履带式管道检测机器人行走机构位姿调整分析

针对管道机器人的管径适应性,通过建立数学模型,分析了管道检测机器人行走机构的运动特性,提出了一种新型的管道检测机器人行走机构位姿调整的机构。基于五连杆机构的运动特性,分别驱动五连杆机构的两个连架杆,从而实现管道机器人行走机构位姿的调整。基于ADAMS仿真软件建立了机器人虚拟样机模型,根据优化分析的结果,对位姿调整机构的杆长进行了修正,使得管道机器人行走机构的位姿调整机构满足设计要求。     

基于踝关节轨迹的行走机构设计仿真研究

这里提出了一种十连杆闭链步行机器人行走机构。建立了机构的数学模型，完成了机构优化设计和机构运动分析，利用计算机仿真技术模拟机构运动，设计分析过程和仿真过程同步显示。结果表明该机构是一种较为理想的步行机器人行走机构。     

基于MATLAB的行走机构设计及仿真软件的开发

在可视化仿真环境下,根据功能仿生学的方法研究步行机器人行走机构的结构形式,利用优化方法设计出仿正常人踝关节轨迹的行走机构,并进行机构运动和动力特性分析,模拟机构运动过程。结果表明该机构是一种较为理想的步行机器人行走机构。     

双足步行机器人结构可视化设计

采用Watt-21型平面六杆机构作为基本的行走机构,探讨了步行机器人行走机构应有的特性,完成了机构的运动分析.同时为了便于分析,利用Pro/E建立了双足步行机器人的三维模型,并在软件中进行了运动仿真.利用计算机的可视化设计技术来修正设计参数.     

八足机器人行走机构设计及其运动学分析

针对多足机器人在变地形环境下快速行走的问题,对多足机器人的腿部机构与运动模式进行了研究,设计了两种机器人腿部行走机构,即六连杆腿部机构与齿轮传动腿部机构,并基于这两种腿部行走机构组合了一种八足机器人。首先,对八足机器人各腿部行走机构和整体结构进行了设计分析,根据各腿部机构选择适用步态进行了研究,即前后连杆腿的对角步态与中部齿轮腿的单线直行步态;然后,研究了机器人的两种不同腿结构的行走性能,对其进行了运动学分析;最后,整体分析了机器人对角步态和越阶梯两种运动模式,并通过ADAMS软件对机器人两种运动模式进行了运动仿真,将后处理曲线与运动分析进行了对比。研究结果表明:机器人行走具有稳定性,两种运动模式具有可行性。     

轮履复合机器人行走机构的设计及运动学分析

提出了一种新式轮履复合机器人的行走机构的设计方案。对机器人行走机构进行了结构设计,设计包括机器人的轮履变体轮的设计及其传动系统的设计。轮履复合机器人在履带式移动和轮式移动之间的相互转变,使得机器人具有在正常路面的高机动性以及在复杂路面的高通过性.同时,机器人还具有机构可重构、体积小等特点。最后,对机器人轮式行走和履带方式行走特别是履带方式越沟壑、爬斜坡、上台阶作了运动学分析,为后续机器人的研究提供了理论基础。     

基于Pro/E的电缆隧道巡检机器人行走机构设计与仿真

针对城市地下隧道电缆不便于人工检测的问题,设计了一种具有较强适应能力的履带式电缆隧道巡检机器人,报告了目前城市地下电缆检测的现状。阐述了机器人的特点和工作过程,进行了传动机构运动学分析。利用Pro/E软件的设计功能,主要建立机器人行走机构的三维实体模型,装配并对行走机构的运动学特性进行仿真。获得了行走机构上一点的位置、角速度、角加速度曲线。     

四足机器人机械系统虚拟设计及转弯机构理论分析

针对当前四足机器人机械本体多为刚性体的问题,将机器人机械本体作为一个柔性整体,进行了其机械系统的虚拟设计及转弯机构的理论分析.提出了四足机器人系统总体设计方案和整体机械结构组成,并讨论了其关键机构的设计.其中,重点讨论了机器人转弯机构的设计,通过理论分析得到脊柱弯曲控制函数和步长控制函数,配合行走机构实现了机器人的行走与转弯.     

阶梯攀爬机器人行走机构的设计与动力学分析

利用曲柄滑块机构传动性能和机构特性,设计了一种新型的适用于攀爬阶梯的机器人行走机构。简要介绍了阶梯攀爬机器人新式行走机构的结构和工作原理,通过建立行走机构数学模型,利用哈密尔顿原理建立了系统的动力学方程;运用机械系统动力学分析软件ADAMS对行走机构进行动态仿真分析,得到关键运动部件的运动规律曲线和动力学分析曲线;结果表明,该行走机构的设计方案具有可行性、合理性、可靠性、正确性和适用性。ADAMS对其复杂结构的仿真准确可靠,反映了各个构件间冲击和扰动产生的动力学响应,为行走机构减震降噪的优化设计提供了重要参数。     

基于凸轮控制驱动式的四足机器人行走机构设计与理论分析

针对当前四足机器人纯机械式驱动行走机构研究的不足,设计了一种凸轮控制驱动式的行走机构,该机构包括腿机构和凸轮控制驱动机构两部分。提出了腿结构的设计要求及四足机器人的总体机械结构。根据腿机构的设计要求,设计了一种3自由度的腿机构,并对3个控制参数作了理论求解。在此基础上,设计了凸轮控制驱动机构,包括髋关节凸轮机构、主凸轮机构和膝关节凸轮机构。     

