四足机器人容错性步态规划方法研究

四足机器人的运动具有较强的耦合性,任何一个关节出现故障都可能使机器人运动紊乱,从而导致严重的后果。为解决此问题,提出一种适用于关节锁定故障的容错性步态规划方法。通过四足机器人的浮动机体运动学模型,在锁定关节处建立冗余度方程;利用增广雅可比矩阵完成含有优化函数的冗余度方程求解,从而实现容错性步态规划。通过仿真分析和样机试验对所提方法的可行性和有效性进行了验证。结果表明,与现有方法相比,容错性步态规划方法能够有效地提高容错性步态的效率。     

基于步态规划的四足机器人运动学分析和仿真

利用三维设计软件设计四足机器人的整机结构.对四足机器人进行了数学建模和数学计算,利用公式计算了运动学的正解和逆解,用MATLAB进行了仿真验证对比.对机器人基于对角步态和三角步态进行步态规划,推导和计算了四足机器人四条腿各个关节的转动角度.利用ADAMS进行了步态的仿真,仿真结果符合预期设计.计算和仿真结果为物理样机的...     

基于步态规划的四足机器人运动学分析与研究

对四足机器人进行运动学建模和分析,推导运动学的正解和逆解;然后基于五次多项式对机器人足端轨迹进行了步态规划,计算了四足机器人对角步态和三角步态的驱动函数。在仿真软件ADAMS中对三角步态和对角步态进行仿真。最后制作了样机,并对样机进行了测试。通过研究三角步态和对角步态的仿真结果和样机测试结果,验证了理论推导计算的正确性。     

四足机器人跳跃步态主动柔顺控制研究

为减弱四足机器人跳跃步态起跳与落地时所受到的地面冲击力影响,研究四足机器人跳跃步态主动柔顺控制方法。采用三次多项式拟合五连杆同轴四足机器人跳跃步态机体质心轨迹曲线,通过不同轨迹曲线函数描述跳跃过程中起跳、腾空、缓冲、恢复4个阶段;引入PD控制器修正机体质心落地相轨迹曲线,优化四足机器人落地时收腿缓冲、恢复站立等位移响应曲线;利用Webots仿真平台与试验样机开展大量重复跳跃试验。结果表明：所设计的方法对四足机器人的平稳跳跃有较好的改善效果,能有效提高机器人的运动稳定性。     

基于步态规划的六足机器人运动学分析与计算

分析六足机器人的侧倾、俯仰、偏航变化情况,验证步态规划的正确性。对设计的六足机器人进行运动学分析,计算机器人运动学的正解和逆解,分析六足机器人运动的时序图,利用五次多项式对机器人足端轨迹进行步态规划。在ADAMS中对机器人进行了运动仿真,得到了运动过程中的RPY角。最后制作了六足机器人样机,测试运行过程中的RPY角。仿真和样机测试结果表明：机器人在步态运动过程中,RPY角度在前进方向上误差最大不超过1°,验证了运动学计算和步态规划的正确性。     

四足步行机器人稳定行走时的步态生成方法

分析了步行机器人的静态稳定性以及步行过程中重心产生的偏移对稳定性的影响,针对这个不稳定因素,提出了一种解决方法,对静态稳定性计算进行了完善,并在此基础上对原有机器人的步态生成方法做了一定程度的改进.     

六足仿生机器人步态研究和运动控制器设计

分析了六足仿生机器人典型行走步态和不同步态下的机器人落足点位置矢量表达式;运用AT89S52内部两个定时器,采用多舵机分时控制方法,设计的运动控制器可驱动机器人足部12个舵机的协调运动,实现了六足仿生机器人按步态规划运动,并通过测试,验证了设计方案的正确性和可靠性.     

六足机器人步态仿真与实验研究

针对各应用领域对具有复杂环境适应能力的行走机器人的需要越来越大的现状,从灵活性和稳定性入手设计仿生六足机器人,通过规划机器人的运动步态,分析多自由度在运动过程中的突出优点,并研究不同运动步态下各转动关节的转矩随时间的变化关系,将软件模拟和样机测试所得数据相互参照,对机器人的实际运动能力进行检测,验证仿生六足机器人结构的合理性和运动的可行性,为仿生六足机器人物理样机的进一步研制提供理论依据。     

基于ADAMS与MATLAB的四足机器人的trot步态联合仿真

为节约设计成本,提高设计效率,对四足机器人进行仿真。采用Pro/E建立四足机器人三维模型,将模型导入至虚拟样机软件ADAMS中,建立四足机器人机械模型,并利用Matlab/Simulink工具箱建立控制系统。利用二者之间的接口实现联合仿真,验证了设计方案的可行性。     

基于足端轨迹规划的四足机器人运动学分析与仿真

为了减少四足机器人在行走过程对地面的冲击,提出一种改进动静步态的五次多项式的足端轨迹规划。推导了改进五次多项式的数学公式,利用机器人运动学知识计算机器人的运动学逆解。根据数学推导,分析机器人足端速度和加速度的理论曲线。利用ADAMS对机器人在三角步态和对角步态下进行运动仿真,对比了足端轨迹的理论结果和仿真结果,分析了仿真情况下机器人质心变化和RPY角变化。理论分析和仿真结果一致,验证了改进足端轨迹的正确性。     

