三点支撑平台的快速调平研究 被引量：13

1

作者 王超 高云国 乔健 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2015年第8期1216-1223,共8页

为了保证光电跟踪设备载车平台的稳定精度,选用三点支撑方式和机械式支腿来支撑载车平台,设计了机械支腿的传动系统,选择逐高法作为调平方法,根据支腿所受负载的大小和步进电机矩频特性曲线,将调平过程分为3个阶段,然后选取合理的电机... 为了保证光电跟踪设备载车平台的稳定精度,选用三点支撑方式和机械式支腿来支撑载车平台,设计了机械支腿的传动系统,选择逐高法作为调平方法,根据支腿所受负载的大小和步进电机矩频特性曲线,将调平过程分为3个阶段,然后选取合理的电机运行频率,确定支腿的伸缩速度,减少调平时间。调平精度实验测得此调平系统α、β角度方向上能实现的最小角度变化量分别为3.425×10^-3″、13.538×10^-3″,重复定位实验测定俯仰角的最大变化值为0.2″,方位角的最大变化值为0.4″,整个载车平台的调平时间为120 s左右。 展开更多

关键词 载车平台 三点支撑 机械支腿 调平 调平时间

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利用健肢sEMG信号对康复机械腿进行映射控制 被引量：5

2

作者 徐俊武 沈林勇 +1 位作者 章亚男 钱晋武 《工业控制计算机》 2019年第5期8-10,共3页

研究了利用健肢表面肌电信号(sEMG)信号控制康复机械腿的问题。首先采集健全人在沿直线自然行走状态下,下肢八块肌肉的表面肌电信号和髋、膝、踝三个关节在矢状面内的关节角度信号,并对信号进行预处理、特征提取和标准化等操作;然后,建... 研究了利用健肢表面肌电信号(sEMG)信号控制康复机械腿的问题。首先采集健全人在沿直线自然行走状态下,下肢八块肌肉的表面肌电信号和髋、膝、踝三个关节在矢状面内的关节角度信号,并对信号进行预处理、特征提取和标准化等操作;然后,建立了一个BP神经网络模型进行训练,将训练得到的神经网络模型用于关节角度的预测;最后以处理后的肌电信号作为模型输入,模型输出值经过移动均值滤波得到最终的关节角度预测值。再将此预测值作为机械腿的控制信号,实现机械腿的实时控制。实验结果显示,下肢三关节实际测量角度和预测值平均均方差(RMSE)为5.8295,平均皮尔逊相关系数(γ)为0.9312,可以较好实现机械腿的实时控制。 展开更多

关键词 表面肌电信号(sEMG) BP神经网络 机械腿 实时控制

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混合模式磁流变阻尼器的机械腿减振控制 被引量：1

3

作者 杨坤全 黄惠 《福州大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第3期376-384,共9页

针对足式机器人在重载情况下机械腿会受到较大足地冲击,现有普通磁流变阻尼器的出力等级抑制有限的问题,提出一种剪切阀-挤压混合式磁流变阻尼器,并设计半主动控制器对机械腿进行减振控制.首先,分析新型磁流变阻尼器结构原理,并对其力... 针对足式机器人在重载情况下机械腿会受到较大足地冲击,现有普通磁流变阻尼器的出力等级抑制有限的问题,提出一种剪切阀-挤压混合式磁流变阻尼器,并设计半主动控制器对机械腿进行减振控制.首先,分析新型磁流变阻尼器结构原理,并对其力学性能进行测试.然后,基于Bouc-Wen模型与实验数据,采用遗传算法对阻尼器力学正模型参数进行辨识求解.最后,建立基于新型混合磁流变阻尼器的机械腿减振系统的理论模型,并设计天棚控制器对其进行机械腿振动控制仿真.结果表明,新型混合式磁流变阻尼器在天棚控制策略下能有效降低机械腿振动的幅值与加速度,分别下降了49%和47%. 展开更多

