包含新型机构的仿水黾机器人设计及实现

针对模拟水黾优异的水面驱动方式,基于仿生学原理,研究并适当改进水黾水面行走原理,提出了一种新型水面行走机构。通过运用一种具有超越离合、相位记忆和单向传动功能的新型内棘轮式齿轮机构作为传动控制机构制造了一种水上行走机器人样机,进行了机器人的控制系统软、硬件自主开发。并且在实验室条件下对样机进行了性能测试。实验结果表明,所设计的仿水黾机器人可以很好地实现前进、转弯等运动;此外小的转弯半径是该机器人最突出的优点,从而能够在更窄的航道内灵活地运动。     

柔性蠕动管道机器人结构设计和通过性分析

为提高对管道复杂环境的适应性,实现机器人平稳可靠行走,对柔性蠕动管道机器人进行了结构优化设计和管内通过性分析。该机器人采用柔性弹簧轴驱动和单向轮机构,靠自身的结构自适应性实现蠕动行走,并能在一定范围内自主适应管道内径和形状的变化。通过对蠕动机器人在直线管道的运动分析和受力分析,得到了机器人的蠕动行走条件。利用ADAMS仿真软件对机器人进行了运动仿真,验证了该机器人蠕动行走的可行性和行走条件的正确性。     

110kV输电线路巡检机器人爬坡性能分析

根据输电线路环境特点和巡检任务需求,提出了一种新型的输电线巡检机器人机构。分析了巡检机器人的爬坡性能,并提出了改进措施和方式。建立了机器人准静态力学模型和行走轮接触力学模型。通过行走轮结构优化,提高驱动轮附着力;机器人移动过程的姿态规划,合理分配了双轮的负载,从而提升机器人的爬坡能力。进行了仿真分析和实验室试验,结果表明通过改进行走轮结构和合理规划机器人行走姿态能够改善机器人的移动性能,提高了机器人爬坡能力。     

一种仿水黾新型水上行走机器人的研究

水黾是一种可以在水面上行走的昆虫,基于水黾水面行走原理,提出了一种新型的仿生水上行走机器人,该机器人利用电磁铁驱动,基于曲柄滑块机构及并联原理设计了机器人单腿驱动机构,驱动机器人的划动腿在水面中形成椭圆形的划水轨迹.并模拟仿生原型水黾结构,采用6条腿结构方式设计了水上行走机器人整体机构.基于虚拟样机技术对驱动机构、水上行走机器人整体机构进行了建模和运动仿真,验证了机构设计的合理性和功能实现的正确性.在实验室环境下,基于水上行走机器人工作环境的特殊性,设计和制作出了水上行走机器人样机.     

大型17R“加藤一郎”机器人仿人行走控制研究

针对大型17R"加藤一郎"结构双足机器人仿人行走控制问题,从仿人机器人的机械结构、控制系统、步态仿真、动力学参数等方面对机器人的影响进行了研究,采用仿生学原理,参考了人体上、下半身比例特点,对机器人的机械结构进行了设计;对机器人控制系统进行了设计,提出了一种基于DSP+FPGA的主控系统,将多CPU协同工作、分布式远程控制技术应用到仿人机器人行走控制中;利用人类行走过程中各关节的转动参数为输入的控制方法,在ADAMS上进行了步态行走试验,分析了动力学参数对机器人步态的影响。研究结果表明,以人类行走方式控制机器人步态行走,机器人行走步态稳定可行,可应用于大型双足步行机器人步态行走控制。     

履带式海底观测行走机器人设计

为提高稀软底质环境下机器人行走性能,设计了履带式海底观测行走机器人平台,给出打滑率控制模型,提高观测机器人直线行走效率,为海底行走观测机器人的建立提供了理论依据。     