四足机器人运动分析及控制算法研究

为实现一种液压驱动的四足机器人稳定行走,针对JQRI00四足机器人进行了步态规划,并推导出其运动控制算法。根据前期对四足机器人的结构设计,建立其运动学模型,得到各关节运动的逆运动学分析。根据JQRI00的驱动特点,对其运动控制算法进行研究。并利用ADAMS对机器人进行仿真。仿真及控制系统实验的结果准确合理,表明所研究的步态规划正确可行,控制算法实时有效,为机器人后期的复杂动作控制提供参考。     

基于复杂地形的四足机器人路径规划算法研究

针对四足机器人在复杂环境中摆动腿路径点规划不准确的问题,提出一种基于摆动腿路径规划的样条优化算法。该算法运用零力矩点（ZMP）稳定性准则,在对机器人COG轨迹进行规划的基础上,对机器人摆动腿足端轨迹路径点进行优化计算,并利用ADAMS建立其仿真模型用于计算机仿真。结果表明：该算法不仅能保证四足机器人安全避障,且能实现在复杂地形条件下平稳行走,验证了该算法的准确性和鲁棒性。     

气动软体管道机器人步态规划与实验

采用自主研发的2种软体驱动器研制一种气动柔性管道机器人,并根据作业任务,规划两种运动步态,分别是快速移动步态和载荷作业步态;利用运动学实验平台进行机器人的运动实验,验证了步态的合理性与准确性。结果表明:应用规划的步态,机器人可在不同工况下、不同截面形状和直径的管道内爬行,高效稳定地完成作业任务;快速移动步态下机器人最大速度可达5.50 mm/s,载荷作业步态下机器人最大负载能力为10 N。     

四足仿生机器人足部六维力传感器设计

为获得四足仿生机器人足底所受六维力/力矩,结合机器人足部结构特点,提出了一种新型六维力传感器结构.介绍了该传感器的结构特点和测力原理,采用有限元方法对传感器弹性体进行静态和模态特性仿真,获取了该弹性体的变形图、应变云图、模态振型和固有频率,分析得出了传感器弹性体应变曲线、灵敏度和维间干扰情况.结果表明该传感器结构具有测量灵敏度高、维间干扰小,以及弹性体固有频率高等特点,满足四足仿生机器人足部测力的需求.     

复合运动四足机器人行为模式控制体系设计

采用两级式硬件体系来实现复合运动四足机器人的控制,即微控制器层和PC层.其中自主开发的微控制器负责腿和躯干的低端控制;各微控制节点通过CAN总线与主控PC通信,主控PC负责上层协调与决策.基于此硬件体系,规划了腿层和躯体层两级式行为模式体系,分为三种具体的行为类型:迈步行为、姿态行为和导航行为.阐述了各行为之间的关系和参数.实验结果表明行为控制体系很好地协调了机器人的各行为反应.     

六足并联步行机器人工作空间

设计了一种全新的六足并联步行机器人,具有两条腿和六只脚,在腿部并联结构运动学反解的基础上进行了腿部工作空间的解析,并对工作空间进行了仿真分析。仿真结果表明,6-UPU并联机构的动平台在x、y、z方向上最大的活动范围均为150 mm,为进一步步态控制提供了重要参考。     

仿壁虎机器人地壁过渡的步态规划

设计并研究了一种具有柔性多杆机构腰部和尾巴的仿壁虎机器人结构,通过对该机器人地壁过渡阶段研究,规划了一种仿壁虎机器人地壁过渡步态;并利用ADAMS对仿壁虎机器人进行了地壁过渡步态规划仿真;仿真结果表明:所设计的仿壁虎机器人结构是合理的,且地壁过渡步态规划方法是可行的。     

爬行式圆钢避雷针状态检测机器人设计

为对圆钢式避雷针表面状态进行有效检测,预防表面缺陷可能造成的断裂、倒塌事故,设计一种爬行式圆钢避雷针状态检测机器人。机器人采用爬行臂带动滚轮的驱动方式,对于法兰凸起以及不同尺寸的杆径具有良好的通过性。利用无线技术,实现对机器人多种工作方式的遥控,对避雷针状态信息的全方位检测。     

四足仿生机器人关节运动控制器的设计与实现

针对四足仿生机器人分层、分布式控制系统，研制了由嵌入CAN控制器的单片机AT89C51CC01、电机运动控制芯片LM629和电机驱动芯片LMD18245组成的关节运动控制器，详细介绍了其总体方案设计、硬件设计和软件设计，实现了对四足仿生机器人实时、精确的控制。     

六足机器人腿部最优时间轨迹规划

为了提高六足机器人腿部控制的平稳性、动作快速性,利用五次B样条曲线进行关节空间轨迹规划,从而使关节运动的速度、加速度和脉动连续。利用B样条曲线的凸包性把腿部关节速度与加速度约束转化为对曲线控制顶点的约束。通过MATLAB遗传算法工具箱对运动轨迹进行时间优化,利用罚函数解决关节约束问题。仿真结果表明:该轨迹规划方法有效且可行。