模块化多足机器人腿部工作空间研究

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作者 刘俊森 武炎明 《内燃机与配件》 2024年第6期128-130,共3页

为了使机器人能够适应复杂的工作环境,提出了一种新型模块化可重构多足机器人,其六条腿在正六边形躯体的六个面上均匀分布。机器人具有臂腿转换功能,机器人执行任务时,能够将腿转换成机械臂。首先,基于Denavit-Hartenberg(D-H)方法,建... 为了使机器人能够适应复杂的工作环境,提出了一种新型模块化可重构多足机器人,其六条腿在正六边形躯体的六个面上均匀分布。机器人具有臂腿转换功能,机器人执行任务时,能够将腿转换成机械臂。首先,基于Denavit-Hartenberg(D-H)方法,建立机器人腿部的数学模型,并进行运动学分析。然后采用蒙特卡洛法对机器人的腿部工作空间进行求解,为后续机器人的运动控制、执行任务提供参考。 展开更多

关键词 多足机器人 可重构 工作空间 蒙特卡洛法

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基于ADAMS的四足机器人运动仿真研究 被引量：4

2

作者 陈亚 王宇翔 祝巍 《河北工业科技》 CAS 2013年第6期424-428,共5页

作为工业机器人的一个主要研究分支,多足机器人具有很强的环境适应性和运动灵活性,正在日益受到重视。应用三维建模软件UG建立了四足机器人的模型,导入到虚拟样机分析软件ADAMS中生成虚拟样机模型,并对四足机器人进行了步态规划,利用MAT... 作为工业机器人的一个主要研究分支,多足机器人具有很强的环境适应性和运动灵活性,正在日益受到重视。应用三维建模软件UG建立了四足机器人的模型,导入到虚拟样机分析软件ADAMS中生成虚拟样机模型,并对四足机器人进行了步态规划,利用MATLAB计算得到机器人关节运动轨迹,导入到ADAMS中,模拟了机器人的实际运动状态,得到其爬行轨迹。利用虚拟样机进行仿真为多足机器人步态规划的研究提供了一种良好的试验方法。 展开更多

关键词 运动学仿真 四足机器人 ADAMS 虚拟样机

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地面可移动服务机器人发展现状 被引量：15

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作者 李瑞峰 李汉舟 《导航与控制》 2017年第1期104-112,共9页

行走机构决定了地面可移动服务机器人的特性和应用领域,按照行走机构的不同,将地面可移动服务机器人分为轮式、履带式和多足式,介绍了各种地面可移动服务机器人的发展现状和应用特点,特别探讨了双足机器人在人类生活中的应用前景。提出... 行走机构决定了地面可移动服务机器人的特性和应用领域,按照行走机构的不同,将地面可移动服务机器人分为轮式、履带式和多足式,介绍了各种地面可移动服务机器人的发展现状和应用特点,特别探讨了双足机器人在人类生活中的应用前景。提出了地面可移动服务机器人7大关键技术:导航定位、路径规划、多传感器融合、机构设计与动力、智能控制、能源供给和管理、人机接口。分析了发展地面服务机器人的迫切性,给出了我国军用和民用可移动服务机器人的关系和发展思路思路。 展开更多

关键词 地面可移动机器人 服务机器人 轮式 履带式 多足式 两足类人机器人

原文传递

基于能耗最优的多足机器人综合步态优化方法 被引量：4

4

作者 张世俊 邢琰 胡勇 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期32-39,共8页

为综合研究步态参数、摆动腿足端轨迹和机身运动轨迹对多足机器人步态稳定性和能耗的影响,文章提出一种基于能耗最优的多足机器人综合步态优化方法,将步态优化过程转换为两个嵌套的子优化问题。首先,采用一种基于零力矩点稳定性理论的... 为综合研究步态参数、摆动腿足端轨迹和机身运动轨迹对多足机器人步态稳定性和能耗的影响,文章提出一种基于能耗最优的多足机器人综合步态优化方法,将步态优化过程转换为两个嵌套的子优化问题。首先,采用一种基于零力矩点稳定性理论的机身运动轨迹规划方法,针对给定的下一步落足点和支撑多边形,规划机身运动轨迹,在保证机身轨迹连续平滑的同时,确保机器人在迈步过程中的稳定性。其次,提出一种基于能耗指标的周期性步态优化方法,建立足式机器人虚拟样机模型作为步态优化模型,对步态参数、摆动腿足端轨迹和机身运动轨迹同时进行优化,保证机器人的步态稳定性,得到使机器人前进单位距离能耗最小的步态。最后,搭建足式机器人虚拟样机仿真平台,仿真结果表明,采用本文的步态优化方法,在保证机器人平稳前进的同时,机器人前进单位距离能耗与优化前相比降低了约14%。 展开更多

