一种六足仿生巡检机器人的设计与实现

六足仿生机器人因其灵活度好、可靠性高、适应性强等特点而得到广泛应用;针对六足仿生巡检机器人,从结构设计、步态规划、系统仿真和实物构建等方面,探索一般意义上系统设计和实现方法;首先设计了六足仿生机器人的多关节机械结构,并给出了此类系统的量化建模方法;然后采用了重心随动的三角步态规划方法,对系统稳定性和典型步态规划进行了量化分析;在此基础上基于标准D-H参数法建立了机器人的运动学模型,并且通过仿真实现了六足机器人向前纵向行走和向右横向行走的直线平稳运动;最后通过六足仿生巡检机器人实物测试,验证了所设计的结构和步态规划方法的可行性和有效性。     

仿生六足步行机器人步态轨迹的研究与仿真

针对仿生六足步行机器人关节较多,其步态轨迹规划和关节控制量计算都较为复杂的现状,采用Solidworks软件与MSC.ADAMS软件相结合的方式对六足仿生步行机器人的样机模型进行了运动学仿真与分析.通过仿真,验证了所设计的三角步态的适用性和所选择的三次样条曲线作为机器人足端点轨迹曲线方案的可行性.详细阐述了六足仿生步行机器人轨迹仿真的原理、方法及过程,找到了一种在ADAMS环境下求解机器人逆解的方法,简化了理论计算,提高了设计效率.     

基于PIC单片机的六足机器人制作

基于仿生原理，以PIC单片机为控制器的核心，制作出了动作灵活、价格低廉以及模块化结构的六足机器人。该机器人能够严格按三角步态进行行走，实现诸如直线、转弯、躲避障碍物和追踪物体等行走功能。文中介绍了该机器人三角步态的行走原理、结构组成、控制系统和控制算法。     

六足微型仿生机器人及其控制系统的研究

介绍了一种微型六足仿生机器人的结构与控制系统，分析了这种微型六足仿生机器人的移动原理，阐述了如何通过计算机来控制微型六足仿生机器人的运动，该机器人基于仿生学原理，结构独特，简单，新颖，能方便地实现前进和后退，其样相外形尺寸为：长30mm,宽40mm,高20mm，重6．3克，并对该样机进行了实验，实验结果表明该机器人具有较好的机动性。     

六足仿生机器人机构与控制系统设计

由于六足仿生机器人的足数较多,控制其稳定行走较为复杂,针对控制六足机器人稳定行走的要求,该六足机器人的腿部是参照蚂蚁的腿部结构进行设计,并对其进行建模分析.整个系统在硬件上选取了Arduino、无线模块、显示模块、舵机控制板等;软件上选用Qt Creator在上位机上编程,用于远程遥控六足机器人及观察其行走状态变化;在步态控制上采用了三角步态控制算法.通过设计机械结构、建模分析以及硬件、软件和算法的结合,实现了六足仿生机器人的稳定行走.     

六足救援机器人结构设计与步态分析

分析甲虫生物的原型特点和运动方式,对仿生甲虫六足救援机器人进行结构设计和样机设计,对甲虫生物原型设计了六足救援机器人。通过对仿生甲虫机器人三足运动步态,给出了直线行走时6条腿的末端位置矢量的表达式,结果证明仿生甲虫六足救援机器人的稳定性较强。     

基于Adams的六足爬壁机器人的步态规划与仿真

针对桥梁检测的要求,设计出了一种可以在桥底爬行和检测的六足爬壁机器人,通过对六足爬壁机器人运动机理以及腿部结构的理论分析和研究,提出了适应于桥底爬行的横向三角步态和横向四角步态.其中横向四角步态是从横向三角步态改进而来的,与横向三角步态相比,横向四角步态有更好的稳定性和安全性,更适用于桥底作业的这种工作环境.采用UG设计软件和Adams仿真软件相结合的方式分别对以上两种步态进行了仿真,实验结果表明了所提出步态的有效性.     

六足仿生蟑螂机器人设计

介绍了一款基于单片机控制的六足仿生蟑螂机器人。该机器人在外形和足部结构上仿生蟑螂,六足均匀分布于身体两侧,每足给出了3个自由度;机器人的步态采用经典的三足步态法;该运动控制器由STC12C5A60S2单片机和舵机组成,采用多舵机分时控制的方法,机器人能实现按所设计的步态规划进行前进、后退、左转、右转等动作;同时添加了语音模块,机器人能在预定程序下随音乐进行舞蹈动作。     

六足移动式微型仿生机器人的研究

本文描述了一种微型六足仿生机器人的结构与控制，分析了这种微型六足仿生机器人 的移动原理. 该机器人基于仿生学原理，结构独特、简单、新颖，能方便地实现前进和后退 ，其样机外形尺寸为：长30mm，宽40mm，高20mm，重6.3g．并对该样机进行了实验，实验 结果表明该机器人具有较好的机动性．     

