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液压驱动四足仿生机器人的结构设计和步态规划 被引量:100
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作者 李贻斌 李彬 +1 位作者 荣学文 孟健 《山东大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2011年第5期32-36,45,共6页
介绍了山东大学机器人研究中心研发的液压驱动四足仿生机器人。目的是设计能够适应复杂地形环境,具有高动态、高负载能力的液压驱动四足机器人。基于骡/马的生物仿生,构造了具有被动结构、基于液压驱动的四足机器人腿关节结构,满足了机... 介绍了山东大学机器人研究中心研发的液压驱动四足仿生机器人。目的是设计能够适应复杂地形环境,具有高动态、高负载能力的液压驱动四足机器人。基于骡/马的生物仿生,构造了具有被动结构、基于液压驱动的四足机器人腿关节结构,满足了机器人稳定控制和高负载能力的需要。基于四足机器人的运动学和逆运动学模型,规划了机器人稳定的对角小跑动步态。实际液压驱动四足机器人平台的实验验证表明了机器人结构设计的合理性和步态规划的有效性。 展开更多
关键词 四足仿生 机器人 液压驱动 设计 步态规划
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基于ZMP的拟人机器人步态规划 被引量:29
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作者 杨东超 汪劲松 +1 位作者 刘莉 陈恳 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期504-508,共5页
拟人机器人具有广阔的应用前景 ,研制工作得到了各国的重视 ,近年来已取得巨大的进展 ,但仍存在大量的理论和技术问题有待深入研究 ,基于零力矩点 (ZMP)的轨迹规划是需解决的关键技术之一 .本文比较分析了一般的双足步行机与拟人机器人... 拟人机器人具有广阔的应用前景 ,研制工作得到了各国的重视 ,近年来已取得巨大的进展 ,但仍存在大量的理论和技术问题有待深入研究 ,基于零力矩点 (ZMP)的轨迹规划是需解决的关键技术之一 .本文比较分析了一般的双足步行机与拟人机器人的步态规划特点和基于双足步行的两步规划方法 ,提出了一种适用于拟人机器人步态规划的新方法——逆两步规划法 ,仿真研究表明采用这种方法规划 展开更多
关键词 ZMP 拟人机器人 步态规划 力学原理
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六足机器人关键技术综述 被引量:53
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作者 李满宏 张明路 +1 位作者 张建华 张小俊 《机械设计》 CSCD 北大核心 2015年第10期1-8,共8页
六足机器人具有丰富的步态和冗余的肢体结构,凭借其离散式的地面支撑和对障碍、沟渠等复杂特殊地形及不可预知环境的极强适应性,具有广泛的应用前景。作为一个新兴的研究领域,国内外对六足机器人的研究尚处在起步阶段,并没有成熟的技术... 六足机器人具有丰富的步态和冗余的肢体结构,凭借其离散式的地面支撑和对障碍、沟渠等复杂特殊地形及不可预知环境的极强适应性,具有广泛的应用前景。作为一个新兴的研究领域,国内外对六足机器人的研究尚处在起步阶段,并没有成熟的技术可借鉴,因此有必要对现有研究成果进行系统分析和深入总结,以促进六足机器人的进一步发展。文中简要介绍了国内外六足机器人的研究现状,详细探讨了制约六足机器人研发的仿生结构设计、步态规划和多足协调控制等关键技术问题,并对六足机器人未来发展趋势进行了构想和展望。 展开更多
关键词 六足机器人 仿生结构 步态规划 协调控制
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基于ADAMS的仿壁虎机器人步态规划及仿真 被引量:41
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作者 阮鹏 俞志伟 +2 位作者 张昊 张晓峰 戴振东 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期499-504,509,共7页
分析了一种仿壁虎机器人的机械结构及其运动学原理,通过对壁虎运动行为的研究,规划了一种仿壁虎的墙面爬行对角步态.利用ADAMS对机器人沿垂直壁面爬行的运动进行了仿真,分析了模型质心位移、关节转矩以及足部与壁面之间的接触力等参数.... 分析了一种仿壁虎机器人的机械结构及其运动学原理,通过对壁虎运动行为的研究,规划了一种仿壁虎的墙面爬行对角步态.利用ADAMS对机器人沿垂直壁面爬行的运动进行了仿真,分析了模型质心位移、关节转矩以及足部与壁面之间的接触力等参数.最后通过实验分析,验证了结构设计、步态规划的合理性,所选择的电机符合设计要求. 展开更多