关键词 多足机器人 步态优化 足端轨迹 零力矩点 虚拟样机模型

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可越障多足机器人机构设计与仿真分析 被引量：2

5

作者 刘俊 王程民 王峰 《机械传动》 北大核心 2021年第10期85-90,共6页

设计了一种可越障多足机器人,该机器人具有移动速度快,越障能力强等特点。腿部机构设计是影响多足机器人运动特性的重要因素之一,采用曲柄摇块机构原理设计了一种新型的多足机器人腿部机构。为了保证机器人移动过程中重心不发生变化,运... 设计了一种可越障多足机器人,该机器人具有移动速度快,越障能力强等特点。腿部机构设计是影响多足机器人运动特性的重要因素之一,采用曲柄摇块机构原理设计了一种新型的多足机器人腿部机构。为了保证机器人移动过程中重心不发生变化,运用Matlab软件对踏片的踏面曲线进行设计,并分析了腿部机构不同尺寸参数对踏面曲线、单个踏片与地面接触点水平方向运动速度和加速度的影响规律。同时,设计了多足机器人的辅助爬升机构,并分析了多足机器人翻越障碍物的工作流程。最后,通过虚拟样机运动仿真以及实物样机试验验证了可越障多足机器人机构设计的可行性。 展开更多

关键词 多足机器人 腿部机构 曲柄摇块 运动分析 越障

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可变执行机构智能教学移动机器人系统原型及应用 被引量：2

6

作者 张国亮 王展妮 +2 位作者 王田 赵一霖 吴昊 《华侨大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第1期98-102,共5页

提出一种基于BASIC Stamp2的可变执行机构移动教学机器人设计方案.通过在同一机器人底架上设计不同的行走机构,使功能扩展与制造成本之间取得平衡,系统各项功能测试验证了软硬件设计的可行性.结果表明:所建立的系统不仅丰富了传统教学... 提出一种基于BASIC Stamp2的可变执行机构移动教学机器人设计方案.通过在同一机器人底架上设计不同的行走机构,使功能扩展与制造成本之间取得平衡,系统各项功能测试验证了软硬件设计的可行性.结果表明:所建立的系统不仅丰富了传统教学机器人的功能,同时有效降低了重复设计不同运动机构的成本. 展开更多

关键词 教学机器人 BASIC Stamp2 履带机器人 多足机器人

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一种四足机器人直线步态规划方法及仿真研究 被引量：2

7

作者 章壮 吴志鑫 +2 位作者 张杉桂 龙海柱 李明富 《信息技术》 2017年第3期68-71,75,共5页

针对多足机器人研究中存在前进方向不稳定的问题,以减少机器人运动过程中除直线运动方向以外的其他所有方向上的附运动为目的,推导出一种适应于四腿十二自由度的机器人直线步态规划方法。基于所推导的运动学方程和步态规划方法,通过多... 针对多足机器人研究中存在前进方向不稳定的问题,以减少机器人运动过程中除直线运动方向以外的其他所有方向上的附运动为目的,推导出一种适应于四腿十二自由度的机器人直线步态规划方法。基于所推导的运动学方程和步态规划方法,通过多组数据进行计算机仿真分析,给出了机器人行走过程中机身高度偏差曲线和侧偏量偏差曲线,结果显示电机精度对步态的误差影响较大,而信号采样率的影响不明显。结合机器人步态实验,验证了该四足机器人步态规划方法的合理性和有效性。 展开更多

关键词 多足机器人 直线平动 仿真分析

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转向盘式六足机器人设计及全方位运动控制 被引量：2

8

作者 王国富 高峰 +1 位作者 罗杨宇 徐国艳 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期129-134,共6页

