适应复杂环境的六足球形机器人的设计与分析

针对探测机器人在复杂崎岖环境下自我保护能力较差的问题,以六足机器人为基础,结合球形机器人的结构特点,设计出六足球形机器人。设计的六足球形机器人在舵机的控制下既可以在面对危险时以球体躲避伤害,又能在安全环境中以机械腿三角步态模式直线行走。通过SolidWorks软件进行结构设计,并与MATLAB联合仿真,得出机器人球体展开、闭合以及直线行走的舵机转动角度。结果显示,六足球形机器人能满足球体展开、闭合以及直线行走的设计要求。     

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。     

六足仿生蜘蛛机器人步态轨迹规划研究

六足放生步行机械人基于动力学原理,采用多自由度设计思想,利用多个连杆组建成智能机器人。由于机器人模型结构比较复杂,导致步态轨迹稳定性难以控制。文章采用独立操控方式设计了六足结构,通过MATLAB软件模拟仿真蜘蛛机器人步态轨迹。仿真结果表明,文章设计的机器人结构满足控制需求。     

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。     

六足机器人平衡稳定性运动学分析及仿真

针对六足机器人在崎岖路面行走时平衡稳定性差的问题,对六足机器人越障过程中的稳定性进行研究。对机器人的6条腿进行运动学理论分析,利用SolidWorks 2016软件建立机器人三维模型并添加地板。将添加地板后的模型导入MATLAB 2018b软件,同时将运动学理论分析所得公式编写至MATLAB/Simulink的Defined Functions模块,通过控制地板以及6条腿的运动进行仿真。仿真结果显示,六足机器人在崎岖路面上通过不断调整6条腿的角度使得机身始终与地面保持水平,验证了理论分析的有效性和可行性,证明六足机器人具有良好的地形适应能力和平衡稳定性。     

应用于废墟环境的六足巡检机器人

针对地震、矿难、山体滑坡、楼房倒塌等灾害后的废墟环境下,文章开发了一种基于足式运动的六足巡检机器人,能够适应各种复杂、恶劣的地形环境,并对指定的气体进行检测,跟踪,定位;且该机器人能够在较远的通讯范围正常的回传采集数据以及图像数据。     

基于遗传算法四足机器在行走中选择最佳质心位置

在四足机器人动态稳定性的研究中,为保证四足机器人采用动态trot步态行走过程中的稳定性,研究了一种新的稳定性的保证方法,通过对四足机器人的数学物理建模,从理论的方法分析了质心位置对机器人稳定性的影响,使用遗传算法求出了质心的最佳位置。并通过实验的方法和原质心点进行了对比。证明了用遗传算法寻找的质心点使四足机器人的摆动幅度最小。     

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．     

攻击型四足仿生轮式机器人设计

为使机器人适应各种灾区复杂地形,人员无法直接进入的恶劣环境执行搜索、救援、运送物资或者在反恐救援中执行反恐侦察或对目标进行打击的功能,设计了一种以STM32F103ZET6单片机为主控芯片、电脑上位机无线控制的四足机械结构与轮式结构相结合的机器人。四足仿生行进和轮式行进均可使机器人灵活运动,保持高度的灵活性和多地形适应性。机器人携带高能电磁炮,可对目标实施物理攻击,机器人采用C语言自主开发的电脑上位机无线控制,操作简单,安装方便,信号强度高,穿透能力强。     

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。     

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。     

六足机器人特技动作运动分析

针对六足机器人在不平整路面上机身容易发生倾斜的问题,以一种仿蜘蛛身体结构的六足机器人为研究对象,分析六足机器人特技动作。通过对障碍物在机身正上方、正下方、左下方、右下方4种情况的分析,建立六足机器人机身升降、左右倾斜两种运动状态下腿部关节角度的运动学模型,研究腿部结构在不平整路面上的动作。运动学分析表明,调节腿部关节角度能够使六足机器人机身在不平整路面上保持水平。     

基于仿生学的多足步进式机器人发展综述

采用基于仿生学原理的多足机器人,可以克服履带式和轮式机器人的缺陷,能够适应各种工作环境,在地震、火灾、海啸等自然灾害后的搜救工作有突出的表现。文章介绍了基于仿生学的多足机器人的结构、功能以及发展概况,展望了多足机器人未来的发展方向:提高承载能力、微型化、提高灵活性、加大对神经网络的研究。     

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。     

静稳定跨步机构等高步态规划及稳定性分析

跨步机构要实现稳定行走,其步态规划是机构运动控制中的重要内容。针对跨步机构行走速度较低的特点,采用静态步行的方式,设计一种等高度的步态模式,以ZMP(零力矩点)作为稳定判据,分析等高步态的可行性及稳定性。     

基于非线性时序预测神经网络的下肢步态预测算法设计与研究

在双足式步态活动期间,人体是使用四肢之间的运动神经元协作传递来实现行走这个过程的。值得一提的是,这种神经元之间的步态运动的协作性在神经损伤之后对于神经的重塑有着转化性的康复训练意义。该研究利用上下肢的步态关联性,旨在设计1个基于健康摆动的上肢来预测下肢步态轨迹的方法,可用于帮助大多数的偏瘫患者进行重塑下肢运动神经功能。首先利用采集正常人的步态数据并加以分析。利用非线性时序预测（Nonlinear Autoregressive models with Exogenous Inputs,NARX）神经网络,以上肢各关节步态转角为输入向量,下肢的髋关节和膝关节的步态转角为输出向量与反馈输入向量,建立1个相对准确且实时的下肢步态预测算法。     

一种高压线除冰机器人的设计

设计了一款基于STC89C52单片机的高压线除冰机器人。该机器人可通过蓝牙通讯、短信通信和自我检测完成在高压线上的行走、除冰和数据实时监测等功能。通过实验室测试和调整,较好地实现了预期功能。     

基于星空定位的智能助老机器人的研究与设计

随着人口老龄化进程的加快及机器人、智能控制等方面技术的不断发展,关于助老助残服务机器人的研制开发也越来越多的受到人们的关注。文章在近年来服务机器人定位技术研究和发展状况的基础上,设计了一种基于星空定位的智能助老机器人系统。该系统以ARM9处理器S3C2440为控制核心,搭载PC工控机,配备星空定位模块及各种传感器模块,自主开发应用控制程序,能够完成稳定行走、环境监测、物体抓取等辅助老人生活自理的工作。该系统经实验验证,运行良好,达到了设计要求。     

老年人足部形态及足底压力的研究北大核心

针对60岁以上老年人的足部形变、足部病变、足部穿鞋常见问题、老年人鞋类需求及消费市场、老年人步态等相关问题,进行695份有效问卷调查,得出随着年龄的增长,老年人足部病变特征、鞋前掌部位及后跟部位破损特征、老年人外八字步态行走特征的分布情况。以20～23岁年轻人脚型作为参照,运用平板压力测试系统进行步态测试,通过观察时相、冲量、足底压强指标,得出老年男性、女性的足底压强指标,足底各分区冲量指标,前掌、整足触地时间及步态周期,并与问卷调查结果参照对应,使主观、客观结果相结合,得出相关结论。