轮足复合式机器人直流减速电机的Proteus设计与仿真

针对直流减速电机在工业中的广泛应用,提出了用AT89C51控制四路直流减速电机的方法。并利用Proteus优秀的仿真功能实现了硬件的连接及仿真。结果表明,Proteus仿真结果与硬件电路实现结果基本相同,并成功应用在"轮足复合式机器人"中。为"轮足复合式机器人"的进一步研究奠定了基础。     

可变形履带式机器人行走机构设计及运动仿真

针对移动机器人在非结构化地形环境中负载能力低、运动稳定性较差的问题,设计了一种可变形履带式机器人行走机构。该机器人采用4节履带构型,有效地增加了与地面的接触面积,从而提高了其运动稳定性。将椭圆形成原理应用于履带张紧机构的设计当中,采用双椭圆摆臂回转机构,设计可变形履带机器人模型。为了描绘机器人的越障性能,从运动学的角度分析了机器人在爬越台阶和跨越沟壑2种典型障碍的运动过程,并得出相应的越障极限参数。利用Adams建立仿真模型,对机器人的虚拟样机进行了动力学分析。仿真分析表明机器人能够翻越200 mm高的台阶和300mm宽的障碍,并得出驱动机器人运动的力矩曲线图。本研究为后续改进及优化研究提供了参考。     

旋转足式机器人步态控制器设计

为实现旋转足式机器人的步态控制,本文提供了基于Freescale K60的一种相对易行的控制器设计方案。介绍了控制器任务调度方案、基本模块设计、步态算法设计,以及通讯方案。     

仿人机器人运动数据计算与分析

仿人机器人动作设计所需的运动数据的获取,多数采用通过视频采集运动捕捉系统获取人体运动的数据,将所得数据与仿人机器人简化模型进行定向匹配,利用旋量理论中逆运动学计算求解,得到仿人机器人简化模型的关节转角运动数据,为仿人机器人仿真分析和控制提供参数。     

轮履结合式灾难搜救机器人设计

灾难搜救机器人可以在地震、风暴、矿难等灾难发生后,进行救援前的环境检测,搜寻幸存者,为受难人员运送紧急物资。文章提出了一种新型轮履结合式灾难搜救机器人的设计方案,所用新型轮履结合式移动平台给现阶段交通运输过程中所遇到的复杂问题提供了一种新的解决方案。     

玩具机器人行走机构运动轨迹的研究与分析

只有懂得玩具机器人行走机构的基本设计方法,且具有一定的分析能力,才能设计出更多更好、且具有更多功能的玩具机器人.本文主要阐述了玩具机器人行走机构运动轨迹基本的设计思想,并对其进行深入的研究和分析.     

4足机器人多步态规划与仿真

为了实现一种前膝后肘式4足机器人多步态稳定行走,课题组采用D-H法对机器人进行运动学建模,求解了其运动学正解和逆解。规划了不同步态的足端轨迹和质心位置,分析了静步态和动步态下支撑相和摆动相切换序列,通过平滑关节角过渡的方法使机器人从静步态过渡到动步态。将MATLAB中规划好的关节轨迹作为ADAMS驱动输入,实现了3种步态下的连续仿真。分析了平地行走步态、越障步态和对角小跑步态下机器人运动特性。结果表明规划的3种步态有效可行,静步态和动步态衔接平滑,为驱动元件选型和步态参数优化提供了参考。     

四足机器人跳跃控制规划及仿真分析

为增强四足机器人的运动性能,通过对四足动物的跳跃运动分析研究,提出了一种基于运动学、动力学的跳跃控制方法。首先,分析跳跃过程肌肉作用机理以确定腿部关节以及机身拓扑结构,利用SolidWork建立四足机器人运动模型。然后,对跳跃过程分段进行轨迹规划,借助D-H(Denavit-Hartenberg)坐标转化法分析其正逆运动学,求解出关节角度驱动函数;再基于Lagrange法以及D'Alembert's原理对跳跃过程做运动学分析,推导出力矩驱动函数。最后利用ADAMS与MATLAB联合仿真,对比理论轨迹规划和仿真结果的一致性,验证了控制规划的有效性、鲁棒性、稳定性,为后续控制策略选择提供借鉴。     

六足机器人平衡稳定性运动学分析及仿真

针对六足机器人在崎岖路面行走时平衡稳定性差的问题,对六足机器人越障过程中的稳定性进行研究。对机器人的6条腿进行运动学理论分析,利用SolidWorks 2016软件建立机器人三维模型并添加地板。将添加地板后的模型导入MATLAB 2018b软件,同时将运动学理论分析所得公式编写至MATLAB/Simulink的Defined Functions模块,通过控制地板以及6条腿的运动进行仿真。仿真结果显示,六足机器人在崎岖路面上通过不断调整6条腿的角度使得机身始终与地面保持水平,验证了理论分析的有效性和可行性,证明六足机器人具有良好的地形适应能力和平衡稳定性。     

六足机器人全局运动动力学仿真

为改进所研制的六足步行机器人的机构和控制等设计,提高其步行运动的稳定性和精度,首先进行步态规划和求解各关节运动;其次将三维实体模型导入Adams软件,应用力约束建立腿与地面的动态接触碰撞模型,形成机器人的动力学全局仿真模型;然后采用HHT积分方法进行动力学仿真,对比研究了步行机器人做匀速运动和加速运动时地面对腿的冲击以及电机驱动力矩和关节约束力矩的变化情况．结果表明：采用不同的运动步态对动态性能影响较大,可以有效地改善运动稳定性．该方法对腿足式机器人设计及动态性能研究具有重要的指导意义．     

