空间多关节六足步行机器人机构的轻便性分析

本文讨论了空间多关节六足步行机器人轻便性的评价指标.分析了步行机器人横向行走和纵向行走,驱动力矩按能量最优分配时,步行机腿上第一关节轴线的方向对步行机轻便性的影响.     

步行机器人缩放式腿机构参数的选择法

本文从机构传动性能的角度出发,对步行机(亦称步行机器人)缩放式腿机构与足的运动空间进行了分析,给出了当足的实用运动空间为最大时,机构参数的确定方法。     

基于Petri网模型控制的步行机器人的自由步态

为解决步行机器人在复杂环境下的运动问题 ,根据步行运动的特点 ,提出了单腿运动的 Petri网控制模型 ,又以5足步行机为例 ,建立了与其腿数相对应的多腿协调控制模型 ,并制定了相应的控制策略。在此基础上 ,重新提出了有关步行机器人自由步态的有关概念及其运动规划算法 ,定义了保持静稳定行走状态的运动条件和判断方法。最后对 5足步行机在平面不连续落足区内的跨沟运动进行了仿真。仿真结果表明 ,提出的运动控制模型和自由步态能够自动适应运动环境 ,实现离散地形下的步行运动     

负载型四足步行平台静步态行走虚拟模型控制

为实现负载型四足步行平台静步态柔顺行走,减小控制方法的复杂程度,提出了一种基于机体虚拟模型的步行平台静步态行走控制方法。将平台静步态行走控制分为支撑阶段足端力的求解、摆动腿的运动控制及机体运动控制三部分。对于静步态行走支撑阶段中存在的三足及四足支撑阶段,分别在平台整体受力分析基础上,通过添加相应的约束条件,实现了其各方向的力可控。通过在摆动腿足端实际位置与理想位置之间添加虚拟的弹簧阻尼元件实现了足端轨迹跟踪准确性及足端着地时的柔顺性。通过在机体实际位置及期望位置之间添加相应的虚拟弹簧阻尼元件,结合平台机体轨迹规划实现其静步态行走。并通过机动平台平地及爬越台阶静步态行走仿真验证了控制算法的有效性。     

四足机器人坡面行走稳定性分析

为了提高四足机器人坡面行走的稳定性,四足机器人的小腿采用液压缸,并提出了通过增大机器人后腿小腿腿长和减小前腿小腿腿长的方法,使机器人质心向前移动,从而提高坡面行走稳定性.对四足机器人进行了运动学分析,计算了四足机器人前腿和后腿小腿腿长的调整量与坡面倾斜角度的关系.利用Adams和Matlab,对四足机器人进行了联合仿真.仿真结果表明,四足机器人能够以trot步态在坡面上稳定行走,验证了四足机器人质心调整方法的有效性.     

平面连杆机构实现直线行走轨迹的研究①

该文基于平面连杆组合机构设计了一种单自由度步行机构的腿机构，主要对这种机构的急回特性进行了详细的分析，并对其进行轨迹等运动特性研究。讨论了轨迹直线度和行走性能特性，为步行机的设计提供了参考依据。     

基于虚拟模型的四足机器人控制策略

为提高四足机器人在对角小跑(Trot)步态下的行走稳定性,并减小控制策略的复杂程度,提出了一种基于虚拟模型的四足机器人控制策略;将四足机器人控制策略分为支撑相及机身运动控制、摆动腿相运动控制及足端轨迹规划三部分;在Trot步态下行走时支撑相中存在的前后对角支撑足,在分析四足机器人支撑足受力情况后,并添加相关的约束条件,实现了四足机器人足端力及力矩可控;并通过在四足机器人机身的质心位置添加相应的虚拟弹簧阻尼组件,实现了四足机器人姿态和高度控制;通过在摆动腿足端实际位置与环境之间添加虚拟的弹簧阻尼组件并结合足端轨迹规划实现了四足机器人柔顺行走以及足端轨迹跟踪精确性;通过Matlab和CoppeliaSim建立联合对比仿真验证了控制策略的有效性和优越性。     

多足步行机附着性能及其与稳定性性能的关系

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验行走能力。     

多足步行机附着性能及其与稳定性能的关系

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．     

基于仿生研究的步行机缓冲型腿机构设计

基于仿生研究成果设计出一种含有弹性元件的缓冲型腿机构，分析其工作原理和参数选择原则，具有结构简单、性能可靠的优点．对比分析了几种设计方案的刚度随着压缩量的变化情况．这种具有非线性刚度变化的腿机构初步解决丁机器人在动态行走时的冲击以及由此产生的振动，使机器人在高速行走时得到缓冲并达到节能，提高了机器人的能效，从而得到一种适合于动态步行机器人的缓冲型腿机构．这种腿机构不仅适用于实现动态行走的四足步行机器人，也可适用于高速步行下的多足机器人。     

