双足步行机器人的下肢机构设计

为使足行拟人机器人的下肢机构结构更加紧凑灵活,提出了一种串并联结构相结合的双足步行机器人下肢机构设计方案。在该方案中,设计了二自由度的并联机构作为十字交叉的二自由度关节结构,并用于二自由度的踝关节和两个方向转动的髋关节。设计了单自由度平面连杆机构用于膝关节和一个方向转动的髋关节。详细描述了足行机器人下肢机构的踝关节、膝关节和髋关节的结构设计,为双足机器人的步态控制打下基础。     

小型双足步行机器人的研制

针对小型双足步行机器人具有体积小、行走稳定性强等特点,文中首先根据人体功能学的要求设计了小型双足步行机器人本体结构,确定其尺寸与自由度配置。然后采用时间片分割和脉宽递增的方法,实现了17个舵机的独立控制以及舵机的多级速度控制。最后,针对所研制的小型仿人机器人结构特点,基于几何约束的规划方法,采用行走姿态的变时间间隔插值优化的步态规划法,实现了仿人机器人静态行走固化步态。     

双足步行机器人的下肢机构自由度分析

为了设计出一种即经济简单又能满足功能要求的步行机器人,在分析了步行运动状态的基础上,确定了双足步行机器人下肢机构自由度的分配。     

基于AVR的双足步行机器人舵机控制

在AVR系列单片机基础上,提出一种并行积分式多路PWM波产生算法,具有较高的控制精度,可控制大量舵机,并以此设计出双足步行机器人行走步伐程序,实验证明舵机运行稳定,追随性能好,速度调节方便;机器人行走稳定,步伐频率高、步幅大,程序具有很强的通用性。     

基于DSP的双足步行机器人设计

基于TMS320F2812 DSP提出了一种用单个定时器产生8路独立的舵机控制信号的方法,简化了驱动与控制电路的设计,研制完成了一个8自由度双足步行机器人,并成功实现了机器人的稳定行走.     

双足步行机器人整体协调运动规划

通过分析双足步行机器人整体的协调运动,基于D-H法的坐标变换,对步行机器人四肢串联机构进行了重心合成计算.为了增加关节稳定性并提供转动限位,采用改进的"筋"动力耦合关节作为驱动.提出"腿三角"与"臂三角"的概念对多体系统进行了合理有效的简化,并将单摆理论应用于下肢运动,配合上体运动补偿,使上下整体协调运动,给出了两个平面内质心运动的边界条件.最后在三维动力学仿真软件中验证了加入上体补偿运动的合理性.     

双足步行机器人控制系统设计与试验

构建一款步行平稳、可转向的双足步行机器人。在硬件配置方面,以Arduino为控制器,采用4组稳压电路分别为系统各用电器提供合适的电压。双足踝、膝、髋6个关节各配置一个舵机,控制舵机旋转便可带动关节前后自由弯曲。在控制策略方面,遵循人类步行动作生物力学原理,机器人各关节协同转动,可模仿人类双足直立行走和转向。     

双足步行机器人的结构及其控制系统设计

根据项目规划和控制任务要求,从机构的设计目标出发,按照从总体到部分、由主到次的原则,设计了实验用的双足步行机器人的机构及其硬件控制电路,实现了用CPLD产生PWM波同时控制12路舵机的驱动.     

双足机器人稳定步行模式的预测控制实现方法

在双足机器人上应用预测控制设计了具有一个关键参数的步态生成方法,预测控制是通过控制质心运动生成步行模式的。根据预测控制器模型研究了参数间的关系,最终将独立参数减少到一个并讨论了取值范围。关键参数具有明确的物理意义,在容许取值范围内,可以保证系统的稳定性并生成满足稳定步行的质心运动。实验验证了在存在扰动情况下,关键参数的适当值能够生成稳定的步行模式,同时实验结论为预测控制器的参数调控提供了参考。     

基于虚拟样机技术的双足步行机器人联合动力学仿真

为了提高双足步行机器人仿真系统与真实环境之间的相似度,结合物理样机在ADAMS中定义虚拟样机的机械特性,构建基于ADAMS和Matlab的交互式联合仿真系统.仿真结果为建立物理样机控制系统提供依据,避免了不恰当控制策略对物理样机的损伤.     