风电叶片检测机器人设计与运动仿真研究

为了降低风电叶片检测维修的成本,综合设计制作了一种可以在叶片表面攀爬检测的六足机器人。根据叶片参数确定了机器人整体尺寸,采用SolidWorks软件建立了机器人整体模型,设计了腿部吸附结构。通过静力分析,建立了机器人吸盘吸附的数学模型,以保障机器人行走的安全稳定性。分析了机器人整体行走步态,设计了攀爬行走迈步过程并设计了其关节控制曲线,通过ADAMS软件仿真模拟了机器人在叶片表面的攀爬行走。最后,设计了机器人整体控制系统,并制作样机进行了机器人攀爬实验。仿真与实验结果表明,所设计的机器人结构可以稳定实现攀爬运动,吸盘吸附系统安全可靠,实验结果与仿真的行走步态一致,验证了以攀爬步态行走的可行性。     

仿生双足水上行走机器人优化设计及控制方法

研究一种新型双足水上行走机器人推进机构及控制方法。借鉴蛇怪蜥蜴双足水上行走功能,分析双足机器人水上行走动力学机理;结合平面四杆机构运动和坐标转换公式,分析Watt-I型机构运动方程,用以模拟蛇怪蜥蜴的脚掌轨迹,设计双足水上行走机器人推进机构,建立机器人的虚拟样机模型并进行机构优化设计;设计机器人的中枢模式发生器(Central pattern generator,CPG)控制器和模糊控制器并进行参数分析,提出双足水上行走机器人的CPG-模糊控制方法,完成机器人控制系统的搭建,进行仿真验证;制作出双足水上行走样机,进行双足机器人水上行走试验,测得推进机构的作用力曲线;在平衡装置不工作和工作情况下分别测量机器人水上行走过程中的实时偏角,并进行比较。试验结果表明推进机构及控制方法满足双足机器人水上行走要求。     

林用履带机器人自动跟踪预定行走路径控制

林用履带机器人是森林作业的关键技术,由于森林环境复杂,机器人在行走的过程中左右履带极易打滑,难以控制其行走路径,利用Matlab/Simulink软件,建立林用履带机器人的行走速度控制模型和跟踪预定行走路径控制模型,进行联合仿真,结果表明,林用履带机器人在行走过程中的位置和方位角满足精度要求,为物理样机的建立提供了技术支持.     

四足机器人砂砾地面对角行走控制方法

为解决四足机器人在砂砾地面上对角行走容易失稳的问题,提高机器人对松软和凹凸不平地面的适应性,在位置控制的基础上提出了一种机身姿态角的调整策略,并在机器人对角行走的过程中采取了一种变阻抗参数的阻抗控制方法。最后在实际的砂砾地面进行了四足机器人对角行走实验,实验结果证明这种控制方法和调整策略对于四足机器人对角行走在砂砾地面上具有较好的控制效果。     

翻滚式探测机器人设计及运动仿真

针对探测机器人对未知环境探测时易发生倾覆而丧失运动能力的情况,结合探测机器人运行过程中车载仪器需维持一定的姿态角的功能要求,提出了一种翻滚式探测机器人结构.该机器人由八个驱动轮、两个侧向支撑架以及平衡架组成:八个驱动轮保证机器人发生倾覆后仍有四个驱动轮与地面接触,从而不丧失运动能力;侧向支撑架可使机器人发生侧倾后与地面保持较大的倾角,待稳定后借助驱动力恢复至正常姿态,从而恢复运动能力;平衡架可保证车载仪器的横滚角和俯仰角在探测机器人发生倾覆和侧倾时基本不变.针对探测机器人的上述功能,运用ADAMS进行运动仿真,以验证各部件功能的可实现性.仿真结果表明,翻滚式机器人各部件实现了设计功能.     

经济型模块化工业机器人的前期研究

经济型模块化工业机器人是发展我国机器人产业的一条重要途径 ,其目的是解决我国企业“用得起、用得上、用得好”机器人的问题 ,经济型机器人是指除了保障其主功能外 ,其余功能都非常简单甚至是被省略的低价位机器人。在选择适当的模块后 ,能迅速构建满足用户需要的模块化机器人     

