多足仿生步行机器人的机构设计与功能分析

设计了一种新型的多足仿生步行机器人的机械结构,运用D-H齐次坐标变换矩阵建立其运动学方程,并以最大越障能力为目标函数以连杆长度为约束函数对腿部机构进行优化,得出最佳多足仿生步行机器人的机械结构。基于虚拟样机技术对该多足仿生步行机器人进行爬坡能力、通过复杂路面能力、转弯步态规划等功能分析。仿真结果表明该多足仿生步行机器人机构具有自由度少、控制简单、运动灵活、爬坡能力良好、地形适应性强、转弯稳定性好等特点。     

一种新型的空间仿生机械腿的机构设计与研究

调查目前仿生机器人的研究现状,提出一种空间仿生机构和可变形腿运动机构。该机构具有运动灵活、自由度少、适应性强的特点。利用D-H矩阵分析法和直角坐标分析法对该机构的基本运动单元的运动学进行了理论分析,并给出了运动方程。利用SolidWorks三维造型软件进行了机构的三维建模与干涉检查,利用ADAMS软件建立了这种新型的仿生机器人的虚拟样机,进行了基本运动单元的运动学仿真。根据机构的位移矩阵变换原理,进行了轨迹的对比分析,提出可变形腿机构。     

新型八足步行仿生机器人的研制

设计了一种新型的八足步行仿生机器人的机械结构,并建立腿部运动学方程。基于虚拟样机技术对该仿生机器人进行了腿部机构优化设计以及机器人爬坡能力、通过非平整路面能力、转弯步态规划等功能仿真分析。仿真结果表明,该仿生机器人机构具有控制简单、运动灵活、爬坡能力良好、转弯半径小等特点。最后研制出了该机器人小型实物样机,通过实物样机测试验证了其诸多优良性能。     

新型仿生猎豹机器人的机构设计与功能仿真

设计了一款新型仿生猎豹机器人的机械运动结构,该结构设计采用汽油机提供原动力,通过液压系统驱动各个关节运动。并运用D-H齐次坐标变换矩阵建立其腿部关节的运动学方程。Pro/E软件建立猎豹机器人的三维模型。基于ADAMS虚拟样机技术对该仿生猎豹机器人进行了腿部关节的优化仿真设计,以及平面路面行走,奔跑跳跃障碍能力的仿真分析。仿真结果表明该仿生猎豹机器人机构设计合理,运动稳定可靠,具有直线、转弯行走能力和奔跑跳跃障碍能力好的特点。     

仿生四足机器人的仿真研究

为了适应复杂多变的山地环境和载重要求,以生物马为原型设计了一种四足仿生步行机器人。首先在虚拟样机软件中建立结构模型,用虚拟样机技术对机器人的运动状态进行仿真和验证,通过改进符合哺乳动物运动规律的驱动函数以提高机器人的运动灵活性,使其达到设计的步速,然后使用有限元分析软件对其在所受最大冲击力处进行分析以验证结构的可靠性。     

基于虚拟样机技术的4足机器人机构设计

为了研制适应各种路况、并能负荷更大负重的足式机器人,设计了一种以液压驱动的四足机器人机构,确定了机构设计和液压系统的关键参数,其中腿机构设计是关键部分。通过建立数学公式分析了机器人各关节运动所输出的力及力矩,并采用虚拟样机技术对液压驱动4足机器人进行建模和行走仿真,通过测量仿真机器人各关节力及力矩等数据,验证了机构设计参数选取的合理性及所选择的液压系统满足设计要求。     

仿六足机器人的机构设计与研究

在研究仿生六足机器人工作原理的基础上,对机器人的步行机构和转弯机构进行了设计,设计的结构能够执行例如前行、后退、原地左转、原地右转等基本的行走操作.     

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。     

多自由度仿生机器人的设计分析与实验

基于现有仿生四足机器人仿形度不高的问题,设计了一种外形结构和运动机理与仿生对象高度相似,且具备多自由度腿足和躯干的仿生四足机器人。通过对仿生对象的分析和研究,得到了机器人的自由度、结构模块、外形尺寸等参数,并基于这些参数进行头部、躯干、尾部、四足等模块的结构设计。对设计的机器人进行受力分析,确定机器人整体和四足结构设计的合理性。将设计的机器人加工制作并集成样机系统,开展样机的运动测试实验,验证了机器人设计的正确性。     

