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仿生六足机器人柔顺腿研究

中国机械工程 2023年第17期34卷 2089-2094页

作者：王伟韦浪刘富盛王国顺武汉大学动力与机械学院武汉430064

为探索弧形腿柔顺性对仿生六足机器人运动性能的具体影响,首先使用伪刚体模型描述弧形腿的变形特征,并给出了刚度的数学表达;然后基于该刚度模型,在Webots仿真环境中构建虚拟样机,通过设定弧形腿不同的刚度,分析了仿生六足机器人在运动... 详细信息

为探索弧形腿柔顺性对仿生六足机器人运动性能的具体影响,首先使用伪刚体模型描述弧形腿的变形特征,并给出了刚度的数学表达;然后基于该刚度模型,在Webots仿真环境中构建虚拟样机,通过设定弧形腿不同的刚度,分析了仿生六足机器人在运动速度、能量消耗等方面的变化;最后通过制作不同刚度的弧形腿在物理样机中进行了验证。研究结果表明,弧形腿的柔顺性可以用伪刚体模型准确描述,它可提高仿生六足机器人的运动速度并减小能量消耗。

关键词：仿生六足机器人柔顺腿刚性腿伪刚体模型

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仿生六足机器人的结构设计及运动分析

机床与液压 2019年第3期47卷 21-26页

作者：郭建谢鑫蒋品华南理工大学广州学院机械工程学院广东广州510800

在分析多足昆虫结构特点和运动功能特点的基础上,完成了仿生六足机器人的结构设计和样机制作。基于ADAMS与MATLAB联合编程,设计仿生六足机器人CPG(中枢模式发生器)控制模型。基于ADAMS对六足机器人进行直行步态运动仿真分析,得出六足机... 详细信息

在分析多足昆虫结构特点和运动功能特点的基础上,完成了仿生六足机器人的结构设计和样机制作。基于ADAMS与MATLAB联合编程,设计仿生六足机器人CPG(中枢模式发生器)控制模型。基于ADAMS对六足机器人进行直行步态运动仿真分析,得出六足机器人的直线运动步态控制数据。通过对样机实验,结果表明仿生六足机器人的运动稳定,满足设计要求。

关键词：仿生六足机器人 ADAMS MATLAB CPG控制模型步态

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仿生六足机器人的步态运动控制器设计

制造业自动化 2009年第12期31卷 179-181,184页

作者：张俊勇东方陕西国防工业职业技术学院西安710300

通过分析仿生六足机器人典型行走步态,采用多舵机分时控制思想,利用AT89C52单片机和舵机设计出步态运动控制器。该控制器可驱动机器人足部12个舵机协调运动,实现全方位的六足步态。

关键词：仿生六足机器人步态舵机分时控制

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仿生六足机器人的运动分析及步态仿真

机械设计与制造 2024年第7期 351-355页

作者：贾亮赵小溪叶长龙徐宏宇沈阳航空航天大学电子信息工程学院辽宁沈阳110131 沈阳航空航天大学机电工程学院辽宁沈阳110131

为了增强机器人在各种环境下的灵活性,设计了一种仿生六足机器人。利用Creo2.0软件设计仿生六足机器人的三维模型,并将三维模型导入ADAMS软件中建立仿真模型。通过ADAMS软件对仿生六足机器人进行直行步态仿真分析和转弯步态仿真分析,结... 详细信息

为了增强机器人在各种环境下的灵活性,设计了一种仿生六足机器人。利用Creo2.0软件设计仿生六足机器人的三维模型,并将三维模型导入ADAMS软件中建立仿真模型。通过ADAMS软件对仿生六足机器人进行直行步态仿真分析和转弯步态仿真分析,结果证实了仿生六足机器人的运动状态稳定,验证了仿生六足机器人的结构合理性和设计的正确性及有效性。同时,为实现仿生六足机器人的制作与开发提供了理论基础,也为实现仿生六足机器人的精确控制创造了条件。

关键词：仿生六足机器人 ADAMS 步态仿真

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仿生六足机器人虚拟模型和三段式控制研究

仿生六足机器人虚拟模型和三段式控制研究

作者：薛文超广西大学

学位级别：硕士

传统的轮式和履带式移动机器人,由于轮胎和履带的移动机制,只能运行于相对平整的地形上,且其活动范围受到场地大小的限制。而腿式移动机器人每条腿都具有多个自由度,可以依托孤立的地面支撑点立足,在面对复杂崎岖的不规则地形时具有极... 详细信息

传统的轮式和履带式移动机器人,由于轮胎和履带的移动机制,只能运行于相对平整的地形上,且其活动范围受到场地大小的限制。而腿式移动机器人每条腿都具有多个自由度,可以依托孤立的地面支撑点立足,在面对复杂崎岖的不规则地形时具有极强的灵活性与适应性。其中,六足机器人具有更好的稳定性、灵活度和对环境的应变性能,受到越来越多的关注。由于六足机器人本身结构复杂,运行环境多变,并且在运行中与环境交互频繁,这对六足机器人提出了很高的控制要求。针对六足机器人的运动控制问题,本文从课题组现有的仿生六足机器人实机出发,遵循从局部到整体的研究顺序,探索六足机器人三角步态稳定行走控制方法。论文的主要研究思路和内容如下:(1)根据仿生六足机器人实机的特殊结构,提出了用于描述机器人不同运动的多坐标系系统,采用D-H约定方法分析机器人单腿运动学,并建立了机器人单腿的位置速度关系模型。为机器人单腿和整体的分析控制奠定了基础。(2)按照机器人单腿的运动特点,将单腿运动分为站立相阶段与摆动相阶段,分别为两种相位设置不同的虚拟模型控制机构,并通过设计触发机制的方式,完成机器人单腿相位的切换。针对虚拟模型控制方法用于六足机器人运动控制时,需要构建复杂约束矩阵的问题,舍弃直接控制整体的方法,将机器人看作多条腿的有序组合,分别对每条腿施加控制效果。仿真证明虚拟模型控制可以很好的跟踪设定的单腿运动轨迹。(3)在Raibert的弹跳机器人三段式控制基础上,结合对人类行走运动的研究,提出了适合足式机器人的三段式控制方法。将足式机器人的运动控制分解为躯干姿态控制、抬腿高度控制、运动速度控制,根据机器人运动模式,运动速度控制又分为前进速度控制和角速度控制。同时,为协调机器人整体的运动建立了状态机。并根据状态机以及机器人控制算法设计了六足机器人三角步态控制器。最后,仿真和实机实验表明,六足机器人能够以三角步态在平地上平稳移动,三段式控制的各个控制部分具有良好的解耦性,机器人可克服台阶、斜坡等不平坦地形。

