六足步行机器人仿生机制研究

从机械结构、运动模式和步态控制3个方面,对六足步行机器人的仿生机制进行了分析。提出一种灵活度评价函数,基于该函数对六足机器人的结构参数进行了优化;推导了步态模式与步行速度关系的数学表达;构建了分布式局部规则网络,可自适应地调整错乱的腿间相序,生成静态稳定的自由步态。仿真实验验证了上述仿生机制的有效性。     

六足机器人整机运动学分析及构型选择

六足机器人整机构型设计和整机运动学模型是机器人样机研制和行为控制的基础。利用GF集理论阐明了六足机器人整机构型设计的实质即为解决机械腿在机身平台上的布局问题,并基于仿生学原理给出了5种整机构型。介绍了一种三自由度并联驱动腿部机构,并利用闭环矢量链及求导的方法建立了基于该腿部机构的六足机器人整机运动学模型。本文给出了六足机器人整机运动学理论及仿真算例,推导出了速度、加速度的理论值及仿真值的拟合图。拟合结果表明:角速度、角加速度的理论值与仿真值的最大误差量级分别为10~(-2)(°)/s和10~(-3)(°)/s~2,验证了理论模型的正确性。基于该理论模型,绘制了不同构型下该并联驱动腿的六足机器人的工作空间分布图,选择了工作空间较大的两种整机构型,并对这两种构型下的六足机器人的运动学性能进行对比分析,选择了一种能够更好发挥该腿部机构综合运动能力的整机构型。本文的研究为该六足机器人的后续研究奠定了理论基础。所使用的整机运动学建模方法对其他六足机器人也实用。     

基于Adams的六足直立式步行机器人运动仿真分析

分析了一种以双电机为驱动力、以曲柄连杆机构为传动系统的六足直立式步行机器人的工作原理.首先,利用矢量解析法对步行腿机构建立相应运动数学模型并分析;再利用虚拟样机分析软件Adams对单侧步行腿机构进行运动轨迹建模仿真分析;最后,搭建实物样机验证了工作原理、方案设计、虚拟仿真结果的正确性和可行性.结果 表明,步行腿机构的运...     

新型八足步行仿生机器人的研制

设计了一种新型的八足步行仿生机器人的机械结构,并建立腿部运动学方程。基于虚拟样机技术对该仿生机器人进行了腿部机构优化设计以及机器人爬坡能力、通过非平整路面能力、转弯步态规划等功能仿真分析。仿真结果表明,该仿生机器人机构具有控制简单、运动灵活、爬坡能力良好、转弯半径小等特点。最后研制出了该机器人小型实物样机,通过实物样机测试验证了其诸多优良性能。     

一种六足步行平台结构设计及运动学分析

参照六足昆虫和四足哺乳动物的腿部结构,文中设计了一种能够适应复杂地形的仿生六足步行平台。对腿部结构进行了设计和运动学分析,最后简要介绍了运动规划的方法。     

四足步行教育机器人结构设计与运动学分析

对一种教育机器人--四足步行机器人进行了结构设计与运动学分析.通过建立三套坐标系,进行坐标系变换,推导出运动学方程的正、逆解以及足端的坐标和关节的转角.通过实验验证了所推导的运动学公式的正确性.     

双电机驱动的六足直立式步行机构设计与运动学分析

设计了一种双电机驱动的步行机构,该机构由连杆构成的6条直立式步行腿所组成。通过对步行腿机构原理的分析,对单侧步行腿机构分解出的简单平面四连杆机构进行解析,以复数矢量法为基础,建立机构运动学模型。根据运动学方程,进行运动位置分析,找出极限位置,绘制出步行腿机构位置图,确定步行腿运动构件的运动空间,判断是否发生干涉。最后搭建实物样机验证了设计方案的可行性。样机试验结果表明,步行腿机构的运动特性能够满足六足步行机构的工作要求,设计方案可行,可为下一步的优化设计开发新型步行机器人提供依据,具有重要的研究意义。     

一种新型四足机器人腿部机构设计与运动学分析

针对3R型串联机械腿部机构承载能力不强的问题,对腿部机构进行改进,提出两种2R1T的3自由度并联腿部机构;利用Adams软件搭建主要结构尺寸相同的虚拟样机,添加相同的约束和驱动,根据承载时直线驱动器的受力情况对比,优选出一种腿部机构,并完成整体样机设计;建立腿部坐标系,通过矢量法对腿部结构进行运动学分析,并利用Adams软件搭建的虚拟样机进行仿真验证,得到理论值与仿真值误差较小的结论,验证了运动学的正确性,为后续进一步的研究分析奠定了基础。     

