四足机器人CPG步态规划与坡面运动控制研究

针对四足机器人进行坡面运动时,机体重心不稳定、足端易打滑等问题进行研究。本文提出了一种适用于全肘式四足机器人坡面运动的前庭反射数学模型。首先,在Simulink中以Hopf振荡器搭建了中枢模式发生器(CPG)控制网络,并将四足机器人模型导入Simulink中,通过调整CPG网络相位关系生成了trot步态,并以该步态进行上坡仿真实验。为实现坡面运动自适应性、稳定性,将前庭生物反射数学模型引入控制网络,使机器人在坡面运动时,根据坡度信息,能够调整机体姿态,使重心保持稳定。仿真结果显示,坡面运动时前庭反射有效地减少了机器人躯体的震动与打滑程度,最终证明了将前庭生物反射数学模型与CPG进行有机融合能有效地提高四足机器人坡面运动时的稳定性。     

一种四足机器人对角步态仿真分析

仿生四足机器人因具有控制简单、多种路况适应性强、环境适应性强等优点而成为仿生学研究的焦点。文中针对四足机器人模型复杂性、对角步态难以控制等问题,搭建了四足机器人仿真平台。从SolidWorks中建立四足机器人模型,并获得其运动学方程。采用ADAMS和Simulink联合仿真的方法,实现了该机器人的对角行走。通过仿真可知机器人在7 s内前进距离约0.65 m,质心在垂直方向波动量较小,证明机器人能实现稳定运行,为机器人动力学和轨迹规划奠定了基础。     

基于STM32的六足机器人制作

基于仿生原理,以STM32为控制器的核心,制作动作灵活,结构简单的六足机器人,并且完成了直线、转弯步态的规划和控制。实验表明成功控制实现三足步态进行直线行走功能。文中详细介绍了该"蜘蛛"的结构组成、行走原理、步态规划算法与控制系统设计。     

六足气动机器人的结构设计与步态规划

本文设计了一种六足气动机器人,由本体、六条相同的腿部、足部等连接件组成。六条腿部对称呈对称分布与本体两侧。腿部具有柔性关节。通过控制向腿部气橡囊中通入气体的压力及方向的不同,可实现机器人腿部轴向伸缩和弯曲变形。并通过步态规划实现了机器人的前后移动,为气动柔性机器人的研究提供一定的理论基础。     

六足步行机器人位资控制和步态规划研究

在进行未知世界的探索的过程当中,恶劣的环境会损害人类的健康,采用机器人代替人工操作来实现工作目标已经成为一个很好的实现途径。足式机器人和轮式机器人以及履带式机器人相比,具有对于不平整的路面具有良好的适应能力,能够选择最优的支撑点等,因此在崎岖的环境下也能够自由地行走。     

四足爬行机器人控制研究

本文介绍一种四足爬行机器人的组成结构及其控制系统的构成.控制系统主要由上位机控制界面和下位机控制单元组成.上位机通过Java语言编写调试控制界面,与下位机通过串口进行通信,下位机采用STM32作为核心控制器,接收上位机的相关控制信息,通过控制舵机控制器,实现四足爬行机器人的行走控制.     

一种基于树莓派4B的四足机器人设计与实现

本文分析了犬类生物的身体结构特点,从机械结构设计、控制系统、运动规划、智能化四个方面出发研究并设计了一台基于树莓派4B的四足机器人。本文分析并完成了四足机器人的机械结构设计,设计并实现了机器人的硬件及软件控制系统,分析了该机器人姿态解算与连续步态规划方法,并利用多传感器的融合提高了机器人的环境感知能力与智能性。     

双足机器人的行走模型及步态规划

双足步行机器人是一个多变量、强耦合、非线性和变结构的复杂动力学系统,是机器人研究领域中的一个重要分支。根据人类的步行过程及人体的生理结构提出了一种简单的双足机器人模型,分析了双足机器人在平坦的地面上脚面抬起高度为。的最小能量消耗的行走方式,并进行了步态规划的研究．     

基于MATLAB Robotics Toolbox的四足机器人轨迹仿真与优化

仿生四足机器人的足端轨迹对其运动状况具有重要作用。MATLAB Robotics Toolbox可用于机器人的建模、求正反解、末端轨迹规划等仿真与分析工作。四足机器人末端只有3个自由度的结构,通过MATLAB Robotics Toolbox来求解与仿真存在一定的缺陷。文中通过研究该工具箱的底层函数,发现出问题的原因是其中的“ikine”函数不适用。文中通过改用反解公式来代替"ikine"函数,对该工具箱进行有针对性的二次开发。同时,增加优化算法对逆向运动学的多解问题按照角度变化最小原则进行优选。对设定轨迹的实时动态仿真结果显示其行走的过程自然平缓,关节转动特性曲线在合理范围内,证明了该优化算法的有效性与合理性。     

BigDog四足机器人关键技术研究

为了保证四足机器人的合理使用,提高人们的生产工作效率,文章根据以往工作经验以及公开的技术资料,对BigDog整体情况以及核心技术进行有效分析。据相关研究表明,在很多复杂的地形环境中,BigDog运动控制首先来自于对地形的检测和感知,从而实现BigDog机器人的纵向运动。另外,文章根据集中经典的运动状态分析,对BigDog过程进行诠释。     

一种四足机器人直线步态规划方法及仿真研究

针对多足机器人研究中存在前进方向不稳定的问题,以减少机器人运动过程中除直线运动方向以外的其他所有方向上的附运动为目的,推导出一种适应于四腿十二自由度的机器人直线步态规划方法。基于所推导的运动学方程和步态规划方法,通过多组数据进行计算机仿真分析,给出了机器人行走过程中机身高度偏差曲线和侧偏量偏差曲线,结果显示电机精度对步态的误差影响较大,而信号采样率的影响不明显。结合机器人步态实验,验证了该四足机器人步态规划方法的合理性和有效性。     