关键词 磁流变阻尼器 机械腿 参数辨识 天棚控制

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基于TRIZ理论的机械助力腿设计与研制 被引量：1

4

作者 马超 王宏祥 +1 位作者 安爱博 王浩 《辽宁工业大学学报（自然科学版）》 2016年第2期106-108,共3页

TRIZ理论是解决创新问题的一种理论,采用TRIZ理论中的技术矛盾方法提出了一种机械助力腿的设计方案,该机械助力腿主要由铝合金型材等通用零件联接组成,由单片机控制系统完成自动控制,设计结构简单、成本低廉、通用性好,具有一定的推广... TRIZ理论是解决创新问题的一种理论,采用TRIZ理论中的技术矛盾方法提出了一种机械助力腿的设计方案,该机械助力腿主要由铝合金型材等通用零件联接组成,由单片机控制系统完成自动控制,设计结构简单、成本低廉、通用性好,具有一定的推广意义。 展开更多

关键词 机械助力腿 铝合金型 单片机

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新型多连杆足式椭圆仪健身代步车的研究

5

作者 王友朋 《电子测试》 2017年第2X期11-11,14,共2页

本文中的"多连杆足式椭圆仪健身代步车",基于椭圆仪物理模型的设计思想,通过将仿生机械腿创新设计替代传统的行走方式,实现休闲健身和行走代步相结合以及代步应用行走方式的创新,增强健身安全性的同时提高娱乐性。本文注重&qu... 本文中的"多连杆足式椭圆仪健身代步车",基于椭圆仪物理模型的设计思想,通过将仿生机械腿创新设计替代传统的行走方式,实现休闲健身和行走代步相结合以及代步应用行走方式的创新,增强健身安全性的同时提高娱乐性。本文注重"椭圆机构与运动磨损"的数据理论分析,以及针对不同的使用人群,如何采用合适的尺寸数据来保证器材的稳定性。研究过程中使用了Solidworks建模软件完成整机方案建模,引入了人因工程学的概念,采用动态物理分析等研究方法。 展开更多

关键词 椭圆仪 机械腿 人因工程学 健身器 动态分析

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下肢外骨骼助力装置

6

作者 王诺彬 李晓丹 +2 位作者 李佳希 李正帅 陈泽勇 《装备制造技术》 2017年第8期74-75,88,共3页

提出了一种仿生的下肢外骨骼助力装置,依据人体的运动,为穿戴者提供辅助力。介绍了该拟人仿生助力机械腿的总体机械结构及相关的硬件电路控制方案,编制了相应的软件程序。实验证明,该助力装置能够帮助人减轻劳动强度。

关键词 仿生助力装置 机械腿 系统设计

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直立行走仿生机器人腿部设计

7

作者 付大鹏 黄胜全 《煤矿机械》 北大核心 2005年第8期15-16,共2页

以机械腿达到直立行走为分析对象,描绘了整个腿部的协调运动。即大腿、小腿和脚部的运动以及膝关节和踝关节的屈伸运动。建立机械腿的动力学数学模型。为设计机器人行走系统提供了方便。

关键词 机械腿 立腿相 游腿相 动力学数学模型 机器人 行走系统

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串并混联四足仿生机器人动力学建模与分析 被引量：15

8

作者 王晓磊 金振林 +1 位作者 李晓丹 刘祥 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期401-412,共12页

对一种可快速行走、承载能力大及侧向解耦较好的串并混联四足仿生机器人进行动力学建模与分析。阐述了腿部机构的布局,进行了运动学分析,建立了具有显式的线速度雅可比矩阵,并推导了各构件的速度与末端线速度的显式表达式。采用Lagrang... 对一种可快速行走、承载能力大及侧向解耦较好的串并混联四足仿生机器人进行动力学建模与分析。阐述了腿部机构的布局,进行了运动学分析,建立了具有显式的线速度雅可比矩阵,并推导了各构件的速度与末端线速度的显式表达式。采用Lagrange方程建立了显式的腿部机构动力学方程,推导了腿部机构的逆动力学方程。通过实例对腿部机构的逆动力学方程进行验证,分析了步长对驱动液压缸最大输出力的影响规律;依据逆动力学方程建立了仿生机器人的移动能耗性能指标,并对仿生机器人的移动能耗进行了分析。实例与分析表明,动力学方程理论推导正确;在腿部足端着地的瞬间各驱动液压缸产生最大输出力,与抬腿高度无关;在直线行走和侧向行走时,随着步长的增加,液压缸输出力单调增大;在腿部机构侧向行走时,3个驱动缸中侧摆缸输出力最大。 展开更多