关键词 仿壁虎机器人 爬壁机器人 步态规划 ADAMS
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一种双足步行机器人的步态规划方法 被引量:24
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作者 胡洪志 马宏绪 《机器人技术与应用》 2002年第3期16-18,共3页
本文介绍了一种双足步行机器人的步态规划方法,以前向运动为例,详细介绍了先分阶段规划然后合成的方法,并讨论了行走过程中的冲击振动问题及减振措施。
关键词 双足步行机器人 步态规划 减振 仿真
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双足步行机器人的步态规划 被引量:15
6
作者 张伟 杜继宏 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2002年第13期214-216,共3页
主要研究了双足步行机器人的基本步态的建立过程,进行了参数化处理,提出了一种简单可行的步态规划方法,并对数据结果进行了仿真验证。仿真及试验结果表明,该文给出的方法能实现不同步速的连续动态步行。通过标准步态数据的建立,为实时... 主要研究了双足步行机器人的基本步态的建立过程,进行了参数化处理,提出了一种简单可行的步态规划方法,并对数据结果进行了仿真验证。仿真及试验结果表明,该文给出的方法能实现不同步速的连续动态步行。通过标准步态数据的建立,为实时步态规划校正和在线控制补偿算法奠定了基础。 展开更多
关键词 双足步行机器人 步态规划 数学模型 步态设计
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双足爬壁机器人壁面凹过渡步态规划研究 被引量:26
7
作者 王洪光 姜勇 +1 位作者 房立金 赵明扬 《智能系统学报》 2007年第4期40-45,共6页
针对腿足式爬壁机器人在壁面过渡时的步态规划问题,以一种真空吸附式双足爬壁机器人为研究对象,在步态分析的基础上,基于有限状态机建立了机器人的步态模型,进而提出了基于加权插值和BP神经网络的双足爬壁机器人壁面凹过渡在线步态规划... 针对腿足式爬壁机器人在壁面过渡时的步态规划问题,以一种真空吸附式双足爬壁机器人为研究对象,在步态分析的基础上,基于有限状态机建立了机器人的步态模型,进而提出了基于加权插值和BP神经网络的双足爬壁机器人壁面凹过渡在线步态规划算法,为提高机器人壁面过渡的自主控制能力奠定了基础.仿真分析和实验结果表明,该步态规划算法对于实际的机器人系统是有效的和可行的. 展开更多
关键词 双足爬壁机器人 有限状态机 壁面凹过渡 步态规划
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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
8
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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仿生六足机器人步态规划策略实验研究 被引量:19
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作者 黄麟 韩宝玲 +1 位作者 罗庆生 徐嘉 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期72-75,共4页
采用日本弓背蚁进行常规步态实验学研究和仿生学探索,通过对高速数字摄像机采样结果的判断和分析,发现了蚂蚁后足的滑行过程并定义为"滑动相".此外,还针对蚂蚁直线前进步态给出了合理的步态关系表达式,通过与周期规则步态的... 采用日本弓背蚁进行常规步态实验学研究和仿生学探索,通过对高速数字摄像机采样结果的判断和分析,发现了蚂蚁后足的滑行过程并定义为"滑动相".此外,还针对蚂蚁直线前进步态给出了合理的步态关系表达式,通过与周期规则步态的对比证明了该式的现实可行性,为仿生六足机器人进行周期不规则步态的规划奠定了理论基础.所采用的实验学研究和仿生学探索相结合的方法能有效提高仿生机器人的技术水平. 展开更多
关键词 仿生机器人 步态规划 高速数字摄影机 实验学研究 仿生学探索
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基于ADAMS的双足机器人建模与仿真 被引量:22