基于STM32的全地形六足机器人系统设计

在全球气候复杂严峻,国际局势不稳的背景下,研究开发救援机器人具有重要意义。救援机器人可用于协助或代替救援人员执行任务,提高救援效率并避免不必要的人员伤亡。全地形机器人特别适用于自然灾害及恐怖袭击后在复杂多变的环境中搜索和营救幸存者以及在军事侦察领域。文章选择基于仿生六足机器人为主要架构,构建基于STM32环境开发的全地形六足机器人。     

小型仿人机器人的设计及步态规划

针对现有仿人形机器人造价高的缺点,设计一款低成本的小型双足机器人研究平台.根据人类步行过程及人体生理结构.依据模糊控制与专家控制相结合的理论提出一种简单的双足机器人模型.并根据仿生学原理确定机器人的自由度配置及各关节的比例尺寸.然后,利用目前通用的行为规划软件对双足机器人步态规划进行仿真.并在平坦地面上进行相应行走试验.实验证明.根据人行走模式对机器人进行步态规划的算法稳定可行.为机器人的教学和科研提供了良好的实验平台.     

小型仿人机器人的设计及步态规划

针对现有仿人形机器人造价高的缺点,设计一款低成本的小型双足机器人研究平台。根据人类步行过程及人体生理结构．依据模糊控制与专家控制相结合的理论提出一种简单的双足机器人模型,并根据仿生学原理确定机器人的自由度配置及各关节的比例尺寸。然后,利用目前通用的行为规划软件对双足机器人步态规划进行仿真,并在平坦地面上进行相应行走试验。实验证明,根据人行走模式对机器人进行步态规划的算法稳定可行,为机器人的教学和科研提供了良好的实验平台。     

激光视觉引导下的工业机器人步态运动学参数辨识

工业机器人在多个领域都有广泛应用,而离线编程则成为其重要的发展方向。由于离线编程对机器人自身的绝对定位精度有较高要求,为提升绝对定位精度,设计一种激光视觉引导下的工业机器人步态运动学参数辨识方法。基于线结构激光测量技术,设计由工业智能相机、感光元件、滤光片、线激光器构成的激光视觉传感器,使用该传感器测量工业机器人,以获取其三维信息。通过粗引导与精引导两个步骤对激光视觉传感器实施激光视觉引导,以提高效率,降低瞄准误差。工业机器人步态运动学参数误差的辨识模型,通过最小二乘法对模型实施迭代求解,以获取精确的方程组解,从而完成步态运动学参数辨识。测试结果表明,该方法的步态运动学参数辨识误差低于0.02 mm,在30次迭代次数以内即可完成求解。     

基于四足机器人的全向运动控制与仿真

足式机器人的运动方式源于对哺乳动物的仿生学继承。对比轮式、履带式等机器人的运动方式有着明显的优越性。因此长期成为机器人研究领域的热点。足式机器人具有优异的地形适应能力。对山地、台阶、雨林等复杂地形环境有良好的适应性,也将成为野地军事作战的有力武器。尤其是模仿强大狩猎能力动物的四足机器人,其运动特性更具潜力。四足机器人也成为足式机器人领域的重点研究课题。相比于两足和六足机器人,四足机器人具备更高的平稳性,又减少了一些结构上和控制上的冗余性。本文对四足机器人的整体运动进行链系统建模分析,并通过简化正、逆运动学方程得出足端运动轨迹规划,结合齐次变换矩阵,实现对四足机器人的全向行走控制。基于ADAMS和Matlab联合仿真,进行trot和walk步态规划的优化设计。     

浅析StarlETH柔性仿生四足机器人

介绍了一种瑞士苏黎世联邦理工大学研制的一种高效节能的柔性四足仿生机器人的机械结构和控制设计,它可以实现多种不同的运动动作包括快走,小跑,跳跃,和疾驰。寻求能够通过在关节处的大的柔顺机构获得自然动力,允许,临时能量存储,提高被动适应性.     

一种四足机器人的实现策略

通过“对角线一致”策略成功地实现了四足机器人的行走,机器人的九个自由度全部由步进电机实现,利用AT89C51单片机控制整个系统。软件上利用加速控制思想,使机器人的动作更加平滑,结合背景音乐,精确控制机器人的动作,使机器人随着音乐跳舞。     

四足机器人中各关节的控制

为了实现对机器人的控制。文中阐述了四足机器人中所使用的舵机执行机构的工作模型,给出了用89C51单片机作为控制芯片来完成其协调工作,从而使四足机器人各个关节按照一定的规律运动。并使机器人能够按照给定的步态平稳行走的系统设计方法。     

双足机器人避障与步态规划研究

针对双足机器人的步态控制方案是保证其稳定快速运行的重要条件,也是其得到跨越式发展的重要保障.关于ZMP概念的应用可以有效解决双足机器人的各舵机步态行程问题,通过应用偏导方程把质心位置与时间函数紧密联合起来,从而进一步推得有关相关舵机的步态位置.该设计所得的机器人具有仿生机器人在路面行走能力,并且能够及时躲避障碍物,具有可控性强性,敏捷性,和较高的鲁棒性.动态避障是根据光电传感器判别调节步态,其既可以判别脚底二维平面的光幕信号也可判别周围光幕信号,具有控制意义的在规定地点转向与避障.最终通过仿真与实物行走避障等调试与判别总体实现问题.实验结果表明该方案具有可行性和有效性,从而对双足直立机器人在未来的广泛应用做出有效根据.