基于转向盘的全方位步行机器人综合了腿式机器人与车辆方向盘的结构特征,为了对其运动性能及运动控制进行系统研究,介绍了该机器人的设计思想、机构特色及运动原理.建立了该机器人的等效操作臂模型,给出操作臂的雅克比矩阵,推导出操作... 基于转向盘的全方位步行机器人综合了腿式机器人与车辆方向盘的结构特征,为了对其运动性能及运动控制进行系统研究,介绍了该机器人的设计思想、机构特色及运动原理.建立了该机器人的等效操作臂模型,给出操作臂的雅克比矩阵,推导出操作臂在关节空间和笛卡尔空间下的动力学方程,以此给出了转向系统的非线性闭环控制模型.基于Adams与Matlab/Simulink对机器人全方位运动进行了PID联合控制仿真,并对样机模型进行了实验研究.结果表明:转向盘式步行机器人在全方位运动控制方面灵活性好,方向精度高,控制简单可靠. 展开更多

关键词 多足机器人 全方位运动控制 方向转盘 月球车 智能车辆

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多足步行机附着性能及其与稳定性能的关系

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作者 徐佩君 马培荪 黄步玉 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第4期122-125,共4页

本文分析了步行足的附着特性、步行机附着性能及与稳定性能的关系，所得结果有利于提高步行机的实际行走能力．

关键词 步行机 附着性能 稳定性 步行足

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运动仿真技术与参数化设计应用于科普展品的研发——以多足机器人为例 被引量：1

10

作者 李岩 柏祖军 +2 位作者 刘方 刘永斌 舒玉恒 《科学教育与博物馆》 2020年第3期178-184,共7页

本文以多足机器人展品设计为例,应用参数化设计思想,实现模型和设计输出的全数字化和参数化,通过变量化参数的赋值,可快速得到不同尺寸和形状的系列化产品,以此来阐述仿真技术与参数化设计在科普展品开发过程中的指导性作用.

关键词 科普展品 运动仿真 参数化设计 多足机器人 连杆机构

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六足机器人机构优化设计及运动仿真分析 被引量：1

11

作者 王贵敏 《现代机械》 2017年第6期5-9,共5页

针对多连杆组合机器人驱动复杂性问题,对一种齿轮—连杆组合机构的六足机器人进行优化设计。采用优化算法对腿部各连杆尺度进行了优化分析并进行了运动学仿真,在相同工况下分别对机器人直线行走、曲线行走以及直线—曲线行走的质心轨迹... 针对多连杆组合机器人驱动复杂性问题,对一种齿轮—连杆组合机构的六足机器人进行优化设计。采用优化算法对腿部各连杆尺度进行了优化分析并进行了运动学仿真,在相同工况下分别对机器人直线行走、曲线行走以及直线—曲线行走的质心轨迹、关节的角速度、角加速度进行分析并对比优化前与优化后实验数据。实验结果表明,六足机器人机构设计符合实际情况,模型优化的合理性与准确性得到进一步验证,进而为以后多足机器人更深入研究奠定基础。 展开更多

关键词 多足机器人 齿轮-连杆机构 优化设计 运动分析

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基于多足机器人主题的学生创新能力培养方法探索与实践 被引量：1

12

作者 荣誉 邢妍 +1 位作者 曲梦可 肖念新 《河北科技师范学院学报》 CAS 2013年第4期52-55,68,共5页

根据我国制造业对创新型人才需求,提出了一套学生创新设计能力培养方法,具体包括:学生创新团队建立方法、学生创新设计活动指导方法和学生创新设计成果评价方法。以多足机器人为主题,通过对4个创新设计小组的指导实践,把培养方法和实际... 根据我国制造业对创新型人才需求,提出了一套学生创新设计能力培养方法,具体包括:学生创新团队建立方法、学生创新设计活动指导方法和学生创新设计成果评价方法。以多足机器人为主题,通过对4个创新设计小组的指导实践,把培养方法和实际教学融为一体。以全国性学科竞赛为平台,对学生的创新设计成果进行了评价,同时验证本研究提出的创新设计能力培养方法的合理性和有效性。 展开更多