一种新型四足机器人腿部机构设计与运动学分析

针对3R型串联机械腿部机构承载能力不强的问题,对腿部机构进行改进,提出两种2R1T的3自由度并联腿部机构;利用Adams软件搭建主要结构尺寸相同的虚拟样机,添加相同的约束和驱动,根据承载时直线驱动器的受力情况对比,优选出一种腿部机构,并完成整体样机设计;建立腿部坐标系,通过矢量法对腿部结构进行运动学分析,并利用Adams软件搭建的虚拟样机进行仿真验证,得到理论值与仿真值误差较小的结论,验证了运动学的正确性,为后续进一步的研究分析奠定了基础。     

舵机驱动仿生四足机器人设计

四足机器人是模仿动物的运动机理,实现不同环境下的适应性行走.电机驱动相比液压或气压驱动,有能量传递方便,信号传递迅速,标准程度高的优点,成为机器人驱动的主流选择.针对四足机器人多自由度运动的特点,提出了一种舵机驱动控制机器人实现所规划的行走步态的有效方法.即采用模块化设计了舵机驱动四足机器人,其中包括控制系统软硬件的设...     

一种仿生蛇形机器人的结构设计

蛇形机器人能够在复杂的环境中运动。通过对蛇的身体结构、运动特点进行分析,对其骨架进行仿真抽象,设计了一种采用行星齿轮差动结构且具有三自由度的仿生蛇形机器人。此种结构蛇形机器人利用舵机以不同速率转动驱动行星齿轮差动耦合可实现俯仰、偏航、回转等运动,配备以传感器感知外界环境,具备驱动能力强、传动精度高等优点。通过UG建立了相应的虚拟样机并分析得出了临界转角等技术参数。     

模块化可重构足式仿生机器人设计

在应用仿生学原理和拓扑理论对足类生物骨骼结构进行简化和模块化分的基础上,开发了一套模块化可重构足式机器人系统,此套系统能够构造出多种不同构形的足式机器人,并且由于采用了均一化的设计,在一定程度上降低了生产成本。     

仿生双足水上行走机器人运动学分析及优化设计

设计了仿生双足水上行走机器人行走机构,导出了两脚掌中心的运动轨迹方程、速度及加速度方程;以模拟蛇怪蜥蜴脚掌的运动轨迹为目标,选取给定脚掌拍击和扑打阶段的运动轨迹参数,进行给定轨迹的最优化设计,得到腿部机构的各个杆长参数.根据优化结果制作样机,并分析证明该仿生机构脚杆的运动能够满足蛇怪蜥蜴脚掌的运动轨迹要求.     

扑翼型机器鱼的建模及实现

把昆虫和鸟类的翼在空中张合和鱼的胸鳍在水中摆动进行类比,结合水下扑翼型推进鱼的原型,提出一种仿生扑翼型机器鱼的设计方案,利用机械、电子元器件或智能材料加入扑翼飞行器实现机器鱼的水下复合推进.设计利用曲柄摇杆机构实现扑翼运动,使用弹簧作为连接胸鳍与舵机的力传输元件,有效降低能量损耗;在尾部的沉浮舵通过拉杆产生倾覆力矩,在扑翼和尾鳍的推力作用下实现上浮和下沉.实验证明,这种机器鱼实现了预期的扑翼形式.     

仿袋鼠跳跃机器人正运动学分析

提出了袋鼠跳跃模型和机构运动学分析的方法，推导出了正运动学计算公式并给出实例计算，验证了该方法的正确性。结合正运动学计算结果，分析讨论了袋鼠跳跃的运动特性，为仿袋鼠机器人机构设计提供了理论基础。     

机械优化设计的新Newton法

在Newton法的基础上，提出了一种新的迭代格式，并论证了其收敛性，该方法具有二次收敛的特点，比一般迭代法收敛快。     

仿人双足机器人的设计与实现

通过对人的行走方式进行观察模拟设计了仿人双足机器人,运用D-H方法分析其机构组成,为其设计了具有周期循环性的步态,并把三维实体模型导入到运动分析软件ADAMS中,添加约束驱动等,最后进行验证。将仿真结果应用到现实物理样机上,使物理样机能够实现人的行走动作。     

仿生六足机器人的步态运动控制器设计

通过分析仿生六足机器人典型行走步态,采用多舵机分时控制思想.利用AT89C52单片机和舵机设计出步态运动控制器.该控制器可驱动机器人足部12个舵机协调运动,实现全方位的六足步态.