基于CosMosMotion的四足步行机构的设计

根据仿生学的原理,通过对四足动物的步态分析,设计出快速步行的的四足步行机构,并基于CosMosMotion,对其进行了运动学分析.     

新型四足步行机器人的腿机构设计

结合腿部机构的典型姿态,规划了四足机器人的合理步态。依据设计参数,运用三维模型软件UG建立了四足机器人的三维实体模型,导入ADAMS中添加约束和动力,进行运动仿真。仿真试验结果表明机构运动中腿部所受冲击力过大,因此进行机构方案改进,重新设计了小腿机构。改进的机构试验表明,四足机器人的腿部受力明显得到了改善,从而机构的设计得到了优化。     

一种用于多足步行机器人步态控制的CPG模型

基于对生物节律性周期运动的CPG控制的概念,采用Lakshmanan和Murali的双变量简化Hodgkin-Huxley振荡神经元模型作为CPG的振子。对该模型进行了不动点及稳定性分析和分岔分析,指出了其二次Hopf分岔特性和振荡条件。在此基础上,建立了一种用于八足步行机器人步态控制的CPG模型。通过分阶段遗传算法,分别针对几种步态进行了参数优化,通过仿真验证了所提出的CPG模型的可行性。     

新型六足爬行机器人设计

采用了仿哺乳类的腿部结构,并针对这种腿部结构设计了六足的行走方式,通过对12个步进电机的控制,采用三角步态,实现了六足机器人的直行功能.仿真及试验证明,这种结构能较好地维持六足机器人自身的平衡,并且对今后更深入地研究六足机器人抬腿行走姿态及可行性,具有较高的参考价值.     

一种智能医疗机器人行走机构的研究

介绍了一种在移动机器人中常用的全方位移动机构一麦卡纳姆轮系的原理以及结构。然后在此基础上对其进行了运动学分析和控制系统的设计，实现了其在平面上的全方位移动。     

助行训练机器人骨盆位姿控制机构研究

通过对正常人骨盆运动规律分析,提出了一种人行走时骨盆运动的控制机构.用闭环矢量法进行了正逆运动学分析,并在Matlab/Simulink,SimMechanics环境下进行了仿真分析.运用Pto/E设计了助行机器人移动平台虚拟样机,进行了助行训练动态仿真,验证了助行训练机构对骨盆运动控制的可行性.为助行康复训练机器人的人体重心运动控制提供了一种有效方法,对康复机器人进一步研究具有一定的参考价值.     

用于抗洪打桩的四足机器人结构设计

为解决抗洪抢险打桩中机构进入现场的问题,建立了一种四足机器人的结构设计方案。对四足机器人的结构进行了分析,建立了机架、腿、关节以及足的4部分组成结构,该机器人单腿采用三关节三自由度结构,机架与胯部、胯部与上臂、上臂与下臂分别采用3个转动副连接,并在结构设计的基础上对JQR100四足机器人进行了驱动方式设计以及逆运动学分析,为步态规划和运动学分析打下了基础。研究结果表明,JQR100四足机器人足底能够达到一定范围空间内的任意位置,机器人能够满足抗洪抢险进入现场和进行自由运动的要求。     

下肢助行器结构设计及运动仿真

对用于辅助下肢瘫痪患者重新站立行走的下肢助行器的总体方案及其工作原理进行了设计与分析。根据人机工程学中的人体结构测量及结构几何关系确定了各杆长度。在CATIA中建立了助行器的三维样机模型,通过ADAMS进行了运动仿真分析,得到了助行器的速度、力矩等参数,并与正常人体步态参数比较,验证了机构设计的合理性和方案的可行性。     

下肢康复助行机构本体设计及运动学分析

康复机器人是目前研究的热点方向之一,这里针对人体下肢关节的五自由度模型,设计了下肢康复助行机构,并应用ADAMS对其进行了位移、速度、加速度特性仿真分析,为实际的医疗康复及机构的智能控制提供了重要数据。     

类人猿型机器人前向四足步行的研究

类人猿机器人是一种具有多种移动方式的新型机器人。同常规的四足步行机器人相比,该机器人的结构具有特殊性和复杂性。为了实现拥有这种结构机器人的前向四足步行,我们提出了新的步态、轨迹规划、稳定平衡判据。仿真和实验结果证实了这些分析的合理性。