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作者 梁青 宋宪玺 +1 位作者 周烽 王永 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2010年第5期162-165,238,共5页
为了提高双足机器人的设计效率,可以通过虚拟样机技术对其进行设计与仿真。针对机器人设计双足行走步态,首先以实际的物理样机为原型,建立双足机器人的七连杆模型,并用解析法求得机器人的逆运动学模型;然后在ADAMS软件中建立参数化的虚... 为了提高双足机器人的设计效率,可以通过虚拟样机技术对其进行设计与仿真。针对机器人设计双足行走步态,首先以实际的物理样机为原型,建立双足机器人的七连杆模型,并用解析法求得机器人的逆运动学模型;然后在ADAMS软件中建立参数化的虚拟样机模型,在Matlab软件中规划双足机器人在平地上的完整行走步态;最后将规划的步态导入ADAMS中,在虚拟样机上实现了双足机器人的行走仿真。仿真结果与规划的行走步态基本一致,验证了虚拟样机的有效性,从而为双足机器人的设计与步态规划提供了一种新的方法和可靠依据。 展开更多
关键词 双足机器人 虚拟样机 运动学仿真 步态规划
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基于Arduino控制的气动软体仿生四足机器人结构设计及步态规划 被引量:21
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作者 陈阳 徐晓丹 李向攀 《液压与气动》 北大核心 2020年第5期86-90,共5页
随着机器人工作范围越来越广泛,运行环境情况也更加复杂,为了解决传统刚性连杆多足机器人对环境适应性不足,设计一种采用柔性材料、基于Arduino平台控制的气动仿生四足机器人。机器人本体采用16根气动人工肌肉进行驱动,单腿配置采用菱... 随着机器人工作范围越来越广泛,运行环境情况也更加复杂,为了解决传统刚性连杆多足机器人对环境适应性不足,设计一种采用柔性材料、基于Arduino平台控制的气动仿生四足机器人。机器人本体采用16根气动人工肌肉进行驱动,单腿配置采用菱形布局的4根气动人工肌肉,模拟生物肌肉驱动通过气动人工肌肉组对以充放气实现的拉伸力摆动四足。通过Arduino编程协调16个开关量的先后顺序改变三位五通电磁阀的工作位来控制四条腿的摆动顺序,从而对机器人进行步态规划,并通过相关实验实现了多种步态动作模式。 展开更多
关键词 气动软体驱动器 软体机器人 ARDUINO 仿生四足机器人 步态规划
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仿生六足机器人稳定性分析与仿真 被引量:21
12
作者 柳天虹 姜树海 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2013年第12期360-364,共5页
研究关于机器人稳定性问题,分析影响稳定性的因素。由于受外界环境中外力和地面障碍物的影响,使机器人的稳定性受到影响。为了准确评定机器人行走的稳定性和抗干扰性,更好地实现对机器人控制的优化和结构参数的选择,以一种新型仿甲虫六... 研究关于机器人稳定性问题,分析影响稳定性的因素。由于受外界环境中外力和地面障碍物的影响,使机器人的稳定性受到影响。为了准确评定机器人行走的稳定性和抗干扰性,更好地实现对机器人控制的优化和结构参数的选择,以一种新型仿甲虫六足机器人为研究对象,提出采用重心投影法并引入最小稳定距离概念分别对机器人在水平面和斜面上进行稳定性分析。针对仿生六足机器人典型的三角步态,给出机器人髋关节电机向前旋转角度与半步长S/2之间的关系式。最后,通过对仿生六足机器人进行仿真,证明机器人在水平地面和斜坡面上具有良好的稳定性。改进方法为未来机器人的控制及其它步态稳定性的研究奠定基础,为六足及其它类型多足机器人的进一步开发研究提供了理论依据。 展开更多
关键词 六足机器人 稳定性 步态规划 稳定裕度
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仿人型机器人动态步行控制方法 被引量:8
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作者 石宗英 徐文立 +1 位作者 冯元琨 方海军 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期569-574,共6页
本文介绍了仿人型机器人动态步行的一些基本问题和相关概念 .从信息和控制的角度对近年来仿人型机器人动态步行研究中出现的步态规划和姿态控制方法进行了分析 ,并指出了它们的特点 .