关键词 串并混联机械腿 动力学分析 能耗性能指标 四足仿生机器人 LAGRANGE方程

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基于空间模型技术的拟人机械腿的运动学传递性能分析 被引量：9

9

作者 李研彪 刘毅 +2 位作者 赵章风 李景敏 计时鸣 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期17-23,共7页

为了弥补当前拟人机器人结构的不足和改善拟人机械腿的通用性和适应性。该文提出了一种拟人机械腿机构,并研究了该拟人机械腿的运动学传递性能。推导出该拟人机械腿的位置反解及运动传递平衡方程,定义了运动传递性能评价指标及大小腿的... 为了弥补当前拟人机器人结构的不足和改善拟人机械腿的通用性和适应性。该文提出了一种拟人机械腿机构,并研究了该拟人机械腿的运动学传递性能。推导出该拟人机械腿的位置反解及运动传递平衡方程,定义了运动传递性能评价指标及大小腿的全域性能评价指标,在有限的空间图形中,分别研究了各结构参数(各主要杆件的长度及结构角度)与各全域线速度传递性能的评价指标、全域角速度传递性能的评价指标之间的分布规律。研究结果表明,各结构参数的取值越靠近中间值时,全域线速度传递性能的评价指标值较好,随着杆WE、杆ED与杆O1D的增加,全域角速度传递性能的评价指标值越好,随着杆OC、BC、DO1和GH的减小,全域角速度传递性能的评价指标值越好。该研究为此种拟人机械腿的进一步参数优化、轨迹规划及研制提供依据。 展开更多

关键词 拟人机器人 机电一体化 运动学 拟人机械腿 性能图谱 空间模型

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仿生机械腿的最简形式

10

作者 张士庆 《阜新矿业学院学报》 1992年第1期90-95,共6页

对仿生机械腿的基本运动要求是平稳,三关节四自由度机械腿是满足这一要求的最简形式.它的构件的运动的数学表达是一组复杂的行走函数,实现这一目标需要一个由匀速转动到行走函数摆动的转换器.凸轮式转换器与流行的转换方式相比有独特的... 对仿生机械腿的基本运动要求是平稳,三关节四自由度机械腿是满足这一要求的最简形式.它的构件的运动的数学表达是一组复杂的行走函数,实现这一目标需要一个由匀速转动到行走函数摆动的转换器.凸轮式转换器与流行的转换方式相比有独特的优点.用轨迹图解法设计凸轮曲线是有效而实用的. 展开更多

关键词 仿生机械腿 形式 转换器

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连杆机构在足式机器人行走机构设计中的应用探讨 被引量：10

11

作者 韩校粉 孙立明 李志尊 《机械设计》 CSCD 北大核心 2020年第S01期15-18,共4页

足式机器人的行走机构是提高机器人运动性能的决定性因素之一,在实际中,足式机器人的行走机构大都采用连杆机构,结合连杆机构在创新设计中的应用,对常用的四杆机构行走模块、典型多杆机构行走模块、平行四边形行走模块等进行了探讨总结... 足式机器人的行走机构是提高机器人运动性能的决定性因素之一,在实际中,足式机器人的行走机构大都采用连杆机构,结合连杆机构在创新设计中的应用,对常用的四杆机构行走模块、典型多杆机构行走模块、平行四边形行走模块等进行了探讨总结,指出了它们的机构组成、自由度及工作的基本原理,为创新设计机器人行走机构提供理论基础和有意义的借鉴作用。 展开更多

