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四足机器人爬行凸起上坡的运动仿真研究 被引量：7
1
作者 王鹏 董人全 +1 位作者 孙铁成 唐琼 《机电工程》 CAS 北大核心 2021年第5期639-644,共6页
针对斜坡凸起环境下四足爬行机器人上坡时腿部受较大地面冲击的问题,设计了一种四足机器人的爬坡步态。首先,建立了三维柔性腿部结构模型;接着,针对斜坡凸起路面,对平坦路面下对角小跑步态的抗冲击性和稳定性进行了优化设计;然后,通过... 针对斜坡凸起环境下四足爬行机器人上坡时腿部受较大地面冲击的问题,设计了一种四足机器人的爬坡步态。首先,建立了三维柔性腿部结构模型;接着,针对斜坡凸起路面,对平坦路面下对角小跑步态的抗冲击性和稳定性进行了优化设计;然后,通过机器人单腿正、逆运动学分析,获得了斜坡对角小跑步态下四足机器人足端轨迹与关节角度的映射关系;最后,在斜坡凸起环境下对四足机器人进行了爬行运动仿真。研究结果表明:与平坦对角小跑步态相比,采用斜坡对角步态的四足爬行机器人质心位移更加平稳,其胫节足端接触力峰值较平坦对角小跑步态减小了8.05%,验证了所设计的爬坡步态的合理性。 展开更多
关键词 斜坡凸起环境 四足爬行机器人 对角小跑步态 运动学分析 运动仿真
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一种谐振式压电爬行机器人的设计与实验 被引量：1
2
作者 何世界 吴医博 周生喜 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1983-1999,共17页
微小型机器人是近年来智能机器人技术发展研究的重点方向,基于其体积较小、灵敏度高、运动灵活等优点,可以应用于灾后救援搜索、极端环境探测和医疗手术等诸多领域.压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的智能材料,将压电陶瓷与爬... 微小型机器人是近年来智能机器人技术发展研究的重点方向,基于其体积较小、灵敏度高、运动灵活等优点,可以应用于灾后救援搜索、极端环境探测和医疗手术等诸多领域.压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的智能材料,将压电陶瓷与爬行机器人结构相结合,设计出压电驱动和执行结构一体化的机器人,不仅能够使得机器人小型化,传动效率提高,而且能够让它的运动更加平稳可靠.因此,对于复杂环境下的作业,利用逆压电效应和摩擦驱动以及黏滑运动原理设计出的各种新型结构的压电爬行机器人具有非常广的研究前景和实用价值.文章基于逆压电效应设计了一种由双压电片驱动的足腿一体化四足爬行机器人,并设计了几种不同类型摩擦力的驱动足.利用理论力学方法对该机器人的一个单元体建立整体受力方程,利用振动力学知识推导了其动力学模型,将机器人压电驱动腿结构简化为变截面、变角度弯折梁,再用欧拉−伯努利梁理论建立力学方程,最后求解得到其固有频率.制作了四足爬行机器人实物,通过实验测试得到了不同驱动频率、不同负载、不同电压和不同驱动足对机器人单元节运动方向及运动速度的影响,以及不同的接触面和不同的电压与频率信号对四足爬行机器人运动方向及运动速度的影响.最后,通过仿真控制软件连接半物理仿真平台Quancer板卡,利用不同频率和幅值的驱动电压控制四足爬行机器人使其实现了左转、右转、绕圆心自转以及不加导轨的近似直线运动. 展开更多
关键词 压电驱动 动力学方程 四足爬行机器人 机器人控制 PID 模型
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四足爬行机器人控制研究 被引量：4
3
作者 韩飞 吴宝春 +2 位作者 陈益 王志远 李志刚 《智能计算机与应用》 2017年第1期117-118,120,共3页
本文介绍一种四足爬行机器人的组成结构及其控制系统的构成。控制系统主要由上位机控制界面和下位机控制单元组成。上位机通过Java语言编写调试控制界面,与下位机通过串口进行通信,下位机采用STM32作为核心控制器,接收上位机的相关控制... 本文介绍一种四足爬行机器人的组成结构及其控制系统的构成。控制系统主要由上位机控制界面和下位机控制单元组成。上位机通过Java语言编写调试控制界面,与下位机通过串口进行通信,下位机采用STM32作为核心控制器,接收上位机的相关控制信息,通过控制舵机控制器,实现四足爬行机器人的行走控制。 展开更多