关键词 仿人型机器人 姿态控制 动态步行控制 运动学
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遗传算法及其在机器人控制中的应用 被引量:9
14
作者 徐小云 颜国正 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2001年第4期334-338,共5页
遗传算法是建立在模拟自然界生命进化机制基础上的一种新型搜索和优化方法。本文介绍了遗传算法的概念、基本原理及其优点,讨论了它在机器人控制领域中的应用。并指出了遗传算法存在的问题和在机器人控制中的未来发展方向。
关键词 遗传算法 机器人控制 步态优化 路径规划
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下肢外骨骼机器人结构设计和动力学仿真 被引量:17
15
作者 杨宗林 曾亿山 王善杰 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第1期91-93,97,共4页
为增加单兵作战能力,以人为核心,同时具有机械的高负载能力、耐力、长时间运动能力,设计出一款结合人工智能与机械的助力机器人。机械设计以人体下肢结构参照,模拟人体下肢关节、运动自由度的分布,以达到人机高度协调。通过对人正常行... 为增加单兵作战能力,以人为核心,同时具有机械的高负载能力、耐力、长时间运动能力,设计出一款结合人工智能与机械的助力机器人。机械设计以人体下肢结构参照,模拟人体下肢关节、运动自由度的分布,以达到人机高度协调。通过对人正常行走时步态的分析,测出主要关节随的运动轨迹以及拟合出对应算法。用Matlab将该算法进行计算,获得对应关节的运动数据,再将该数据导入Adams所建的模型,进行动力学仿真。仿真得出各个关节处驱动器相关参数,为驱动器的选型提供参数参考。经过步态规划,机器人可模拟正常人的步伐,仿真结果真实可靠。 展开更多
关键词 助力机器人 步态规划 动力学仿真
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考虑综合步行约束的仿人机器人参数化3D步态规划方法 被引量:15
16
作者 伊强 陈恳 +1 位作者 刘莉 付成龙 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期342-350,共9页
给出了一种三维环境下双足行走的参数化步态规划方法,建立了仿人机器人13质量块约束动力学模型。考虑单腿支撑和双腿支撑无冲击连续切换的六点边界约束条件、可行步态物理约束条件以及ZMP稳定性约束条件,以关节输出力矩函数的二次型积... 给出了一种三维环境下双足行走的参数化步态规划方法,建立了仿人机器人13质量块约束动力学模型。考虑单腿支撑和双腿支撑无冲击连续切换的六点边界约束条件、可行步态物理约束条件以及ZMP稳定性约束条件,以关节输出力矩函数的二次型积分值最小作为优化指标,采用参数化步态优化方法,将复杂关节轨迹的规划问题转化为分段多项式系数组成的有限参数向量的优化问题,得到了快速和慢速两组光滑无振动的优化步态。仿真和样机实验验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 仿人机器人 双足步行 零力矩点(ZMP) 步态规划 参数化优化
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足式爬行机器人研究进展与发展趋势 被引量:17
17
作者 陈致远 涂群章 +3 位作者 张详坡 潘明 蒋成明 黄皓 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第9期1-12,共12页
足式爬行机器人对复杂地形环境有着高度的适应性,在灾害救援、军事侦察、星球探索等领域具有广阔的应用前景。自足式爬行机器人发展以来,解决腿部串并联机构的强耦合性问题实现复杂环境下的稳定运动控制,是该领域研究的重点和难点。按... 足式爬行机器人对复杂地形环境有着高度的适应性,在灾害救援、军事侦察、星球探索等领域具有广阔的应用前景。自足式爬行机器人发展以来,解决腿部串并联机构的强耦合性问题实现复杂环境下的稳定运动控制,是该领域研究的重点和难点。按照仿生与否分两类综述近十年国内外研制的足式爬行机器人的结构与性能特点;从灵巧机械机构创新设计、稳定性标定技术、爬行步态规划与运动控制和机器人感知技术4个方面介绍足式爬行机器人研究的关键技术;针对足式爬行机器人的发展趋势给出了五点展望:运动机理仿生化、能量利用高效化、结构材料新型化、运动模式复合化、感知技术多模化。 展开更多
