仿生六足机器人步态设计与运动仿真

仿生六足机器人稳定性好、灵活度高在众多领域得到了使用。为实现对六足机器人的运动控制和性能分析，通过构建机器人D-H连杆坐标系结合机械结构参数，确定了运动学正解、逆解表达式；设计可修改参数的机器人行走参考步态，引入了控制机体保持水平的姿态控制和适应不平整地形的腿着陆控制。以MATLAB的Simulink作为仿真环境，构建机器人模型，完成运动仿真，并对测量到的运动数据和腿部关节输出力矩进行分析。其结果表明，机器人能够跟随所设计步态生成的轨迹连续稳定行走，使用基于模型设计的方法，验证了所提算法的正确性和可行性，最后得到了腿部各关节力矩分布，为后续六足机器人设计与运动控制提供参考。     

四足步行机器人爬行步态的计算机仿真

由于机器人数学描述的复杂性,使得在机器人运动学、动力学分析方面显得较为困难,计算机虚拟仿真技术在该领域的应用为机器人的运动特性分析提供了依据.文中建立了一个连续转动式腿机构的四足步行机器人模型,并规划了该机器人的一种直线爬行步态,利用ADAMS虚拟样机软件对机器人的爬行步态进行了动力学仿真,得到了机器人各个关节相关物理量的变化曲线,分析了四个髋关节的驱动力矩在步行过程中的变化情况.通过仿真,验证了步态规划的合理性,同时为进一步选择电机、分析机器人系统的动态特性提供了依据.     

基于ADAMS的仿生六足机器人运动仿真

为研究仿生六足机器人的运动,根据六足甲虫的结构特点和运动特征,在不同运动形式下质心的位移、各关节的转矩等参数随时间的变化情况,利用三维建模软件SOLIDWORKS和机械系统动力学仿真软件与ADAMS联合建立仿生六足机器人的仿真模型,并对其进行直行和定点转弯运动仿真分析,通过对所得到的运动学和动力学数,验证了仿生六足机器人结构的合理性和运动的可行性,同时也发现了运动中存在的一些问题,为仿生六足机器人物理样机的研制提供了理论依据。     

控制六足仿生机器人三角步态的研究

基于仿生学原理,在分析六足昆虫运动机理的基础上,对六足仿生机器人的三角步态运动原理进行了分析.论文涉及六腿机器人步态研究的一些基本参数的描述,讨论了用相对运动的原理研究步态的方法,结合慧鱼机器人组合包中的构件拼出六足仿生机器人.该机器人模型结构简单,设计独特,能前进和后退,且能避开小型障碍物.基于三角步态运动原理对其进行了反复实验,实验结果表明六足仿生机器人具有较好的机动性和稳定性.     

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．     

双足步行机器人的步态规划

主要研究了双足步行机器人的基本步态的建立过程,进行了参数化处理,提出了一种简单可行的步态规划方法,并对数据结果进行了仿真验证。仿真及试验结果表明,该文给出的方法能实现不同步速的连续动态步行。通过标准步态数据的建立,为实时步态规划校正和在线控制补偿算法奠定了基础。     

四足机器人动态步行仿真及步行稳定性分析

为了研究影响四足机器人动态稳定步行的因素,使用ADAMS虚拟样机软件对四足步行机器人动态步行进行运动仿真。文中详细叙述了从机器人的运动轨迹规划、将MATLAB计算数据输入ADAMS,到由ADAMS施加力和约束、建立步行机器人虚拟样机的具体方法和步骤。从理沦及仿真结果两方面对影响机器人稳定步行的因素进行了较全面的分析和验证,如步长、步行周期、起步等。通过虚拟样机实验弥补了由于客观条件限制无法在物理样机上进行的部分实验内容,发现了机器人起步方式对步行稳定性具有明显影响并进行了分析。研究结果及所用的MATLAB-ADAMS联合仿真方法对四足步行机器人的设计研究以及仿真实验工作都具有指导意义。     

四足机器人溜蹄步态动步行的研究

本文应用角速度补偿法实现了四足机器人溜蹄步态的动步行。该四足机器人是本研究室刚刚研制成功的，具有十二个自由度，关节采用滑块摆杆机构，由带有轴角编码器的伺服电机驱动，身体和脚上装有传感器，步行由计算机进行控制。     

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的双足机器人建模与仿真

为了提高双足机器人的设计效率,可以通过虚拟样机技术对其进行设计与仿真。针对机器人设计双足行走步态,首先以实际的物理样机为原型,建立双足机器人的七连杆模型,并用解析法求得机器人的逆运动学模型;然后在ADAMS软件中建立参数化的虚拟样机模型,在Matlab软件中规划双足机器人在平地上的完整行走步态;最后将规划的步态导入ADAMS中,在虚拟样机上实现了双足机器人的行走仿真。仿真结果与规划的行走步态基本一致,验证了虚拟样机的有效性,从而为双足机器人的设计与步态规划提供了一种新的方法和可靠依据。     