关键词 四足爬行机器人 STM32 舵机控制器 JAVA
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基于GNSS的自主巡航四足机器人及远程监测系统设计 被引量：2
4
作者 吴子岳 宋彦良 +1 位作者 吴志峰 刘善民 《全球定位系统》 CSCD 2018年第5期112-117,共6页
针对复杂区域探测困难、成本较高的问题,设计了一款基于全球卫星导航系统的具有自主巡航功能的环境探测四足爬行机器人及远程监测系统,该机器人以嵌入式STM32F429IGT6芯片作为主控CPU,搭载GPS/北斗定位模块及无线通讯模块,使机器人可以... 针对复杂区域探测困难、成本较高的问题,设计了一款基于全球卫星导航系统的具有自主巡航功能的环境探测四足爬行机器人及远程监测系统,该机器人以嵌入式STM32F429IGT6芯片作为主控CPU,搭载GPS/北斗定位模块及无线通讯模块,使机器人可以实现自主巡航和自动调节路线.该机器人配备的多种传感器模块可以实现对环境温湿度、风速等参数的采集,同时将收集到的数据进行分析、处理和发送.基于该功能开发的监测系统可以实现对机器人的实时监测,包括运动轨迹和位置信息,并通过无线网络对机器人发送控制指令,实现远程遥控功能.实验结果表明,该自主巡航机器人及其监测系统能够实现精确定位和路线实时调整,提高了机器人探测工作的精准性. 展开更多
关键词 全球导航卫星系统 四足爬行机器人 自主巡航 远程监控
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一种新型四足变胞爬行机器人的步态规划研究 被引量：24
5
作者 甄伟鲲 康熙 +1 位作者 张新生 戴建生 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期26-33,共8页
随着移动机器人在探测救援中的应用逐渐增多,活动灵巧、环境适应能力强的多足机器人越来越受到国内外学者的关注。介绍一种腰部可以活动的四足机器人的设计及其步态生成,并展示了活动腰部可提升机器人对极端环境的适应性。提出三个基本... 随着移动机器人在探测救援中的应用逐渐增多,活动灵巧、环境适应能力强的多足机器人越来越受到国内外学者的关注。介绍一种腰部可以活动的四足机器人的设计及其步态生成,并展示了活动腰部可提升机器人对极端环境的适应性。提出三个基本假设以简化机构模型,提出腰部构态变换规则,并用几何方法说明了腰部构型变化可扩大机器人腿部活动空间,从而提升对复杂环境的适应性。另外,腰部运动与步态融合,生成了两种新的基本步态——扭腰直行步态和原地旋转步态。基于提出的两种步态,对比了固定腰部与可动腰部条件下运动稳定裕度的变化,分别计算了狭窄弯道通过条件,并分析了所设计步态对头部视觉的影响,从而证明所设计机器人具有较高的极端环境适应能力。 展开更多
关键词 四足变胞爬行机器人 步态规划 可动腰部
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四足变胞爬行机器人步态规划与运动特性 被引量：8
6
作者 赵欣 康熙 戴建生 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期2168-2177,共10页
为解决绝大多数足式机器人的腰部是固定不可变的问题,研究一种腰部可变的四足爬行机器人,并分析腰部和腿部的形态,从数学上给出腰部构态变换的条件。另外,考虑腰部可变设计出扭腰直行步态和扭腰原地旋转步态,并将其与传统步态进行比较,... 为解决绝大多数足式机器人的腰部是固定不可变的问题,研究一种腰部可变的四足爬行机器人,并分析腰部和腿部的形态,从数学上给出腰部构态变换的条件。另外,考虑腰部可变设计出扭腰直行步态和扭腰原地旋转步态,并将其与传统步态进行比较,分析不同步态在稳定裕度、活动空间和通过狭窄弯道等方面不同的优势。最后,研究腰部变胞使机器人在足尖活动空间、视觉观察等方面具有的特征,显示所设计的机器人对环境的适应能力。研究结果表明:可基于变胞机构设计爬行机器人腰部使其构态可变,腰部构态可变可以提高四足机器人的灵活性和环境适应能力。 展开更多
关键词 四足变胞爬行机器人 腰部构态 步态规划 运动特性
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