两足步行机器人计算机控制系统设计方法的研究

以ＰＩＤ控制为基础，提出了一种适应于两足步行机器人计算机控制系统的设计方法，并对一些相关问题进行了讨论．本文提出的这种设计方法已被成功地应用于ＮＡＩＷＲ－１两足步行机器人．实践证明，它对控制两足步行机器人的稳定行走是有效和可行的．     

载人步行椅机器人的自由度和腿机构上平台的布置方式分析

针对现存步行椅机器人功能单一、承载能力低、无法在复杂环境中工作等问题,提出了一种新型的载人并联腿步行椅机器人。这种机器人既可作为四足步行机器人,也可作为两足步行机器人使用。考虑步行机器人合并和转化的可实现性,分别选用6-UPS并联机构和(2-UPS+UP)S混联机构作为两足和四足时的腿机构。结合螺旋理论和自由度公式,求解了步行椅在不同运动方式下腿机构和机体机构的自由度,证明了所选腿机构满足步行椅的设计和行走要求。应用两足步行时腿机构的工作空间,对腿机构上平台在座椅上的对称布置方式进行了定量和定性分析,选出最优布置方式。通过对载人步行椅机器人自由度和腿机构上平台布置方式的分析,为步行椅机器人运动学、动力学研究奠定理论基础。     

日本两足机器人背人攀登台阶

日本研究人员成功开发出了能够背人攀登台阶的两足机器人。     

无侧摆关节型两足步行机器人转弯步态规划方法的研究

首先介绍了无侧摆关节型两足步行机器人的平衡方法，然后对这类两足步行机器人转弯运动的步态规划进行了详细研究，建立了转弯过程中２只脚不发生干涉的条件以及为维持步行稳定性对重心的约束条件，最后通过对ＮＡＩＷＲ－１两足步行机器人的转弯运动进行计算机仿真，证实了本文所提出的转弯步态规划方法的正确性。     

助老助残四足/两足可重构并联腿步行机器人运动学建模与仿真

结合并联腿步行机器人和可重构机器人的优点,设计了一种新型的助老助残四足/两足可重构并联腿步行机器人,进行了该机器人的构型设计。以四足并联腿步行机器人为研究对象,根据步行机器人整机的结构特征和基本并联腿的运动特征,将整机的运动学问题转化为单个并联腿的运动学问题,建立了机器人整机系统的完整的运动学模型,进行了机器人在爬行步态下的仿真分析,得出了驱动器杆长的仿真曲线。该项研究为四足并联腿步行机器人整机的动力学分析和控制奠定了一定的基础。     

关键词

两足奔跑机器人据英国《每日邮报》报道,日本研究人员近日公布了一款小型的两足机器人,这是目前世界上行进速度最快的此类机器人之一。这款机器人名为＂Achires＂,即＂活动协调高速图像处理奔跑实验系统＂的缩写。它采用一台高速摄像机进行景物识别,可以实现向前俯身奔跑而不会摔倒。     

具有弹性阻尼环节的步行机器人动步态仿真

在研究一种弹性腿机构的基础上,建立了两足步行机器人的动力学模型,设计了上阶梯的动步态．仿真结果表明,在腿机构的适当位置加入弹性阻尼元件能够减少驱动力矩（力）以及驱动功率的峰值．     

具有弹性阻尼环节的步行机器人动步态仿真

在研究一种弹性腿机构的基础上，建立了两足步行机器人的动力学模型，设计了上阶梯的动步态，仿真结果表明，在腿机构的适当位置加入弹性阻尼元件能够减少驱动力矩（力）以及驱动功率的峰值。     

两足机器人质量分布与步行稳定性及效率关系研究

研究两足机器人质量分布对步行ZMP(zero moment point)稳定阈度及步行效率的影响.采用稳定的参数化步态,在步态不变的情况下,改变机器人各连杆的质量分布,观察其对ZMP稳定阈度及步行效率的影响.仿真实验结果表明,合理选择大腿、小腿和上身的质量分布可以显著增加ZMP稳定阈度和步行效率.     

基于VB的教学型手臂机器人设计

机器人已代替人类广泛应用于现代工业的流水线生产过程中.介绍了教学型手臂机器人设计的总体方案,以及其结构和控制系统的设计.采用VisualBasic可视化语言进行程序设计,界面简单,易操作.采用计算机控制技术,设计了教学型手臂机器人控制系统.     