线驱动连续型机器人的运动学分析与仿真

连续型机器人是一种柔顺、灵活性高的新型仿生机器人.与串并联机器人等传统的离散型机器人由离散的关节和连杆组成的结构不同,这种柔性的"无脊椎"机器人由柔性支柱构成,而没有任何刚性关节和连杆,因此无法利用传统的D-H方法对其进行运动学分析.在分析连续型机器人不同于传统离散型机器人的基础上,利用几何分析的方法提出一种简练、直观的线驱动连续型机器人运动学算法,对其单关节驱动空间、关节空间以及操作空间的映射关系进行分析,并描述其三维工作空间.针对线驱动机器人多关节之间存在耦合影响的问题,推导线驱动连续型机器人的两关节解耦运动学.同时在Matlab下对机器人末端位置和驱动线长度变化曲线进行仿真研究,并进行原理样机试验,验证了运动学算法的正确性并展示了其运动能力.     

球—轮复合可变形机器人的结构设计与分析

设计一种将球形机器人与轮式机器人运动特点相结合的可变形移动机器人。该移动机器人可以适应多种复杂的地形环境,自身几何形状发生变化以实现球形和轮式机器人互换。球—轮复合型移动机器人的机构系统由可变形球壳、球体推进装置和轮式驱动装置组成。通过对可变形球壳的拉伸和收缩实现球形和轮式机器人之间的角色交换。运用理论推导和参数优化等方法对球—轮复合型移动机器人中的变形球壳、车轮、和驱动重摆的结构尺寸进行分析,并通过仿真试验验证了机构尺寸参数选择的合理性,为该复合型移动机器人的机构设计提供了理论依据。最后通过实物试验验证,证实了该移动机器人实现的可行性。     

经济型模块化工业机器人的前期研究

经济型模块化工业机器人是发展我国机器人产业的一条重要途径,其目的是解决我国企业“用得起、用得上、用得好”机器人的问题。经济型机器人是指除了保障其主功能外,其余功能都非常简单甚至是被省略的低价位机器人。在选择适当的模块后,能迅速构建满足用户需要的模块化机器人,是此类机器人的又一特色。与普通机器人相比,经济型模块化机器人的设计、制造和成本都是一个飞跃。     

气动软体爬行机器人驱动方式的分析与实验

为研究基于蠕动原理的仿生爬行机器人运动,以气动弯曲驱动器和伸长驱动器为机器人主体,设计了一种软体爬行机器人。针对爬行机器人在平面及管道中的运动,根据爬行机器人的力学特性和运动过程中摩擦力与驱动力之间的关系,分析了爬行机器人实现爬行运动的条件,提出了爬行机器人驱动方式。通过实验,验证了所提出的驱动方式能够实现软体爬行机器人的移动,为今后软体爬行机器人的研究及应用提供了基础。     

柔性机器人研究现状

随着机器人技术不断向高速度、高精度和轻量化发展，柔性机器人的研究越来越广泛。介绍了柔性机器人研究的几个方面：单柔性机器人建模、柔性机器人协调操作、冗余度柔性机器人和含间隙柔性机器人，最后指出了这一研究领域的发展方向。     

独轮车机器人的发展和技术研究

独轮车机器人是一多变量、强耦合、非线性的复杂动力学系统,它作为一种全新概念的移动机器人,是控制理论和动力学研究的新平台。对国内外独轮车机器人研究现状进行了广泛调研,其中日本的骑独轮车机器人是这一领域的代表,美国也做了大量的工作,而中国科研单位在此方面的研究刚刚起步。文中概括并分析了独轮车机器人建模和平衡设计、传感器系统和机器人控制算法等关键技术。     

乳腺癌伽玛刀换源机器人运动学仿真研究

乳腺癌伽玛刀是一种新研制的治疗乳腺癌的放射性治疗设备,针对利用工业机器人更换乳腺癌伽玛刀放射源的实际要求,根据机器人的结构特点,建立机器人D-H连杆坐标系和机器人运动学方程,并对机器人运动学正问题和逆问题进行分析,利用MATLAB编程求解机器人运动学逆解,分析了机器人更换乳腺癌伽玛刀放射源的工作过程,规划了机器人换源运动轨迹,在COSMOSMotion中仿真机器人换源的运动过程,分析了机器人关节的运动曲线,为研究真实的换源情况提供技术支持。