关键词：仿生六足机器人虚拟模型控制三段式控制三角步态

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基于GPS的仿生六足机器人实时导航定位

计算机工程 2009年第12期35卷 166-168页

作者：赵小川罗庆生韩宝玲肖伟北京理工大学机电学院北京100081 北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083

根据微小型仿生六足机器人的作业任务和工作环境要求,搭建一套基于嵌入式数字信号处理器TMS320VC 5509A DSP和Superstar Ⅱ GPS接收板卡的机器人导航系统。采用Marconi Binary串行数据传输标准协议采集全球定位系统(GPS)的定位数据,提... 详细信息

根据微小型仿生六足机器人的作业任务和工作环境要求,搭建一套基于嵌入式数字信号处理器TMS320VC 5509A DSP和Superstar Ⅱ GPS接收板卡的机器人导航系统。采用Marconi Binary串行数据传输标准协议采集全球定位系统(GPS)的定位数据,提出用切面投影定位法对GPS提供的定位数据进行坐标转换,并根据转换后的结果对仿生六足机器人的航迹进行修正。实验结果表明该导航定位系统具有良好的实时性和定位精度。

关键词：导航定位全球定位系统仿生六足机器人

新型仿生六足机器人运动控制技术的研究与探索

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机械设计与研究 2006年第2期22卷 17-21页

作者：罗庆生韩宝玲毛新黄麟北京理工大学机电工程学院北京100081 北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081

在仿生学研究的基础上,采用模块化分散递阶控制技术构建了仿生六足机器人控制系统,从结构系统分析、控制系统设计、运动特性分析、运动流程控制等各环节加以研究和探索,并通过M atlab进行了轨迹跟踪仿真试验。仿真结果表明机器人具有较... 详细信息

在仿生学研究的基础上,采用模块化分散递阶控制技术构建了仿生六足机器人控制系统,从结构系统分析、控制系统设计、运动特性分析、运动流程控制等各环节加以研究和探索,并通过M atlab进行了轨迹跟踪仿真试验。仿真结果表明机器人具有较好的运动特性和良好的抗干扰能力,从而为仿生六足机器人运动功能的进一步完善奠定了基础。

关键词：仿生六足机器人模块化分散递阶控制技术控制系统设计运动流程控制系统仿真试验

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新型仿生六足机器人导航系统的建模与仿真

传感器与微系统 2008年第7期27卷 117-120页

作者：侯保江韩宝玲罗庆生赵小川北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081 北京理工大学宇航科学技术学院北京100081

针对新型仿生六足机器人工作任务和作业环境的要求,设计了一种基于INS-GPS器件的专用组合式导航系统。该导航系统采用集中开环式组合方式,以INS和GPS器件输出的导航数据差作为滤波器的输入值,运用经典卡尔曼滤波理论对该导航系统进行了... 详细信息

针对新型仿生六足机器人工作任务和作业环境的要求,设计了一种基于INS-GPS器件的专用组合式导航系统。该导航系统采用集中开环式组合方式,以INS和GPS器件输出的导航数据差作为滤波器的输入值,运用经典卡尔曼滤波理论对该导航系统进行了实时修正,并根据仿生六足机器人运动特性和测量任务的要求,建立了该导航系统的位置、速度组合测量方程,并运用MATLAB软件进行了仿真,仿真结果表明:采用该组合式导航系统可大大提高仿生六足机器人的导航精度,为仿生六足机器人实现智能化、实时化控制奠定了基础。

关键词：仿生六足机器人组合式导航系统 INS-GPS 卡尔曼滤波建模与仿真

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仿生六足机器人虚拟模型控制

计算机与数字工程 2024年第1期52卷 271-276页

作者：薛文超胡立坤广西大学电气工程学院南宁530004

论文针对仿生六足机器人运动问题,提出了一种基于虚拟模型控制(Virtual Model Control,VMC)的简单直观的运动控制方法。在VMC框架中,一系列虚拟原件安装在机器人关节上,以产生相应的虚拟力。将机器人腿的运动模式分为站立相和摆动相两... 详细信息

论文针对仿生六足机器人运动问题,提出了一种基于虚拟模型控制(Virtual Model Control,VMC)的简单直观的运动控制方法。在VMC框架中,一系列虚拟原件安装在机器人关节上,以产生相应的虚拟力。将机器人腿的运动模式分为站立相和摆动相两个阶段。站立相中,VMC被用于控制机器人躯干姿态,包括躯干高度和欧拉角;摆动相中,VMC为摆动腿提供控制,使其遵循期望的轨迹。通过状态机实现机器人腿状态切换和运动配合。仿真结果表明,设计的控制器可以实现六足机器人三角步态稳定行走。

关键词：仿生六足机器人虚拟模型控制站立相摆动相三角步态