基于模糊ＰＩ的管道清淤机器人控制系统研究

为了精确控制一款新型管道清淤机器人的运动状态,保证该机器人能在管道的恶劣环境中稳定工作,设计了整机的运动控制系统并对轮式行走单元的驱动系统进行模糊 ＰＩ算法研究;然后在３组行走单元的控制系统之间设计了速度补偿器,使它们具有耦合关系,以保证３组行走单元的同步性。利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对以上控制方法进行了模拟仿真和实验。实验结果表明,基于模糊 ＰＩ算法的控制系统可实现对机器人运行状态的精确控制,令该系统具有良好的可控性和抗干扰性;通过速度补偿器建立３组行走单元之间的耦合关系,实现了它们的同步协调运转,并增强了该机器人的运动平稳性,能够满足清淤机器人的设计要求。     

轮腿混合机器人控制系统设计

设计了一种新型轮腿混合机器人,该机器人结合了轮式移动机构与足式移动机构的优点,阐述了机器人的总体结构。根据该轮腿混合机器人的运动要求和性能特点,设计了基于MEGA16单片机的整套机器人控制系统,该控制系统实现了用NRF2401无线控制机器人的基本运动。根据所遇路况,通过无线遥控可以控制和选择机器人的轮式运动和腿式运动两种工作模式,增加了机器人对环境的适应性。     

一种新型轮腿配合式管道机器人设计

本文提出一种新型轮腿配合式管道机器人的设计思想。这种机器人通过轮式驱动和腿式驱动二者的相互配合,兼有轮式机器人移动速度快及腿式机器人环境适应能力强等优点。文章对整体方案进行设计,针对腿式驱动系统,做了步态协调与机器人行进分析,设计的凸轮机构及重心偏移系统,实现了机器人腿式行进时的平稳行走,设计有一定创新性。     

用于矩形通风管道的集成清洁机器人

为了解决大型中央空调的矩形通风管道清理,设计了一种专用的管道清洁机器人。机器人的行走方式采用轮式,将清扫机构、吹灰扇、监控摄像头机构等工作所需工具安装在一台小车上,其中清扫装置设计分为主刷头和辅助刷头2个部分,2个辅助刷头设计为可开合式以适应不同宽度的矩形管道的。在硬件部分,采用STM32单片机作为主控板,将空调管道的清洁、监控等工作集成于一体。结果表明,相比较传统的人工清洁,该管道机器人在提高清洁效率的同时降低了人工成本。     

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。     

DEVELOPMENT AND MOTION ANALYSIS OF MINIATURE WHEEL-TRACK-LEGGED MOBILE ROBOT

A miniature wheel-track-legged mobile robot to carry out military and civilian missions in both indoor and outdoor environments is presented. Firstly, the mechanical design is discussed, which consists of four wheeled and four independently controlled tracked arms, embedded control system and teleoperation. Then the locomotion modes of the mobile robot and motion analysis are analyzed. The mobile robot can move using wheeled, tracked and legged modes, and it has the characteristics of posture-recovering, high mobility, small size and light weight. Finally, the effectiveness of the deve-loped mobile robot is confirmed by experiments such as posture recovering when tipped over, climb-ing stairs and traversing the high step.     

多运动模式的小型地面移动机器人设计与实现

设计了一种可以在复杂环境下运动，并具有多种运动模式的小型地面移动机器人。该机器人所具有的轮式、履带式和腿式等多种运动模式可以提高其环境适应能力和越障能力。研究开发的样机采用了ARM＋DSP结构的嵌入式控制系统以及遥控／半自主的工作方式，具有高机动性、小型化、轻量化、可复位以及低功耗、高实时性等特点。通过爬越台阶、楼梯等越障实验，验证了其越障能力和环境适应能力。     

球—轮复合可变形机器人的结构设计与分析

设计一种将球形机器人与轮式机器人运动特点相结合的可变形移动机器人。该移动机器人可以适应多种复杂的地形环境,自身几何形状发生变化以实现球形和轮式机器人互换。球—轮复合型移动机器人的机构系统由可变形球壳、球体推进装置和轮式驱动装置组成。通过对可变形球壳的拉伸和收缩实现球形和轮式机器人之间的角色交换。运用理论推导和参数优化等方法对球—轮复合型移动机器人中的变形球壳、车轮、和驱动重摆的结构尺寸进行分析,并通过仿真试验验证了机构尺寸参数选择的合理性,为该复合型移动机器人的机构设计提供了理论依据。最后通过实物试验验证,证实了该移动机器人实现的可行性。     

基于变胞原理的轮履复合式机器人行走机构

研究了1种三构态变胞机构,能够及时转换构态,实现末端参考点的预定轨迹。对该机构进行了构态变换分析,给出了在不同构态时机构的自由度、邻接矩阵及构态变换时的变胞方程。根据机构在不同构态时的性质,将该变胞机构应用于移动机器人的设计中,提出了1种轮履复合式机器人行走机构。该机构融合了轮式机构高速和履带式机构通过能力强的优点,具有3种运动模式,能通过构态的变换来满足野外环境中的不同运动需求。