关键词 多足机器人 创新设计 培养方法

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多足机器人混合驱动机构的特定轨迹分析与实验研究

13

作者 王浩 王支荣 +2 位作者 金虎 杨杰 董二宝 《机电一体化》 2014年第7期3-7,13,共6页

引入混合驱动机构的多足机器人能够实现快速移动,同时具有良好的灵活机动能力。针对该类基于混合驱动机构的多足机器人腿部机构的足端轨迹运动控制问题,首先进行了混合驱动七杆机构的运动学分析,得到了机构末端点的轨迹曲线簇;然后利用... 引入混合驱动机构的多足机器人能够实现快速移动,同时具有良好的灵活机动能力。针对该类基于混合驱动机构的多足机器人腿部机构的足端轨迹运动控制问题,首先进行了混合驱动七杆机构的运动学分析,得到了机构末端点的轨迹曲线簇;然后利用线性插值方法寻找特定轨迹与轨迹曲线簇的近似交点序列;进而推导出相对应的曲柄角度和丝杠长度序列,从而控制曲柄电机和丝杠电机的运动实现特定足端轨迹。以直线轨迹和大跨步轨迹为例进行实验研究,其结果表明实际轨迹与理论轨迹的吻合程度较高,误差的波动范围较小,在机器人腿部机构的足端轨迹规划中应用上述方法具有可行性。 展开更多

关键词 多足机器人 混合驱动机构 轨迹规划 实验研究

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闭链双模式多足平台的设计与研究

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作者 武可庚 翟美丽 《机械设计与制造工程》 2020年第8期32-36,共5页

腿式平台具备良好的地形适应性和机动性,可以在复杂的环境下展开作业。考虑到开链腿机构受限于关节驱动的数量、质量及响应速度,提出一种兼具上肢和下肢的新型单动力十连杆闭链腿机构,搭建具备正反两种行走模式的二十四足行走底盘,实现... 腿式平台具备良好的地形适应性和机动性,可以在复杂的环境下展开作业。考虑到开链腿机构受限于关节驱动的数量、质量及响应速度,提出一种兼具上肢和下肢的新型单动力十连杆闭链腿机构,搭建具备正反两种行走模式的二十四足行走底盘,实现正面十六足行走、反面八足行走。对所搭建多足平台进行机构设计和运动学分析,得到腿部运动参量;基于单元构造和整机集成,进行步态特性分析;最后开展动力学仿真分析,验证多足行走平台的高频驱动特性、多闭链支撑牵引特性与双模式行走机动性能。 展开更多

关键词 闭链机构 腿式平台 多足机器人 运动学分析 动力学仿真

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手脚融合多足机器人控制系统设计

15

作者 张欲晓 杨志林 +1 位作者 王新杰 曾显群 《郑州轻工业学院学报（自然科学版）》 CAS 2011年第1期107-110,共4页

针对手脚融合多足机器人关节多、控制复杂的特点,设计并实现了一种基于CANopen网络的分布式运动控制系统.该系统采用专用的运动控制器和数字增量型编码器实现了对机器人各关节的闭环控制.通过CANopen网络建立关节间的通信模型,增强了控... 针对手脚融合多足机器人关节多、控制复杂的特点,设计并实现了一种基于CANopen网络的分布式运动控制系统.该系统采用专用的运动控制器和数字增量型编码器实现了对机器人各关节的闭环控制.通过CANopen网络建立关节间的通信模型,增强了控制系统的可重构性和容错能力,有效地支持了多关节的实时联动.利用基于CMO/COM模型的软件体系结构对每个关节电机进行软件控制,采取分层思想设计了CANopen通信程序.实验结果表明,运动控制系统能够稳定可靠地工作. 展开更多

关键词 手脚融合 多足机器人 控制系统 闭环控制 CANOPEN CMO COM

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基于识别图模型的多足机器人导航数据提取信息方法

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作者 刘罡 朱茂飞 +1 位作者 张春鹏 钟华 《佳木斯大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第1期45-48,150,共5页

从传感器数据中学习行为模式对于高级活动推理极其重要。展示了如何从北斗导航数据的痕迹中提取多足机器人的活动和重要的地方。设计的系统使用识别图模型中的分层条件随机场来生成多足机器人的活动和地点的一致模型。实验显示了系统能... 从传感器数据中学习行为模式对于高级活动推理极其重要。展示了如何从北斗导航数据的痕迹中提取多足机器人的活动和重要的地方。设计的系统使用识别图模型中的分层条件随机场来生成多足机器人的活动和地点的一致模型。实验显示了系统能够使用收集的数据中训练的模型来稳健地估计多足机器人的活动。 展开更多

