Mckibben气动人工肌肉在爬升和爬行机器人中的应用

Mckibben气动肌肉是一种使用比较广泛的气动人工肌肉，该文介绍了Mckibben气动肌肉的基本特性，分析了Mckibben气动肌肉在爬升和爬升机器人中的应用优势，并给出一些应用实例，最后指出了Mckibben气动肌肉在应用到爬升和爬行机器人时要克服的一些困难。     

六足机器人行走步态的协调控制

利用光电开关作为六足机器人步态检测传感器,使机器人能够按照三角步态进行行走。介绍了六足机器人三角步态的行走原理、步态调整方法和光电开关的硬件电路。     

六足机器人爬楼梯步态规划

楼梯是移动机器人工作环境中最常见的复杂障碍物之一,也是衡量机器人在非结构化环境中推进性能的一项重要指标。因此,分析了国内爬楼梯机器人的研究现状,设计了六足机器人AmphiHex的四足步态,计算了四足步态的稳定裕度,并分析了四足步态在不同楼梯中的应用,最后通过实验验证步态规划是可行的,从而为机器人的系统设计和行为决策提供指导。     

气动人工肌肉

本文介绍了人工肌肉的产生背景,分析了生物肌肉的特性,概述了国内外对人工肌肉的研究状况,并举出了一些利用气动人工从的应用实例。     

基于重心侧向摆动的四足机器人爬行步态优化

针对四足机器人采用爬行步态行进时高稳定裕度和行走速度难以同时获得的问题,借助间歇爬行步态中重心侧向摆动的动作优化了爬行步态。通过侧向调整重心对爬行步态进行优化以达到行进速度和稳定裕度的平衡。定量描绘出重心侧向移动幅度对四足爬行步态稳定裕度的影响。基于Adams虚拟样机,仿真分析了优化后爬行步态在稳定性和速度上的改善。最后通过原理样机试验验证了该优化步态的有效性。     

慧鱼六足仿生机器人步态研究与实现

在仿生学原理的基础上,对六足步行机器人三角步态的行走原理和稳定性进行了分析。采用慧鱼仿生机器人包搭接出六足步行机器人,进行了一系列步行的实验。并对机器人腿部机构中的足端轨迹进行了仿真与分析。结果表明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、躲避障碍物等行走功能,具有较好的机动性。     

一种新型四足变胞爬行机器人的步态规划研究

随着移动机器人在探测救援中的应用逐渐增多,活动灵巧、环境适应能力强的多足机器人越来越受到国内外学者的关注。介绍一种腰部可以活动的四足机器人的设计及其步态生成,并展示了活动腰部可提升机器人对极端环境的适应性。提出三个基本假设以简化机构模型,提出腰部构态变换规则,并用几何方法说明了腰部构型变化可扩大机器人腿部活动空间,从而提升对复杂环境的适应性。另外,腰部运动与步态融合,生成了两种新的基本步态——扭腰直行步态和原地旋转步态。基于提出的两种步态,对比了固定腰部与可动腰部条件下运动稳定裕度的变化,分别计算了狭窄弯道通过条件,并分析了所设计步态对头部视觉的影响,从而证明所设计机器人具有较高的极端环境适应能力。     

新型气动人工肌肉驱动踝关节矫正器设计

针对脑卒中患者踝关节存在的异常步态问题,以一对对抗气动人工肌肉作为驱动,以流量比例阀为控制元件,研究设计了一种新型气动人工肌肉驱动踝关节矫正器,帮助患者完成日常运动康复训练。文中叙述了矫正器的机械结构、气动回路和控制系统的构成,并制作了实验样机。经实验验证,该矫正器可以较好地完成对正常人的行走步态跟踪,达到康复训练的目的。     

基于Arduino控制的气动软体仿生四足机器人结构设计及步态规划

随着机器人工作范围越来越广泛,运行环境情况也更加复杂,为了解决传统刚性连杆多足机器人对环境适应性不足,设计一种采用柔性材料、基于Arduino平台控制的气动仿生四足机器人。机器人本体采用16根气动人工肌肉进行驱动,单腿配置采用菱形布局的4根气动人工肌肉,模拟生物肌肉驱动通过气动人工肌肉组对以充放气实现的拉伸力摆动四足。通过Arduino编程协调16个开关量的先后顺序改变三位五通电磁阀的工作位来控制四条腿的摆动顺序,从而对机器人进行步态规划,并通过相关实验实现了多种步态动作模式。     

六足蜘蛛爬行机器人系统组成和越障性能分析

针对环境探测中对信息实时获取和机器人优越性能的需求,介绍了所设计的六足蜘蛛爬行机器人的系统组成及对越障性能的分析计算。机器人由6条机械腿和机器人主体构成,以Stm32f407芯片为主控制器,并使用PID算法来控制整个机器人保持平衡,通过图像采集系统完成对操作指令的实时反应。基于重心超越学,通过理论研究、质心分析和数值计算对机器人的越障能力进行分析,得出机器人攀爬楼梯最大高度及跨越横沟最大宽度的关系式。研究为爬行机器人的设计提供了进一步依据。     