关键词 连杆机构 足式机器人 行走机构 机械腿

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仿生四足机器人结构设计与运动学分析 被引量：8

12

作者 张千伟 张龙 《兵工自动化》 2017年第5期73-76,共4页

为满足四足步行机器人野外探索的任务需求,设计一种具有5个自由度的机械腿。应用模块化的设计理念将其拆分成基节模块、股节模块和胫节模块进行设计。通过机械腿正运动学分析,在Matlab仿真环境中计算出机械腿足端工作空间,并结合四足机... 为满足四足步行机器人野外探索的任务需求,设计一种具有5个自由度的机械腿。应用模块化的设计理念将其拆分成基节模块、股节模块和胫节模块进行设计。通过机械腿正运动学分析,在Matlab仿真环境中计算出机械腿足端工作空间,并结合四足机器人的躯干结构,设计一种连续性的爬行步态,完成其足端轨迹规划,采用梯度投影法对这种冗余机械腿进行逆运动学求解,并在Adams中进行运动学仿真。仿真结果表明:五自由度冗余机械腿各关节能在尽量避免关节极限角的情况下实现连续爬行步态,且四足机器人的机体质心位移曲线在时间上连续光滑。 展开更多

关键词 五自由度 机械腿 梯度投影法 运动学求解 轨迹规划

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驾驶机器人机械腿轻量化设计与动力学分析

13

作者 雷江涛 赵书尚 +1 位作者 李东林 郅耀威 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期206-213,共8页

为了缩短车辆相关性能测试需要的时间以及提高试验精度,提出了一种结构小巧、轻量化的驾驶机器人机械腿。针对车辆踏板踩踏动作需求,完成了机械腿的结构设计并建立运动学模型。根据运动学模型分析结构尺寸对机械腿运动特性的影响。采用... 为了缩短车辆相关性能测试需要的时间以及提高试验精度,提出了一种结构小巧、轻量化的驾驶机器人机械腿。针对车辆踏板踩踏动作需求,完成了机械腿的结构设计并建立运动学模型。根据运动学模型分析结构尺寸对机械腿运动特性的影响。采用拉格朗日方程建立动力学模型,完成机械腿踩踏动作仿真。通过ADAMS仿真平台验证建立的机械腿运动学和动力学模型。并根据动力学模型的理论数据,以减轻机械腿自身质量为优化目标,对机械大腿部件应力以及应变进行分析,计算不同轻量化方案下的应力、应变,选取最优轻量化方案。结果表明:该驾驶机器人机械腿结构设计合理紧凑、运动稳定可靠,骨棒型轻量化方案整体质量下降0.484 kg,降低33.9%。 展开更多

关键词 驾驶机器人 机械腿 运动学模型 动力学模型 轻量化设计

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基于高阶多项式的爬游机器人足端轨迹规划 被引量：4

14

作者 戴祯 刘卫东 +1 位作者 徐景明 李乐 《计算机测量与控制》 2021年第11期159-164,共6页

针对深海爬游机器人足端轨迹规划问题,采用高阶多项式拟合的方法对其进行研究;首先,介绍了爬游机器人整体结构并对其进行运动学建模,结合爬游机器人运动学模型提出了一种直线与曲线相结合的机器人足端轨迹;其次,利用四阶多项式和六阶多... 针对深海爬游机器人足端轨迹规划问题,采用高阶多项式拟合的方法对其进行研究;首先,介绍了爬游机器人整体结构并对其进行运动学建模,结合爬游机器人运动学模型提出了一种直线与曲线相结合的机器人足端轨迹;其次,利用四阶多项式和六阶多项式分别对机器人足端轨迹进行拟合,比较两种拟合结果可知,六阶多项式拟合方法对机器人足端速度、加速度的规划效果更佳;利用六阶多项式轨迹拟合方法对多段轨迹连接点处的速度问题进行了分析,解决了机器人在运动过程中腿部抖动问题,使机械腿具有良好的控制柔顺性;最后,根据D-H法则建立机器人单腿仿真模型,通过仿真验证了算法的可行性,进一步在水池中利用机器人实物样机验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 水下爬游机器人 机械腿 高阶多项式 轨迹规划

