具有越障功能的小型地面移动机器人

针对在危险环境下对移动机器人的运动要求,研究了机器人系统的总体设计,提出了一种具有越障功能的小型地面轮履复合式移动机器人,阐述了其机构设计度其实现。分析了谊机器人通过台阶、斜面、楼梯等障碍时的越障特性。研制完成的第一台样机具有结构简单、体积小、质量轻的特点,通过实验验证了该机器人运动灵活,具有很好的环境适应性和越障能力。     

多模式两轮移动机器人的设计与运动分析

提出一种具有可变形车身的多模式两轮移动机器人。以平面6R单环闭链连杆机构为车身,通过控制其变形运动,使机器人具有折展模式和三种移动模式。在折展模式下,折叠状态时用于储运和携带,展开状态时启动工作模式。在两轮移动模式下,车身变形形成车尾支撑实现稳定移动,通过调整轮距和车尾长度以增强其地面适应性。在攀爬越障模式下,通过车身变形至类爪状以增强对障碍物的攀附作用,实现台阶越障。在类履滚动模式下,通过杆件在地面交替铺展支撑以增加与地面接触面,实现在不平整或松软路面上的滚动。对所设计构型进行自由度分析和驱动配置。建立运动学模型,分析机器人运动参数并对其进行步态规划。建立动力学仿真模型,验证预设步态合理性。研制一台样机,对其折展模式和三种移动模式进行可行性验证。     

小型轮履腿复合式机器人设计及运动特性分析

针对在室内外环境下对小型移动机器人的运动要求,综合轮式、履带式和腿式运动机构的优点,研制开发了一种多运动模式的小型轮履腿复合式移动机器人。该机器人可以进行轮式高速运动、履带或腿式越障等多种模式的运动。对其运动特性、越障性能、自动复位功能进行了详细的分析。采用的嵌入式控制系统保证了机器人功耗低、可靠性好、实时性高的控制要求。试验表明,这种移动机器人运动灵活,具有很好的环境适应性和较高的越障能力。     

轮履复合式移动机器人设计及越障功能分析

进行了一种机器人行走系统的设计和越障功能分析。该系统采用轮履复合式移动机构,具有直线行走、左右转弯、通过凸台、攀越楼梯、跨越沟槽障碍等优点。从机构本体运动出发,分析了移动机器人各种路况下的通过性,得出其可行性条件。由分析可知,所提出的机器人行走系统适用于探测和救援等复杂环境。     

一种小型移动机器人行走机构的设计与分析

针对机器人移动机构的主要形式,对轮式、腿关节式和履带式三种机构的优缺点进行分析比较,根据非道路环境的特点,提出一种新型移动机器人行走机构;新型移动机构由四个曲柄履带机构组成,保留了履带式移动机构较强的地面适应能力,通过曲柄变形进一步增强了机器人的越障能力;介绍了UG与ADAMS联合仿真进行虚拟样机设计的流程;对机构在非道路环境的典型障碍特征壕沟、斜坡、台阶、凸起和高台进行了分析,在UG与ADAMS联合仿真设计平台的基础上,对所提出曲柄履带结构进行运动模拟仿真,并对测试结果进行分析;结果证实了新型结构越障的可行性,表明新的机构具有更好的越障能力和环境适应能力。     

一种四足多模式移动机器人的设计与仿真

为满足在多种地形下更好地完成任务的需求,设计了一种具有行走模式、越障模式和半折叠模式、并可根据不同地形改变运动模式的四足多模式移动机器人。当机器人处于行走模式时,可在普通较平坦路面行走;处于越障模式时,可通过提升腿部高度翻越障碍物;处于半折叠模式时,通过平台的折叠,可缩短轴距,用于较狭窄路况。利用螺旋理论对机构的平台以及腿部进行了自由度分析;运用D-H参数法求解了四足机器人的正运动学方程;利用Adams仿真软件对机器人的3种模式进行了仿真。结果表明,该机器人可完成行走、越障、半折叠平台通过一定宽度通道的任务,实现了机器人的多运动模式。     

一种基于ARM嵌入式系统的低成本小型移动机器人平台

文章介绍一种应用常见经济型器件构建的移动机器人平台,它满足低成本、装配简单、可扩展性好等要求。我们选择了高速低功耗的ARM芯片作为处理器,为机器人设计了丰富的功能,并与上位机视觉定位和控制系统结合,使其适用于导航与定位、运动控制策略、多机器人系统体系结构与协作机制等领域研究。     

具有越障和避障功能的小型移动机器人设计

针对在复杂环境下对移动机器人的运动要求,采用行星轮传动机构设计一种具有越障和避障功能的移动机器人,对越障和避障过程进行性能分析,确定机器人的最大越障高度和最大转向半径。     

多运动模式移动机器人的可变形轮腿运动学分析

提出了运用变形关节将腿式与轮式两种运动方式相结合的一种多运动模式新机构,构建了多运动模式移动机器人的可变形轮腿坐标体系,分析了可变形轮腿的运动学特性,建立了其运动学模型,并进行了求解,应用计算机仿真技术对运动学进行了仿真验证,表明该机构不仅可以平稳移动,提高了移动速度,而且大大增加了多运动模式移动机器人对复杂地面的适应能力.     