浅析仿人机器人专利发展状况

仿人机器人是近年来国内外研究的热点,同时也是未来智能化服务的主要途径。文章通过仿人机器人发展现状分析,认为机器人结构的改善将是未来一段时间内发展的主要方向,进一步通过国内外专利分析,指出我国企业应当在国家战略转型中加快仿人机器人产业专利布局。     

仿人机器人武术擂台赛中机器人的运动控制策略

仿真机器人武术擂台赛的发展有力的推动了中国机器人竞赛事业的发展。本文介绍了南京邮电大学研究的微软仿真武术擂台赛中机器人的运动控制策略,并且通过中国机器人比赛证实了研究方向的正确性,剖析仿真机器人武术擂台赛新的比赛模式。本文通过研究武术擂台赛中仿真机器人的速度控制、轨迹方向控制、关节在对抗中的能动作用分析了微软仿真武术擂台赛中机器人新的控制策略。     

基于虚拟仿真的四足机器人行走研究

进行了四足机器人行走过程的仿真分析。建立了四足机器人的三维软件模型,导入仿真软件ADAMS中,通过加入约束和动力分析,以一定形式的步态分析实现了机器人在平面上的行走。并以机器狗模型为例子分析了稳定性以及在行走过程中各部分动作产生的影响,为研究智能化玩具程序开发和四足机器人提供借鉴。     

适应复杂环境的六足球形机器人的设计与分析

针对探测机器人在复杂崎岖环境下自我保护能力较差的问题,以六足机器人为基础,结合球形机器人的结构特点,设计出六足球形机器人。设计的六足球形机器人在舵机的控制下既可以在面对危险时以球体躲避伤害,又能在安全环境中以机械腿三角步态模式直线行走。通过SolidWorks软件进行结构设计,并与MATLAB联合仿真,得出机器人球体展开、闭合以及直线行走的舵机转动角度。结果显示,六足球形机器人能满足球体展开、闭合以及直线行走的设计要求。     

攻击型四足仿生轮式机器人设计

为使机器人适应各种灾区复杂地形,人员无法直接进入的恶劣环境执行搜索、救援、运送物资或者在反恐救援中执行反恐侦察或对目标进行打击的功能,设计了一种以STM32F103ZET6单片机为主控芯片、电脑上位机无线控制的四足机械结构与轮式结构相结合的机器人。四足仿生行进和轮式行进均可使机器人灵活运动,保持高度的灵活性和多地形适应性。机器人携带高能电磁炮,可对目标实施物理攻击,机器人采用C语言自主开发的电脑上位机无线控制,操作简单,安装方便,信号强度高,穿透能力强。     

面粉厂吸尘机器人方轮式全方位行走机构及定位纠偏设计

针对目前面粉厂吸尘机器人全方位行走机构成本高、能耗高、效率低等问题,提出方轮式行走机构的设计方案,结合四肢跨步能确定步长和圆轮滚动能定向行走的特点。以行走轮、纠偏轮和辅助行走轮的设计和配合,实现全方位行走。通过多套光电移动检测传感器,解决未知环境中移动过程中定位纠偏问题;通过海绵接触型传感器高效地感知前进过程中的障碍物,解决行走中的碰撞问题。该全方位行走机构用于面粉厂吸尘机器人的设计,可实现粉尘的全面清扫并可降低成本,高效节能。     

吸盘式皮革抓取搬运机器人的设计与仿真分析

针对现阶段皮革生产行业各工序之间的皮革抓取搬运难题,为提高皮革生产效率,减轻工人劳动强度,本文设计出一款吸盘式皮革抓取搬运机器人。通过对皮革的物理特性和最佳抓取点分析后,利用负压吸盘原理设计出皮革抓取搬运专用末端执行器,通过对抓取过程受力分析后,合理选用负压吸盘尺寸。根据D-H法建立机械臂的运动学模型,求解末端执行器的位置方程,并借助Matlab利用蒙特卡洛法分析出机器人的工作空间云图。最后利用ROS系统搭建机器人仿真环境,对机器人在绷板干燥环节的作业情况进行仿真模拟。结果表明,所设计的吸盘式皮革抓取搬运机器人可完成对皮革的抓取搬运作业,且运行过程稳定可靠,对推进皮革行业的自动化发展具有积极意义。     

纬编仿蕾丝织物的设计与仿真

为实现纬编仿蕾丝面料的快速设计,提出了花型意匠模型、编织意匠模型,并构建了二者之间的变换关系。在深入研究该织物各部分结构特征的基础上,建立了织物理想状态下线圈结构的基本模型,确定了线圈中各控制点的位置,并对线圈结构变形进行分析,得出了该类型织物线圈变形规律。利用VC++.net进行程序设计,实现了对纬编仿蕾丝面料的仿真。织物仿真在结合意匠信息的基础上还考虑到纱线原料的粗细、颜色等因素,具有较好的仿真效果。     

多足电控吸附攀爬机器人的设计

通过引入电流变胶ERG(electro-rheological gel)充当绝缘层来制备电控吸附阵列,以改进阵列的吸附性能.在此基础上设计了多足攀爬机器人.攀爬试验显示,机器人可吸附在玻璃、木材和混凝土壁面,静止吸附在玻璃壁面上最大承载力接近1.0 kg.     

六足机器人特技动作运动分析

针对六足机器人在不平整路面上机身容易发生倾斜的问题,以一种仿蜘蛛身体结构的六足机器人为研究对象,分析六足机器人特技动作。通过对障碍物在机身正上方、正下方、左下方、右下方4种情况的分析,建立六足机器人机身升降、左右倾斜两种运动状态下腿部关节角度的运动学模型,研究腿部结构在不平整路面上的动作。运动学分析表明,调节腿部关节角度能够使六足机器人机身在不平整路面上保持水平。