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汽车驾驶机器人的自适应执行器故障补偿控制设计 被引量：2

15

作者 姚雪莲 丁东东 +2 位作者 杨艺 葛婉君 吴鸣宇 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第6期642-647,共6页

针对汽车驾驶机器人可能发生的不确定执行器故障无法驱动机械腿正常工作,进而影响汽车行驶过程中的安全性,提出一种基于Backstepping的自适应容错控制方法.利用Backstepping对机械腿进行控制,针对各故障情况分别设计故障补偿控制器,通... 针对汽车驾驶机器人可能发生的不确定执行器故障无法驱动机械腿正常工作,进而影响汽车行驶过程中的安全性,提出一种基于Backstepping的自适应容错控制方法.利用Backstepping对机械腿进行控制,针对各故障情况分别设计故障补偿控制器,通过定义故障指示函数将多设计加权融合成一个综合控制器.基于自适应方法对综合控制器参数进行更新.基于Matlab/simulink仿真验证此方法的有效性.结果表明:该控制方法能保证执行器在发生不确定故障时,汽车驾驶机器人控制系统仍稳定运行,并渐近跟踪给定的控制指令. 展开更多

关键词 汽车驾驶机器人 机械腿 BACKSTEPPING 自适应控制 故障补偿

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基于MALTLAB的四自由度机械腿运动特性分析 被引量：1

16

作者 包泽仁 王立涛 +2 位作者 赖炜亮 吴灿宏 谢为雄 《广州航海学院学报》 2020年第4期59-63,共5页

四自由度的机械腿的足端轨迹对其本体智能空气净化机器人的运动路径规划具有重要作用.因此基于D-H表示法的思想,求解机械腿的运动学方程来判断末端执行器的运动轨迹.在Matlab环境下利用Robotics Toolbox工具箱进行机械腿建模并提出伪连... 四自由度的机械腿的足端轨迹对其本体智能空气净化机器人的运动路径规划具有重要作用.因此基于D-H表示法的思想,求解机械腿的运动学方程来判断末端执行器的运动轨迹.在Matlab环境下利用Robotics Toolbox工具箱进行机械腿建模并提出伪连杆思想和利用蒙特卡洛法计算出在约束作用下的机械腿工作空间,且对特有的收缩轨迹进行仿真,进而验证了设计合理性,为智能空气净化机器人的设计制造提供数据资源. 展开更多

关键词 机械腿 运动学 轨迹分析 工作空间 MATLAB仿真

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一种被动式外骨骼机械腿的内部能量损耗率的研究

17

作者 任孟沂 曹恩国 +2 位作者 赵永武 杨滨 崔宇田 《机械设计与制造工程》 2019年第9期23-28,共6页

为了验证一款被动式外骨骼原理的可靠性,通过实验和理论计算的方法对该被动式外骨骼机构的内部能量损耗率进行了分析。该外骨骼拟通过在支撑相末期为足底提供助力的方式来减少行走能量。首先利用运动捕捉传感器对外骨骼的运动数据进行... 为了验证一款被动式外骨骼原理的可靠性,通过实验和理论计算的方法对该被动式外骨骼机构的内部能量损耗率进行了分析。该外骨骼拟通过在支撑相末期为足底提供助力的方式来减少行走能量。首先利用运动捕捉传感器对外骨骼的运动数据进行了采集,然后基于所得的运动数据计算出外骨骼机构的内部能量损耗率,最后用实验结果表明外骨骼内部能量损耗率可以忽略不计。该研究表明支撑相末期参考腿的运动是由足底力驱动的,而不是由关节力矩驱动的,即拟采用的原理是可行的。该研究同样也为其他同类型外骨骼的设计提供了参考和依据。 展开更多