关键词 识别图 条件随机场 多足机器人 北斗导航数据

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一种高效的多足机器人足端力分配计算方法

17

作者 曾怡 郭祖华 赵士杰 《机械研究与应用》 2015年第3期101-104,共4页

多足机器人在移动过程中存在足端力多解问题,首先归纳了求解该问题的两种方法,即伪逆法和优化法,指出两种算法各自存在的问题,然后提出了一种新的力/力矩分配算法,推导了以动力学方程为基础的计算模型。以六足机器人三条腿支撑情况为例... 多足机器人在移动过程中存在足端力多解问题,首先归纳了求解该问题的两种方法,即伪逆法和优化法,指出两种算法各自存在的问题,然后提出了一种新的力/力矩分配算法,推导了以动力学方程为基础的计算模型。以六足机器人三条腿支撑情况为例比较了三种算法的优劣,计算结果表明新算法用时短,所得分配方案使机器人行走时能耗小,是一种高效的足端反力的求解方法。 展开更多

关键词 多足机器人 足端力分配 动力学

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基于运动精确度的步行机器人轨迹跟踪中控制节点的契比雪夫插值研究 被引量：4

18

作者 王良文 唐维纲 +1 位作者 王新杰 何彩繁 《机械设计》 CSCD 北大核心 2011年第9期21-25,共5页

研究在轨迹跟踪中以契比雪夫函数确定运行轨迹的控制节点,对多足步行机器人期望的质心轨迹逼近,以提高机器人的运动精度问题;在对相关理论进行描述的基础上,以机器人ZQROT-I运行给定二次曲线轨迹为例,利用ADAMS,对该机器人在运行过程中... 研究在轨迹跟踪中以契比雪夫函数确定运行轨迹的控制节点,对多足步行机器人期望的质心轨迹逼近,以提高机器人的运动精度问题;在对相关理论进行描述的基础上,以机器人ZQROT-I运行给定二次曲线轨迹为例,利用ADAMS,对该机器人在运行过程中采用相同轨迹函数及不同控制节点对机器人运动精度的影响进行了比较分析。分析结果可以作为机器人优化控制方案的依据。 展开更多

关键词 多足步行机器人 运动精度 轨迹跟踪 控制节点 契比雪夫插值

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多足步行机器人液压控制系统研究现状与发展趋势 被引量：4

19

作者 翟硕 虞拯 金波 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期958-968,共11页

针对多足步行机器人液压系统能量损失较大、结构相对单一及控制策略相对复杂等问题,从机器人液压系统和控制策略2个方面分析了多足步行机器人液压控制系统现状.将液压系统从泵源、液压执行器和液压控制结构3个方面分别阐述.从动力来源... 针对多足步行机器人液压系统能量损失较大、结构相对单一及控制策略相对复杂等问题,从机器人液压系统和控制策略2个方面分析了多足步行机器人液压控制系统现状.将液压系统从泵源、液压执行器和液压控制结构3个方面分别阐述.从动力来源和油路结构介绍了泵源,从结构分类、一体化集成和特殊功能简述了不同液压执行器的应用,从阀控液压系统和泵控液压系统介绍了液压控制结构.从自由空间和约束空间两方面介绍了系统控制策略.多足步行机器人液压系统的发展方向包括小型化、轻量化、节能降耗、降低噪声和泄漏以及对控制策略的改进. 展开更多

关键词 多足步行机器人 液压系统 控制策略

原文传递

多足仿生步行机器人的机构设计与功能分析 被引量：2

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作者 祝小梅 蔡勇 臧红彬 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第9期35-38,共4页

设计了一种新型的多足仿生步行机器人的机械结构,运用D-H齐次坐标变换矩阵建立其运动学方程,并以最大越障能力为目标函数以连杆长度为约束函数对腿部机构进行优化,得出最佳多足仿生步行机器人的机械结构。基于虚拟样机技术对该多足仿生... 设计了一种新型的多足仿生步行机器人的机械结构,运用D-H齐次坐标变换矩阵建立其运动学方程,并以最大越障能力为目标函数以连杆长度为约束函数对腿部机构进行优化,得出最佳多足仿生步行机器人的机械结构。基于虚拟样机技术对该多足仿生步行机器人进行爬坡能力、通过复杂路面能力、转弯步态规划等功能分析。仿真结果表明该多足仿生步行机器人机构具有自由度少、控制简单、运动灵活、爬坡能力良好、地形适应性强、转弯稳定性好等特点。 展开更多

关键词 多足仿生步行机器人 虚拟样机 运动学分析 优化设计 功能分析

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