可变执行机构智能教学移动机器人系统原型及应用

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.     

教学机器人实验系统的开发

本文首先介绍了教学机器人实验系统的设计思想和系统构成，然后对其工作方式及与上位机的联机操作方法作了简要的说明，最后对该系统中模拟通用机器人语言所开发的模拟机器人语言的语句及应用这种机器人语言进行编程的特色作了专门的阐述．     

基于公理化理论的自动装配与焊接系统设计

公理设计理论为由多机器人组成的多零部件集成装配与自动焊接系统的设计提供了一种指导性的框架.基于公理设计理论,应用独立公理对多机器人集成焊接系统的结构设计进行了分析和论述,给出了系统的功能需求与设计参数之间的映射关系以及设计流程,然后基于信息公理以上料系统为例,介绍了上料系统设计方案的优化方法.通过对系统进行计算机运动仿真,验证了系统设计的可行性和有效性,该系统已投入实际应用.     

腿型跳跃机器人控制系统设计与实现

为了研究跳跃机器人的运动性能和控制方法,介绍了一种双关节腿型跳跃机器人系统的特点,并根据其功能要求提出了机器人控制系统的设计目标．据此设计并实现了以TMS320F2812为核心的控制系统,针对相应的功能完成了各功能模块的设计及软硬件实现．最后在试验平台上进行了相关试验,试验结果表明该控制系统的性能指标能够满足对跳跃机器人进行实时控制的要求．     

足球机器人控制系统的设计与实现

足球机器人小车是机器人足球比赛的执行机构,介绍了一种基于DSP的足球机器人控制系统的实现方案。描述了系统组成各个模块的硬件实现,并给出了相应的软件设计方案。实验证明,该系统不仅简化了系统的外围设备,降低了系统的损耗,而且提高了机器人的稳定性和实时性,获得了更好的控制效果。     

一种基于柔性腿部与主动腰部的仿猫四足机器人设计方法

目前大多数四足机器人以刚性腿部结构设计而成,部分机器人加入了单一自由度的腰部实现单方向的运动,但是总的来说都难以实现动物腿部肌肉、腰、脊椎关节的柔性运动。在四足动物中,猫拥有极强的运动灵活性。为更好地模拟猫的运动特性,参照猫的腿部骨骼结构和柔性组织,提出了一种具有柔性腿部和主动腰部的仿猫四足机器人设计方法。首先,从仿生学的角度研究猫的生理结构和运动方式,设计了包含弹簧-阻尼器系统四杆机构的柔性腿部,转动灵活且工作稳定的主动腰部和带有脊柱固定系统的前后躯干。同时,使用有限元分析工具对受力情况复杂的关键零件进行强度与刚度优化。之后,开发了运用新设计的仿猫四足机器人原型机,通过运动仿真软件配合原型机,进行了Trot步态行走、跳跃、落地缓冲和越障等实验。实验结果表明,相较传统的刚性腿部结构和单自由度腰部,应用该设计方法的四足机器人在运动性能方面有着显著优势,充分验证了其可行性与有效性。研究结果为四足机器人的设计提供了一种新的解决方案并给出了其理论依据和参考设计实例。     

类人足球机器人控制系统的设计与实现

基于机器人复杂的决策控制和步态管理,采用了个人数字助理（PDA）和数字信号处理器（DSP）组合,并以Windows Mobile作为软件平台。具体分析了控制系统的硬件设计和软件设计方法。真实环境中的实验及比赛结果证明,该控制系统可以实现机器人的复杂控制。     

平面五杆并联机器人控制系统设计

介绍了平面五杆并联机器人控制系统设计,控制系统采用PC机为上位机、MC206X运动控制器为下位机的硬件结构和基于Windows操作系统的Motion Perfect2的软件系统.此控制系统由两个伺服电机驱动五杆机构,使平面五杆并联机器人具有更大的柔性和应用潜力.     

教学机器人主从式多机通信系统设计

介绍了主从式单片机多机通信系统的原理与设计方法，并结合实例具体介绍了教学机器人串行通讯系统的设计，有效地解决了多机通信中易出现短路故障的问题。