关键词 被动式外骨骼 机械腿 助力 内部能量损耗率

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机械腿关节连接块尺寸的多目标优化设计

18

作者 丁柏君 裘升东 +1 位作者 王永隽 董红平 《现代制造技术与装备》 2019年第9期59-61,共3页

以机械腿关节连接块为研究对象,首先在PRO/E环境下构建关节连接块的参数化三维实体模型;并运用Workbench多目标的全驱动优化设计模块进行零件尺寸优化设计。通过校核关节连接块的刚强度和尺寸优化计算,并根据实物模型特征要求确定了最... 以机械腿关节连接块为研究对象,首先在PRO/E环境下构建关节连接块的参数化三维实体模型;并运用Workbench多目标的全驱动优化设计模块进行零件尺寸优化设计。通过校核关节连接块的刚强度和尺寸优化计算,并根据实物模型特征要求确定了最佳尺寸值。结果表明,关节连接块重要尺寸的最优值将为外骨骼机械腿结构优化改进奠定理论依据。 展开更多

关键词 机械腿 刚强度 多目标 优化设计

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六足步行机器人的并联机械腿设计 被引量：26

19

作者 荣誉 金振林 曲梦可 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1532-1541,共10页

将并联机构用于六足步行机器人的腿部结构,以拓展六足步行机器人的应用领域。提出了一种基于(U+UPR)P+UPS机构的并联机械腿,并对机械腿进行了结构参数设计。首先,对腿部机构进行了运动学分析,推导出了腿部机构的位置反解方程和速度传递... 将并联机构用于六足步行机器人的腿部结构,以拓展六足步行机器人的应用领域。提出了一种基于(U+UPR)P+UPS机构的并联机械腿,并对机械腿进行了结构参数设计。首先,对腿部机构进行了运动学分析,推导出了腿部机构的位置反解方程和速度传递方程;分析了腿部机构的工作空间并绘制了工作空间三维图,定义了工作空间性能评价指标,绘制了结构参数与工作空间性能指标的关系曲线。然后,对腿部机构进行了运动灵活性分析并绘制了雅克比矩阵条件数分布图,定义了运动灵活性评价指标,绘制了结构参数与运动灵活性指标的关系曲线。最后,基于工作空间性能指标和运动灵活性指标,采用蒙特卡罗法进行了结构参数分析,选取了一组性能较好的结构参数并考虑加工和装配工艺性,设计了一种新型3自由度并联机械腿的虚拟样机,为六足步行机器人的进一步研究奠定了基础。 展开更多

关键词 并联机械腿 运动学分析 工作空间分析 性能评价指标 参数设计

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三自由度并联机械腿静力学分析与优化 被引量：19

20

作者 荣誉 金振林 曲梦可 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第20期41-49,共9页

为了对六足机器人的并联机械腿进行静力学优化设计,提出了一种同时考虑约束力映射关系和驱动力映射关系的腿部机构静力学优化设计方法,进而对结构参数进行了优化。在对腿部机构进行了驱动、约束映射分析的基础上,分别建立了腿部机构的... 为了对六足机器人的并联机械腿进行静力学优化设计,提出了一种同时考虑约束力映射关系和驱动力映射关系的腿部机构静力学优化设计方法,进而对结构参数进行了优化。在对腿部机构进行了驱动、约束映射分析的基础上,分别建立了腿部机构的驱动雅可比矩阵和约束雅可比矩阵;基于驱动雅可比矩阵建立了腿部机构的驱动静力传递平衡方程,定义了驱动静力学性能评价指标并绘制了评价指标分布图,分析了结构参数与驱动静力评价指标之间的关系;基于约束雅可比矩阵建立了腿部机构的约束静力传递平衡方程,定义了约束静力学性能评价指标,分析了结构参数与约束静力评价指标之间的关系;基于驱动、约束静力学性能评价指标,采用蒙特卡罗法对结构参数进行了优化设计,计算结果表明,固定平台结构参数为200mm、中间连接杆结构参数为70mm、运动平台结构参数为50mm、支链1和3的最小杆长为530mm、支链2的最小杆长为330mm、支链1和3的最大杆长为900mm、支链2的最大杆长为600mm时腿部机构的静力学综合性能最好。本文分析结果为六足步行机器人的进一步分析研究奠定了基础。 展开更多

关键词 静力学分析 优化 机器人 并联机械腿 性能评价指标

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