一种旋转式轮履复合机器人设计

轮式机器人和履带式机器人各有优缺点,为了综合运用2种机器人的行走机构,设计一种共用同一驱动装置的新型轮履复合式机器人,实现轮式行走和履带式行走的切换。在Solid Worsks对机器人进行三维建模,在Solid Works Simuation中对机器人底盘进行静应力分析,同时通过高位双目摄像头完成对机器人周围环境的采集,经过视差计算后,在Matlab 3D中进行环境建模,完成对机器人在复杂环境下的路径规划。     

一种轮履复合式爬楼梯机器人

综合分析国内外现存辅助机器人工作的应用范围,针对狭小空间内难以进行人工搬运的场所,提出一种将麦克纳姆轮与履带组合成轮履复合改进式结构设计方案。根据麦克纳姆轮的全地形灵活性与自由机动性,达到在狭小空间机器操作灵活、简易完成任务的目的。结合履带的平稳性与通过性功能,并设计前后辅助顶杆机构,利用辅助顶杆机构的伸缩作用实现攀爬过程中重心的调节,保证机器人在上下攀爬楼梯时保持安全平稳,从而实现机器完全取代较复杂环境中人工搬运的过程。经过仿真模拟计算及加工实物进行实体操作后,结果表明该方案可行,可为特殊环境下爬楼梯机器人的设计提供参考。     

一种新型轮腿式机器人设计与分析

设计了一种结构简单、承载能力强、越障性能好的新型轮腿式机器人——rolling-wolf。该机器人采用滚珠丝杠驱动轮腿运动,有效改善了以往轮腿式机器人的力学性能,提高了系统的承载能力以及轮腿机构的稳定性。首先将所设计的rolling-wolf和普通关节式轮腿机器人的力学特性进行了对比分析,分析结果表明rolling-wolf轮腿机构在力学特性上具有优越性。然后建立了rolling-wolf的运动学模型,并使用MATLAB对三种不同结构的rolling-wolf的轮腿运动包络域进行了求解。最后,根据对不同结构的rolling-wolf运动特性分析结果,选择了具有最佳运动特性的轮腿机构,完成了机器人整体结构设计。     

一种轮腿式越障机器人的设计与分析

针对轮腿式越障机器人,设计了一种新型可变结构的车轮,使得机器人可以在轮腿之间切换。介绍了可变结构的车轮的工作原理,在Pro/E中建立了三维模型;对车轮的展开范围进行了理论分析。为了验证分析结果,在ADAMS中对车轮的展开过程进行运动仿真。仿真结果与理论分析结果相近,说明所设计的车轮结构具有可行性。最后分析了该车轮的越障性能,结果表明,当车轮展开后,理论越障高度是展开前的2.2倍,并且成功攀越了200 mm高的台阶,表明该车轮结构具有较高的越障能力,可以应用到轮腿式越障机器人中。     

小型轮履腿复合式机器人设计及运动特性分析

针对在室内外环境下对小型移动机器人的运动要求,综合轮式、履带式和腿式运动机构的优点,研制开发了一种多运动模式的小型轮履腿复合式移动机器人。该机器人可以进行轮式高速运动、履带或腿式越障等多种模式的运动。对其运动特性、越障性能、自动复位功能进行了详细的分析。采用的嵌入式控制系统保证了机器人功耗低、可靠性好、实时性高的控制要求。试验表明,这种移动机器人运动灵活,具有很好的环境适应性和较高的越障能力。     

一种新型可变形轮腿式机器人的设计与分析

提出一种新型可变形轮腿式地面移动机器人,采用相同动力源实现轮式和腿式两种移动模式.将Chebyshev机构与平行四边形机构结合,提出了具有两种单自由度运动形式的单环闭链2RP3R变胞机构,进行了构型设计和运动学分析.将2个单环闭链变胞机构构造成轮腿式移动模块,进而构建一种可变形轮腿式机器人.机器人具有256种运动形式,...     

轮足式仿生软体机器人设计与运动分析

基于自然界中弯曲蠕虫的运动原理,借鉴其结构特点,设计一种双腔结构的轮足式仿生蠕动软体机器人,利用硅橡胶材料的超弹性特征,通过在多气囊结构中充气挤压变形使软体机器人本体结构发生弯曲,周期性的充放气实现软体机器人的蠕动运动。引入轮足式设计,将软体机器人软体基体的蠕动运动转变为车轮的旋转运动,加快蠕动型机器人的运动速度,通过向软体基体双腔充入不同气压,实现大角度转弯。分析了蠕动机器人周期性的直线运动和转向运动过程,研究了机器人运动过程中的非线性力学特性,测试了软体基体双腔充气状态下变形量与气压的关系以及单腔状态下转弯角度与气压的关系,分析了软体机器人的最快行进速度和最小转弯半径,确定了软体机器人的运动性能。     

轮腿式机器人设计及其运动特性分析

针时非结构化环境对小型移动机器人的运动要求,设计了一种具有多驱动模式的轮腿式机器人.该机器人采用对称结构,由车体和4个结构尺寸完全相同的独立运动单元构成.研究了机器人系统的总体结构,阐述了其机构设计及实现.分析了其通过台阶、凸台、壕沟、斜面及楼梯等障碍时的运动特性及可包容的地形.研究了机器人具有的转向模式.研制完成的样机具有结构简单、易维护、运动灵活的特点,具有很好的环境适应性.     

