

风电叶片检测机器人设计与运动仿真研究

为了降低风电叶片检测维修的成本,综合设计制作了一种可以在叶片表面攀爬检测的六足机器人。根据叶片参数确定了机器人整体尺寸,采用SolidWorks软件建立了机器人整体模型,设计了腿部吸附结构。通过静力分析,建立了机器人吸盘吸附的数学模型,以保障机器人行走的安全稳定性。分析了机器人整体行走步态,设计了攀爬行走迈步过程并设计了其关节控制曲线,通过ADAMS软件仿真模拟了机器人在叶片表面的攀爬行走。最后,设计了机器人整体控制系统,并制作样机进行了机器人攀爬实验。仿真与实验结果表明,所设计的机器人结构可以稳定实现攀爬运动,吸盘吸附系统安全可靠,实验结果与仿真的行走步态一致,验证了以攀爬步态行走的可行性。     

契贝谢夫四连杆机构的优化设计与应用

优化了契贝谢夫平面四杆机构。首先,利用解析法,建立了契贝谢夫平面四杆机构的数学模型,通过对机构理想的运动曲线的分析,确定了约束方程和目标函数。其次,使用Adams软件中参数化设计与分析方法优化了杆件的长度,得到了较好的运动轨迹。最后,将此机构应用到一自由度轮腿式行走机器人的设计,其仿真实验表明,此机器人在行走的过程具有较好的稳定性。该机构能够为研究低功耗、低成本、易控制的腿式行走机器人提供设计依据,方法实用可行。     

仿生双足水上行走机器人优化设计及控制方法

研究一种新型双足水上行走机器人推进机构及控制方法。借鉴蛇怪蜥蜴双足水上行走功能,分析双足机器人水上行走动力学机理;结合平面四杆机构运动和坐标转换公式,分析Watt-I型机构运动方程,用以模拟蛇怪蜥蜴的脚掌轨迹,设计双足水上行走机器人推进机构,建立机器人的虚拟样机模型并进行机构优化设计;设计机器人的中枢模式发生器(Central pattern generator,CPG)控制器和模糊控制器并进行参数分析,提出双足水上行走机器人的CPG-模糊控制方法,完成机器人控制系统的搭建,进行仿真验证;制作出双足水上行走样机,进行双足机器人水上行走试验,测得推进机构的作用力曲线;在平衡装置不工作和工作情况下分别测量机器人水上行走过程中的实时偏角,并进行比较。试验结果表明推进机构及控制方法满足双足机器人水上行走要求。     

一种八连杆坐卧姿态变换机构的模型构建及参数优化

基于人体工程学原理,设计了八连杆坐卧姿态变换机构。为保证机构运行的稳定性以及获得较好的实用性能,针对八连杆姿态变换机构进行优化设计。根据八连杆姿态变换机构的工艺特性要求以及具体的约束条件和优化目标,构建了八连杆机构的数学模型,利用ADAMS/View建立了八连杆机构的优化设计模型,对八连杆机构进行了优化设计。从优化设计的结果和优化前后的连杆角度、速度、加速度曲线中看到,该优化设计与相应的人体工程学原理相吻合,达到了八连杆姿态变换机构的设计要求和目的。     

单自由度八连杆机构链型的拓扑特性研究

通过对单自由度的八连杆机构链型进行拓扑特性的研究,比较了10种单自由度八杆机构链型的拓扑特性。八连杆链型的拓扑特性分析可以为设计者在八杆机构的选择和创新设计中提供一种理论依据。     

双足机器人蹲式行走步态的设计与研究

双足机器人具有结构复杂、系统耦合度高的特征,步态行走易受外部环境干扰。为有效提高双足机器人的行走稳定性,设计了一种蹲式行走步态。根据结构特点进行自由度配置,并完成运动学模型的建立。文章阐述了双足机器人蹲式行走步态的过程,对其质心及关键关节进行轨迹规划,并搭建了双足机器人实验平台。实验结果表明：在蹲式步行过程中,运动轨迹偏差小于0.5 cm,有利于保证行走时的稳定性。     

一种仿生四足机器人的腿部结构设计及其轨迹规划

为了提高四足机器人的行走稳定性,在对"马腿"进行仿生分析的基础上,设计了一种四足机器人的新型腿部仿生结构,并基于该机器人的单腿运动学模型,利用复合摆线法对其足端轨迹进行了规划;通过分析足端位移、速度、加速度的变化特点,证明满足该机器人行走稳定性的要求,为后期机器人物理样机的稳定性实验提供了理论依据。     

哨兵机器人的研发设计

为满足机器人大赛需要,设计了一种快速爬杆机器人。该机器人能够满足直线行走及爬杆,并可以承载一定量的负重。从功能分析、总体结构、机械结构设计及控制系统等详细介绍了机器人的结构及工作原理。实践证明,机器人很好的完成了各项任务。