气动肌肉质量项动力学建模及仿真

单独考虑气动肌肉的质量项并在动力学推导中将其看成沿圆柱体均匀分布的质点系,利用拉格朗日方程建立了气动肌肉质量项动力学模型。利用ANSYS对气动肌肉柔性体进行了网格划分,并将生成的模态中性文件导入ADAMS进行了动力学仿真,仿真结果验证了动力学模型的正确性。     

一种气动人工肌肉驱动的七自由度仿人手臂的设计

气动人工肌肉驱动器作为一种新型的机器人驱动器,以其简单的设计和独特的仿生性一直受到人们的关注。该文设计了一种采用气动人工肌肉作为驱动器的七自由度的仿人手臂,并且通过实验,说明仿人机械手臂能够较好的实现7个自由度的运动。     

Fuzzy Torque Control of the Bionic Flexible Manipulator Actuated by Pneumatic Muscle Actuators

A bionic flexible manipulator driven by pneumatic muscle actuator(PMA) can better reflect the flexibility of the mechanism.Current research on PMA mainly focuses on the modeling and control strategy of the pneumatic manipulator system.Compared with traditional electro-hydraulic actuators,the structure of PMA is simple but possesses strong nonlinearity and flexibility,which leads to the difficulty in improving the control accuracy.In this paper,the configuration design of a bionic flexible manipulator is performed by human physiological map,the kinematic model of the mechanism is established,and the dynamics is analyzed by Lagrange method.A fuzzy torque control algorithm is designed based on the computed torque method,where the fuzzy control theory is applied.The hardware experimental system is established.Through the co-simulation contrast test on MATLAB and ADAMS,it is found that the fuzzy torque control algorithm has better tracking performance and higher tracking accuracy than the computed torque method,and is applied to the entity control test.The experimental results show that the fuzzy torque algorithm can better control the trajectory tracking movement of the bionic flexible manipulator.This research proposes a fuzzy torque control algorithm which can compensate the error more effectively,and possesses the preferred trajectory tracking performance.     

气动肌肉结构参数的分析与设计

根据气动肌肉的理论模型，分析了气动肌肉初始直径和初始长度对气动肌肉特性的影响，并对气动肌肉结构设计中的参数选择与设计问题进行了研究。文中提出的思想对气动肌肉的结构参数设计具有指导意义。     

气动搬运机械手的机械结构设计思考

主要针对气动搬运机械手的设计进行研究,首先对气动搬运机械手的设计方案进行了概述,然后分别详细阐述了气动搬运机械手手部结构的设计、气动搬运机械手的手腕结构设计,最后分析介绍了气压系统的设计,以起到推动气动搬运机械手发展的作用。     

气动人工肌肉驱动三自由度球面并联机器人关节的位置控制研究

将气动人工肌肉驱动器应用于柔索驱动三自由度球面并联机器人关节，介绍了该机器人关节的运动学模型，提出了一种简便的轨迹规划方法，建立了关节的实验测控系统，应用智能PID算法控制气动人工肌肉的位置从而实现对关节末端的位置控制，在现有的实验条件下，取得了比较满意的控制结果。     

气动肌肉的结构设计与制作

根据气动肌肉的工作原理,分析了影响气动肌肉可靠性的因素,设计并制作了气动肌肉.对自制气动肌肉进行了基本的特性测试,结果表明,所制作的气动肌肉在性能和可靠性方面能够满足要求.     

Layout在电梯部件设计中的应用

以电梯轿底托架为例,介绍了利用Pro/E的Layout参数表和关系式对电梯部件进行设计应用情况,以达到快速满足客户需求的目的.     

新型挤扩支盘桩工臂力学性能分析及结构优化设计

挤扩支盘桩的工臂设计中,高强度的需求与节省材料的要求这一矛盾是整个挤扩支盘桩行业都在努力解决的问题.文中简述了运用COSMOS系列软件对某型挤扩支盘桩的工臂进行优化设计的整个过程.通过优化设计前后的分析对比,优化后的工臂结构合理,节省材料,节约了生产成本.     

基于气动肌腱驱动的拮抗式仿生关节设计与控制

关节是仿生机器人机械系统的基本组成元素。在面向环境交互的仿生机器人系统中,关节的质量、体积以及功/重比直接影响系统的工作性能。与传统的电气、液压驱动方式相比,采用气动肌腱的驱动方式具有质量小、体积小和高功/重比等优势,具有广阔的应用前景。从功能仿生角度出发,在分析人体肘关节骨骼结构特点和肌肉发力方式的基础上,设计一种基于气动肌腱驱动的拮抗式仿生关节。建立单根肌腱的数学模型,通过搭建气动肌腱工作特性试验平台对肌腱进行性能测试,采用最小二乘法对模型参数进行辨识。针对拮抗式仿生关节的构型进行运动学和动力学分析,提出基于肌腱模型的偏置输入气压控制方法,设计基于关节估计阻尼的扰动观测器对名义模型进行补偿,通过数值仿真对控制方法进行有效性验证。建立仿生关节运动控制试验系统,通过单关节轨迹跟踪试验验证了肌腱理论模型的正确性及控制策略的有效性。