一种轮-履复合式爬楼梯轮椅设计与分析

设计了一种新型轮-履复合式爬楼梯轮椅,其采用前、后双履带单元方式实现爬楼梯功能.建立了爬楼梯轮椅三维模型,对轮椅在爬楼梯的情况下进行了稳定性分析;通过ADAMS软件进行运动学分析,得到轮椅质心的速度和加速度曲线.仿真结果表明:新型轮椅具有良好的稳定性和平稳性.     

轮-履双模式自适应机器人的设计与参数分析

基于被动自适应机理的研究,提出了一种具有轮-履双运动模式的移动机器人结构。该机器人能根据环境的约束产生被动变形并转换运动模式,跨越高于自身高度的障碍。通过建立移动机器人模型,对影响其变形的各机构参数进行了分析,并通过优化算法将各参数优化。最后对机器人变形过程进行仿真,验证了各机构参数的合理性。     

六轮腿复合型移动机器人越障分析及机构设计

面向无人化复杂野外环境考察及勘探的需求,以设计具有良好的机动性、通过性的自动勘察机器人为目标。进行了六轮腿复合型移动机器人本体的抗倾翻能力分析;选取了两种典型障碍沟和坎,对六轮腿复合型移动机器人本体的越障过程进行构型分析;进行了六轮腿复合型移动机器人本体的机构设计研究,重点设计了一种可以主动转动又能被动柔顺的轮腿复合移动机构;进行了机器人性能测试试验,验证了机器人本体的可靠性和实用性。     

轮履复合式移动机器人设计及越障功能分析

进行了一种机器人行走系统的设计和越障功能分析。该系统采用轮履复合式移动机构,具有直线行走、左右转弯、通过凸台、攀越楼梯、跨越沟槽障碍等优点。从机构本体运动出发,分析了移动机器人各种路况下的通过性,得出其可行性条件。由分析可知,所提出的机器人行走系统适用于探测和救援等复杂环境。     

轮腿式爬楼梯移动机器人的设计及运动特性分析

针对非结构化复杂环境对移动机器人的运动要求,结合轮式和腿式移动机构的优点,设计了一种高效、稳定的轮腿式爬楼梯移动机器人。设计了机器人的主要结构,分析了机器人的稳定性及转向性能。平地行走、转向、越障、上下楼梯等实验结果表明:设计的轮腿式爬楼梯移动机器人结构简单,运动灵活,控制方便,控制精度高,不需对运行步态进行预先规划,它不仅可以在崎岖不平的环境中实现快速行驶,而且实现了快速稳定的爬楼梯功能,具有很强的越障能力和环境适应能力。     

用于竞赛的全向移动机器人设计与运动分析

介绍了用于竞赛的全向移动机器人的设计与构成,运用三维CAD软件Solid Works建模及对其运动学、动力学模型进行详细的研究分析,研究其运动时不同的质心位置轨迹的变化规律及本质,并且建立了该移动机器人适用的运动学方程,使全向移动机器人在竞赛的使用中,更加稳定可靠,争取在比赛中取得更好的成绩。     

关节式移动机器人的越障运动

以关节式移动机器人的越障运动学分析为基础，采用自底向上的控制策略，在控制底层实现了自主越障的反射控制。实验证明，在移动机器人越障控制中反射控制方式是可行和有效的。     

轮腿式复合机器人设计及运动实现

通过机械结构和控制系统设计,研制了轮式和腿式独立运动的轮腿式复合机器人。应用PWM对机器人的关节控制进行了研究。分析了其腿式运动、轮式运动和轮腿变形的过程,并进行了实验验证。结果表明,研制的机器人具有结构简单、易于控制的特点,解决了现有轮腿式机器人运动时与地面摩擦力不够的问题,具有很好的应用前景。     

轮-履复合被动自适应机器人设计与参数分析

针对地形狭窄、障碍物较高的非结构环境,提出了一种可正反向越障的轮-履复合被动自适应机器人。该机器人由车体模块、尾轮模块和两个左、右对称布置的轮-履复合模块组成。简述该机器人的整体结构和模式转换原理,并详细介绍了其动力传递过程和运动过程。通过建立机器人轮-履复合模块数学模型,分析各构件的运动关系,对轮-履模块的模式转换过程及受力情况进行研究,并研究了轮-履复合模块结构变形过程中履带长度的变化情况。分析结果验证了参数设计的合理性和方案的可行性。     

轮式移动机器人的全方位运动分析

Robocup中型组比赛中机器人全方位运动具备许多优势。文章通过对多轮驱动全方位移动足球机器人建立数学模型,并进行运动学、动力学分析,提出了其满足全方位运动的轮系要求,比较了三种典型全方位多轮机器人在不同方向最大平移速度,为车体的设计提供了依据。     

关节式履带移动机器人的爬梯运动研究

以关节式履带机器人为研究对象,通过对机器人爬梯过程中的质心变化规律、抗倾翻性及初始姿态设定等方面的分析,对爬梯过程进行运动学仿真实验,优化参数,提高设计的可行性和运动过程的平稳性.