新型四足步行机器人串并混联腿的运动学分析

针对串联四足机器人行走惯量大,自重/载重比大的问题,提出一种新型串并混联四足步行机器人,并对该机器人的串并混联腿进行运动学分析。该机器人由一个运载平台和四条结构相同的串并混联腿组成,每条腿均由髋关节、大腿、小腿顺次连接构成,其中髋关节为3-RRR并联机构。以能耗最小姿态为最优姿态,基于矢量法求解了该串并混联腿的运动学正解和反解,利用MATLAB和ADAMS软件验证了正解和反解的正确性;基于矢量法和微分变换法求出了该混联腿的速度雅克比矩阵和加速度矩阵,分析了其奇异性,并利用MATLAB软件绘制出该腿的工作空间。结果表明:该腿在髋关节连杆直径d=22mm,大腿杆件直径D=50mm,膝关节转角θ₄∈[105°,155°]时,工作空间呈球冠形,最大内接圆半径R=400mm,高度为H∈[500mm,900mm]。本研究对该新型串并混联四足步行机器人的刚度分析、动态性能、机构优化设计和系统控制等的进一步研究具有重要意义。

     

石油钻机井架弧焊机器人运动学分析与仿真研究

根据D-H坐标变换方法建立了石油钻机井架焊接机器人的运动学方程,并利用ADAMS软件进行了计算机仿真,通过仿真可以看出该机器人的参数化模型方案是可行的,与真实的焊接情况吻合较好。     

Excel下曲柄滑块机构的可视化、运动分析与动态仿真

建立了通用曲柄滑块机构的运动学计算模型,在Excel环境下对模型进行了可视化、运动分析和机构运动仿真,实现了对曲柄滑块机构位移、速度和加速度变化的动态模拟,为曲柄滑块机构的运动和动力特性分析和优化提供了一种简捷而实用的方法.     

6R喷漆机器人的运动学分析与仿真

用Robotics Toolbox对机器人进行仿真建模,编写出机器人末端运动轨迹的可视化程序,完成了喷漆机器人的实时轨迹绘制,直观的了解机器人的工作空间。应用机器人工具箱编写Matlab仿真程序,验证运动学正逆解的正确性,为后续的动力学分析、轨迹控制尊定了基础。     

白车身拼焊机器人空间运动轨迹分析与仿真

介绍了白车身左前门工位的拼焊机器人的空间运动原理和空间运动状态，通过对拼焊机器人坐标的齐次变换，建立机器人运动学方程，并分析了拼装机器人的运动轨迹。用VB编译了拼装机器人运动轨迹的计算程序，根据约束条件计算出各节点坐标和转臂转角。然后利用CATIA建模软件，对机器人及其工位环境进行建模，对机器人空间运动轨迹进行了模拟仿真。     

3PRS并联机器人运动仿真的实现

建立3PRS型三足并联机器人模型,基于Borland C＋＋Builder 6软件,调用Open GL三维图形库,实现3PRS并联机器人的运动仿真,给出详细的设计步骤和运行结果。用户可以对3PRs并联机器人的结构参数进行修改,并选择滑杆的运动方式,也可以对机器人进行一系列操作。界面设计简洁实用,仿真速度可达20帧／s,机器人可平滑运动。     

叉车的运动学仿真建模研究

在虚拟环境中对叉车进行运动仿真研究,根据叉车行走装置和工作装置等构件的运动关系,将其简化为具有确定相对运动的杠杆,并根据其运动关系和约束条件为简化后的杆件建立相应的附件坐标系,描述其相对运动,推导了虚拟环境中各坐标系之间转换的齐次变换矩阵。     

2-rps+psr并联机器人运动学仿真

对2-RPS PSR并联机器人进行了构型分析并计算了自由度;然后建立了2-RPS PSR并联机器人反解数学模型,建立了其约束方程,得到了其运动学数值反解.在ADAMS环境下对该机器人进行了运动学数值仿真分析,得出了位移、速度与加速度的变化规律.     

移乘装置的机构设计及运动仿真

运用人性化的设计方法,提出了一种适合残障人室内移动用的移乘装置的设计方法。首先分析了移乘装置的功能需要和结构组成,建立抬背机构、升降机构的数学模型,并对进行运动学分析。采用虚拟样机技术,在Pro/E3.0环境下,使用自顶向下和自底向上相结合的建模方法对移乘装置进行实体建模、虚拟装配,建立了三维数字化模型。利用机构模块对移乘装置三维模型进行了运动学仿真,得到速度、加速度曲线,从而验证了机构传动的可靠性及设计的合理性。     

UUV扑翼驱动机构设计及其运动仿真

通过对海龟前肢运动特点的分析和研究,建立机构的运动模型,完成扑翼驱动机构的结构设计和驱动电机的选型.基于Unigraphic软件,实现了机构的虚拟样机设计和运动学仿真,获得了机构运动时的运动参数曲线,为扑翼水下航行器的研制奠定了基础.     

齿轮泵的虚拟装配与运动学仿真

在Pro／E环境下对齿轮泵进行了三维建模、虚拟装配和干涉检验。对于装配元件在装配过程中出现的两种干涉情况,分析了造成干涉的原因并消除了干涉。此外,在机构模块中对齿轮泵进行了运动学仿真,分析了运动构件的位移、速度和加速度随时间的变化情况。齿轮泵的虚拟装配与运动学仿真有利于尽早发现和避免设计以及装配中存在的缺陷,从而保证齿轮泵在实际生产中的装配可行性,并可为研究其运动性能和动力性能提供必要的依据。