关键词 足式爬行机器人 机构创新设计 稳定性标定技术 仿生控制技术 步态规划 机器人视觉 能量效率
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仿人机器人运动规划研究进展 被引量:12
18
作者 夏泽洋 陈恳 +1 位作者 熊璟 付成龙 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1092-1099,共8页
在分析仿人机器人运动规划特性的基础上,对仿人机器人运动规划涉及的路径规划和步态规划两大问题及其典型方法进行了阐述和分析。对基于博弈论思想的离线足迹规划和基于传感信息融合的在线滚动路径规划两种路径规划策略进行了剖析,同时... 在分析仿人机器人运动规划特性的基础上,对仿人机器人运动规划涉及的路径规划和步态规划两大问题及其典型方法进行了阐述和分析。对基于博弈论思想的离线足迹规划和基于传感信息融合的在线滚动路径规划两种路径规划策略进行了剖析,同时对几何约束法、模糊逻辑法、神经网络法、遗传算法法、自然步态法等5种常用的离线步态规划方法和3类在线姿态调整及控制方法即基于动力学模型的方法、基于倒立摆模型的方法、不基于模型的方法的算法思想和实验应用进行了分析与评价。最后对仿人机器人运动规划评价方法和运动规划研究的发展进行了讨论。 展开更多
关键词 双足步行 运动规划 路径规划 足迹规划 博弈论 步态规划
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基于虚拟零力矩点FZMP的拟人机器人行走稳定性仿真 被引量:11
19
作者 殷晨波 周庆敏 +1 位作者 徐海涵 杨敏 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期2593-2597,共5页
给出了一个考虑外界干扰的拟人机器人整体模型的稳定性分析。通过引入虚拟零力矩点(FZMP)概念,提出了受到干扰的情况下维持拟人机器人的行走稳定性仿真方法。给出了支撑多边形的计算机表达方法和失稳时旋转边界自动确定方法。为了在不... 给出了一个考虑外界干扰的拟人机器人整体模型的稳定性分析。通过引入虚拟零力矩点(FZMP)概念,提出了受到干扰的情况下维持拟人机器人的行走稳定性仿真方法。给出了支撑多边形的计算机表达方法和失稳时旋转边界自动确定方法。为了在不同的情况下保持平衡,提出了包括步幅、手的支撑和身体重心调整三种新的控制措施。仿真实例表明所提出方法的正确可行性。 展开更多
关键词 拟人机器人 稳定性仿真 步态规划 ZMP 优化
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基于ADAMS的液压驱动四足机器人步态规划与仿真 被引量:15
20
作者 庄明 俞志伟 +2 位作者 龚达平 许明理 戴振东 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第7期100-102,共3页
为实现机器人的高负载、不平地面的高适应性运动要求,设计了一种液压驱动的四足机器人。分析了四足机器人的机械结构,机器人腿结构具有运动关节少、运动空间范围大特点,利用ADAMS规划设计了四足运动步态,并在ADAMS中进行动力学仿真。仿... 为实现机器人的高负载、不平地面的高适应性运动要求,设计了一种液压驱动的四足机器人。分析了四足机器人的机械结构,机器人腿结构具有运动关节少、运动空间范围大特点,利用ADAMS规划设计了四足运动步态,并在ADAMS中进行动力学仿真。仿真分析了对角步态下机器人质心位移、液压缸驱动力以及与地面的接触力等参数,获得了液压缸工作流量、功率参数。仿真结果验证了机器人结构设计、步态规划的可行性,为液压缸、发动机选型提供了参考依据。 展开更多
关键词 四足机器人 液压驱动 步态规划 ADAMS
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