基于CPG的六足机器人运动步态控制方法

中枢模式发生器（CPG）在六足机器人的运动步态控制中起着至关重要的作用。为了研究六足机器人的运动控制方法,首先基于仿生学原理设计了六足机器人的机械结构,并在虚拟样机软件ADAMS中搭建其三维模型;其次选择Hopf振荡器作为CPG单元,并改进了振荡器模型;然后设计了六足机器人的CPG网络拓扑结构,包含单腿关节映射函数方案和腿间CPG环形耦合网络方案,并对其进行了改进;最后通过ADAMS和MATLAB联合仿真实验,验证了所设计六足机器人的运动稳定性和CPG控制方案的可行性与有效性。仿真结果表明,该方法能够满足六足机器人不同运动步态的控制需求,对六足机器人的运动控制具有一定的实际应用价值。     

基于AT89S52的六足机器人运动控制器的设计

文章应用AT89S52内部的2个定时器,采用多舵机分时控制方法,设计了可驱动机器人足部12个舵机协调运动的控制器;按照六足机器人典型行走步态,实现了六足机器人按步态规划运动。测试结果验证了该设计方案的正确性和可靠性。     

Fault-tolerant locomotion of the hexapod robot

In this paper, we propose a scheme for fault detection and tolerance of the hexapod robot locomotion on even terrain. The fault stability margin is defined to represent potential stability which a gait can have in case a sudden fault event occurs to one leg. Based on this, the fault-tolerant quadruped periodic gaits of the hexapod walking over perfectly even terrain are derived. It is demonstrated that the derived quadruped gait is the optimal one the hexapod can have maintaining fault stability margin nonnegative and a geometric condition should be satisfied for the optimal locomotion. By this scheme, when one leg is in failure, the hexapod robot has the modified tripod gait to continue the optimal locomotion.     

六边形对称分布六腿机器人的典型步态及其运动性能分析

为了便于在不同地理条件下合理地选择较优的步态,实现稳定高效的智能行走,本文针对一种六边形 对称分布的六腿机器人研究其不同步态的优劣．主要从行走能力、稳定性和能耗3 个角度对六边形对称结构的六腿 机器人在同样占空比下的3 种静态稳定周期步态进行了比较研究,此外还简要分析了其越障能力和穿越窄道的能 力．研究分析结果表明3 种步态（横向昆虫式摆动步态、哺乳动物式踢腿步态和混合步态）在不同条件下各有优劣： 横向昆虫式摆动步态在能耗和越障能力方面较其他两种步态有优势;而混合步态在稳定性上最具优势,其它能力处 于中间;哺乳动物式踢腿步态则可穿越窄道,步长上较昆虫摆动步态略好．本文的研究工作为六边形对称结构的六 腿机器人在未知复杂地貌环境下的智能行走提供了重要参考．     

Smooth transition between different gaits of a hexapod robot via a central pattern generators algorithm

This paper focuses on the topic of smooth gait transition of a hexapod robot by a proposed central pattern generator (CPG) algorithm. Through analyzing the movement characteristics of the real insects, it is easy to generate kinds of gait patterns and achieve their smooth transition if we employ a series of oscillations with adjustable phase lag. Based on this concept, a CPG model is proposed, which is constructed by an isochronous oscillators and several first-order low-pass filters. As an application, a hexapod robot and its locomotion control are introduced by converting the CPG signal to robot’s joint space. Simulation and real world experiment are completed to demonstrate the validity of the proposed CPG model. Through measuring the position of the body center and the distance between footpoints and ground, the smooth gait transition can be achieved so that the effectiveness of the proposed method is verified.     

Comparison between different model of hexapod robot in fault-tolerant gait

This paper presents a gait analysis of the equilateral hexagonal model of hexapod robot. Mathematical analysis has been made on mobility, fault-tolerance, and stability. A comparison with the rectangular model of hexapod robot is also given, and it has shown that the hexagonal model shows better turning ability, a higher margin of stability during the fault-tolerant gait, and greater stride length in certain conditions.     

Circling turning locomotion of a new multiple closed-chain-legs robot with hybrid-driven mechanism

A multi-legged robot based on a hybrid-driven mechanism is presented in this paper as an improvement of the legged robot based on crank-driven linkage mechanism. A hybrid-driven mechanism containing a full-rotational degree of freedom (DOF) and a linear translational DOF was obtained after a series of foot trajectory analyses on the Jansen mechanism. The stance phase trajectory of this hybrid-driven mechanism can maintain horizontality regardless of the length adjustment of the linear DOF. A turning gait of a hexapod robot based on this hybrid-driven mechanism was proposed, such that all of the legs had an identical crank angular speed, and the robot turned its orientation through different linear servo controls on the legs of the two sides. Simulation and experimental results showed that the hexapod robot could realize the turning gait when the legs of the two sides applied different length adjustments. The body center trajectories in all cases were approximate to a circle, and the smallest turning radius was close to the length of the robot. Moreover, the magnitude of the pitch and roll angles, and body center fluctuation in the simulations was all small, indicating that the hexapod robot based on the hybrid-driven mechanism was stable during the turning locomotion.