地面移动机器人系统的研究现状与关键技术

在总结了地面移动机器人系统的概念、特点、组成结构的基础上,分析了该领域国内外的最新动态及其关键技术,为多运动方式地面移动机器人的进一步设计与开发提供了翔实的信息与参考依据。最后,提出了一种新颖的足轮混合式地面移动机器人系统,根据不同的环境变换轮式运动和足式运动两种运动方式,达到良好的运动灵活性和较高的移动速度的统一。     

具有避障功能的小型地面移动机器人

针对在危险环境下对移动机器人的运动要求,设计了一种简易的具有避障功能的小型地面移动机器人,阐述了其机构设计及其控制实现。     

一种履带式移动机器人的控制系统设计

针对一辆无刷电机驱动的履带式移动机器人BHTR-1,对其包括运动控制系统、信息检测系统、无线遥控系统等各部分在内的控制系统进行了设计。运动控制部分采用以DSP LF2407A为主控芯片、以无刷电机专用芯片MC33035和驱动桥MPM3003为电机驱动控制的方案;信息检测系统采用红外传感器来检测环境障碍信息,并安装无线视频设备用以监控机器人运行环境;无线遥控系统采用摇杆式脉宽比例调节方式来实现对机器人的调速及其他运动控制。     

轮腿式爬楼梯移动机器人的设计及运动特性分析

针对非结构化复杂环境对移动机器人的运动要求,结合轮式和腿式移动机构的优点,设计了一种高效、稳定的轮腿式爬楼梯移动机器人。设计了机器人的主要结构,分析了机器人的稳定性及转向性能。平地行走、转向、越障、上下楼梯等实验结果表明:设计的轮腿式爬楼梯移动机器人结构简单,运动灵活,控制方便,控制精度高,不需对运行步态进行预先规划,它不仅可以在崎岖不平的环境中实现快速行驶,而且实现了快速稳定的爬楼梯功能,具有很强的越障能力和环境适应能力。     

用于智能移动机器人的电源模块设计与实现

移动机器人多采用以电池为主的供电方式,并由于其电机驱动和各种功能电路的需要,需为机器人提供一个具有多种电压输出、高效节能的供电系统,并且该系统需具备电池过放,过流保护以及电量计量和故障检测等功能,因此,电源模块设计是机器人的一项关键技术。文章针对智能移动机器人平台的实际应用,设计并实现了一种智能化、高效率、高性能、高可靠性的机器人电源模块解决方案。     

移动机器人控制器的模块化设计

移动机器人运动控制器采用模块化设计,使其设计不再局限于某一个特定的应用环境,并使设计者可以从具体的动作控制中解脱出来,集中精力于高层设计上,提高了设计效率和系统执行效率。本文对运动控制器进行了层次分析并重点介绍了基于专业控制芯片LM629的执行层集成设计方案。     

双模式非稳定结构移动机器人

双轮不稳定结构移动机器人具有两轮分别驱动、同轴且左右平行布置的机构特点,通过对机器人运动姿态的实时控制可实现其运动平衡的稳定和在狭小空间内的零半径转弯.围绕该机器人所涉及的机械结构、动力学模型及平衡控制方法加以研究,解释机器人在载重的情况下,在不同坡度、不同粗糙状态的路面和狭小空间内的运动学及动力学特性,并基于运动平衡模型来实时控制机器人的姿态.机器人样机质量轻、结构紧凑、体积小、功耗低,可以由单人携带.它有载人和载物的双模式控制系统,其中载人模式主控制器通过分析传感器数据调整控制参数,载物模式主控制器接收控制终端命令来完成任务.通过建立机器人动力学模型和状态空间控制模型,并对模型进行仿真,得到了机器人的反馈控制参数,最后通过爬坡、原点旋转、通过障碍物、载人前进后退等试验验证了设计方法的有效性.     

基于多种控制方式的全方位移动机器人研制

介绍了自主设计的Mecanum轮全方位移动机器人及其三种控制方式。该机器人无需改变车体姿态即可实现平面内三自由度运动。根据工作环境和任务要求的不同,该机器人提供了全向自主、寻迹和遥控三种控制方式。全向自主模式下,机器人自主运动无需人为干预;寻迹模式下,机器人在标识线引导下沿规划好的路径运动;遥控模式下,机器人更加灵活能够适应更复杂环境。三种控制方式的适当选择,能够提升机器人的运动性能,同时保证系统的稳定性。     

自平衡两轮机器人的控制系统设计

介绍了基于LF2407A DSP的两轮机器人控制器的设计,以及电机控制PID算法。利用这个控制器实现了对两轮机器人样机的轨迹控制。     

智能灭火机器人系统的设计与实现

智能灭火机器人系统控制器模块以嵌入式微处理器ARM9为核心,传感器模块主要由红外测距传感器和远红外火焰传感器组构成,驱动器模块由大功率伺服直流电机和普通直流电机组成。依据沿墙行进规则和程序设计模块来完成机器人遍历房间、寻找火源并将其熄灭的程序编程。通过该设计完成的智能机器人系统可在8S内完成任意房间的灭火,达到了国际先进水平,同时还提高了机器人运行的可靠性。     

门卫机器人移动平台的设计及运动控制

针对服务型轮式移动机器人—门卫机器人,设计了其移动平台的层式机械结构和以ATmega168V单片机为核心的模块化控制系统,并对该移动平台的运动控制进行了研究。通过实验实现了预期的运动控制目标并证实了设计的有效性。