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。     

六足机器人不规则地形下的运动规划算法研究

以六足类昆虫典型代表——蚂蚁爬越障碍柱和障碍柱堆的两种运动过程及其特点为分析对象,总结了蚂蚁在应对不规则地形时的运动策略,建立了更为合理的六足机器人的运动学数学模型;并仿照蚂蚁在应对不规则地形时的运动策略,提出在进行仿生六足机器人运动规划时,可将地形划分为浅度不平地形和深度不平地形两种情况,进而针对两种地形情况提出了六足机器人在不规则地形条件下的运动规划算法。最后通过样机试验验证所提算法的有效性。     

四足机器人静步态直线行走规划研究

为使四足机器人以静态步行方式实现稳定直线行走.基于仿生学,利用SolidWorks环境下所构建的虚拟模趔,使用三角函数法对机器人的步行参数进行了规划和设计,并在ADAMS中对所规划的步行方式进行了仿真和检验.进而针对仿真中机器人出现横向偏移的现象,对影响机器人稳定直线行走的原因进行了分析,提出了支撑足零差速规划方法,并在进一步的仿真中证明了方法能有效减小横向偏移量,实现机器人的稳定直线行走.研究结果以及所用的仿真方法对四足机器人的步态设计具有一定的借鉴意义.     

液压驱动六足机器人步行腿节段长度比例研究

针对液压驱动六足机器人三节段步行腿,建立了运动学模型,规划了足端运动轨迹,分析了腿长比例对步行速度、关节速度和加速度、足端工作空间及机体灵活度的影响.发现基节比例在0~0.1之间、大腿比例在0.4~0.5之间时,各项指标处于合理范围.根据0.09:0.455:0.455的腿长比例建立了腿部实物模型,搭建了腿部性能测试系统.试验结果表明,关节运动过程中未到达液压缸极限位置且无死点;关节最大速度与加速度满足性能需求;各关节最大速度复现偏差小于0.2?/s,最大加速度复现偏差小于0.7?/s2.验证了腿部节段长度分析结果的合理性与可行性.     

欠驱动步行机器人实时仿真系统设计

开发了异构多软件平台融合的机器人实时仿真系统。在欠驱动步行机器人动力学建模中引入虚拟样机技术,利用ADAMS软件生成动力学模型,利用MATLAB软件设计控制器,二者通过接口实现联合仿真;在开发人机界面及连接各个模块的接口中引入MATLAB和VC＋＋混合编程技术,完成对硬件的驱动控制及系统平台的操作。该仿真系统实现对欠驱动步行机器人进行理论步态仿真、控制方法的开发及实验研究,对实体机器人的控制调试、实时控制算法的设计。     

Fault-Tolerant Gait Planning for a Hexapod Robot Walking over Rough Terrain

Multi-legged robots need fault-tolerant gaits if one of attached legs suffers from a failure and cannot have normal operation. Moreover, when the robots with a failed leg are walking over rough terrain, fault-tolerance should be combined with adaptive gait planning for successful locomotion. In this paper, a strategy of fault-tolerant gaits is proposed which enables a hexapod robot with a locked joint failure to traverse two-dimensional rough terrain. This strategy applies a Follow-The-Leader (FTL) gait in post-failure walking, having the advantages of both fault-tolerance and terrain adaptability. The proposed FTL gait can produce the maximum stride length for a given foot position of a failed leg and better ditch-crossing ability than the previous fault-tolerant gaits. The applicability of the proposed FTL gait is verified using computer graphics simulations.     

六足步行机器人控制系统研究

六足机器人是一种具有多支链与时变拓扑结构的特种机器人,该类机器人能够在复杂环境中稳定行走,长期以来一直是国内外机器人研究领域的热点之一。本文从仿生角度出发,归纳六足机器人稳定行走的三种方式;根据六足机器人各足支撑点围成的多边形区域与机体重心在其投影的关系来评定六足机器人行走稳定性,为实现六足机器人稳定性行走提供理论依据;最后根据机器人控制精度增加和智能力减少的原则,以分级递阶的方式设计六足机器人的运动控制系统。     

微型仿生六足机器人的运动控制的软件设计

介绍了一种微型六足机器人的新结构,该设计将直线行进运动与转向运动合理地结合了起来;着重介绍了基于IO板的机器人控制系统VB软件设计,并分析了机器人的运动稳定性和灵活性;最后是实验结果和分析;按照文章叙述成功制作了机器人样机——“银甲虫1号”,其大小为：半径3cm,高4．2cm,重49g;实验证明“银甲虫1号”运动灵活可靠,有很好的机动性。