助行训练机器人骨盆位姿控制机构运动学建模及仿真

助行训练机器人是一种帮助偏瘫、截瘫患耆进行行走训练的康复设备,其作用是通过对人体骨盆中心和腿部的控制实现行走功能,进而达到锻炼肌肉和康复行走功能的目的．该文提出了4自由度骨盆位姿控制机构,基于齐次坐标变换建说了位姿控制机构的运动学模型,利用MATLAB／Simulink完成了运动学仿真,验证了运动学方程的正确性．本研究为助行训练机器人控制系统设计提供了依据．     

A gait planning method applied to hexapod biomimetic robot locomotion

In order to fulfill the goal of autonomous walking on rough terrain, a distributed gait planning method applied to hexapod biomimetic robot locomotion is proposed based on the research effort of gait coordination mechanism of stick insect. The mathematical relation of walking velocity and gait pattern was depicted, a set of local rules operating between adjacent legs were put forward, and a distributed network of local rules for gait control was constructed. With the interaction of adjacent legs, adaptive adjustment of phase sequence fluctuation of walking legs resulting from change of terrain conditions or variety of walking speed was implemented to generate statically stable gait. In the simulation experiments, adaptive adjustment of inter-leg phase sequence and smooth transition of velocity and gait pattern were realized, and static stableness was ensured simultaneously, which provided the hexapod robot with the capability of walking on rough terrain stably and expeditiously.     

蠕动式步行机器人研究

提出了一种可在复杂地面环境下行走的需蠕动式步行机器人本体结构。该结构采用一种地面被动态适应技术，使得腿部可根据地面情况自动调整伸缩长度，以获得较为稳定的支撑。机器人依靠本体变形及被动适应地面的方法产生步行，在很大程度上简化了步行过程中复杂的动作协调控制问题。根据机器人的结构特点，给出了两种步态规划方式。仿真试验表明，该机器人控制简单，运动灵活，具有较广的应用前景。     

智能人工腿步速测量数字电路的设计与分析

智能人工腿是一个精密的机电一体化装置,其关键部件之一是步速测量电路.作者提出一种新的步速测量方法,即测量人工腿在摆动相的持续时间,用该时间的长短来间接反映步速的快慢.设计电路时,采用自顶向下(TopDown)的设计方法,其核心内容是将测量系统按不同功能分割成几个模块,然后分别设计每一个模块电路.最后,用1片ispLSI1016高密度可编程芯片并采用ISP(InSystemProgram)编程方法设计出步速测量电路.ISP编程方法的优点是可以现场修改,调整测量系统电路,并且不需要仿真器装置.实验结果表明设计的这种步速测量电路结构合理,可有效地实现对智能人工腿步速的测量.     

双足机器人动态步行仿人智能控制

针对双足机器人动态步行中存在的控制器复杂问题,提出了一种基于仿人智能控制的动态步行运动控制器.建立了平面五杆双足机器人动力学模型,通过模仿人类步行运动并根据动态步行过程中双腿的姿态变化,将动态步行复杂任务分解为顺序执行的4个过程,结合相平面法定性定量的分析,设计了步行运动控制模态及相应阶段的动觉智能图式群.仿真实验表明,该方法实现了双足机器人连续动态步行运动,控制方式简单易实现.     

全方位双三足步行机器人（Ⅰ）──步行原理、机构及控制系统

在分析传统多关节腿式机器人动作协调问题的基础上，重点介绍全方位双三足步行机器人ＤＴＷＭ的设计，包括新型步行原理、步行机构及控制系统。ＤＴＷＭ依靠车体变形及被动适应地面的方法产生步行，在很大程度上简化了步行过程中复杂的动作协调控制问题；在控制系统中基本步行指令集的设计和应用，使得步行运动控制方便可靠。因此，ＤＴＷＭ的性能特点显示出它具有良好的应用前景。     

双足步行机器人模型解耦及控制

本文在双足机器人作平稳步行的假设下，建立了解耦的上身躯和两腿的模型，并基于奇异摄动理论在直角坐标系下给出了平稳步行的控制方法，同时在证明摄动方程稳定的前提下，建立了非线性控制器，解决了快速性和无超调之间的矛盾。     

四足机器人步行控制算法的研究

静态步行控制算法是利用稳定裕量(S-Margin)判别法,对采用缩放式腿部结构的四足机器人进行步行控制,保证了全过程的稳定性,并通过腿部姿态的改变自动补偿凹凸地面的影响。最后,通过实验证明了上述算法及所研究的软件的可靠性和实用性。     

仿生机械腿的最简形式

对仿生机械腿的基本运动要求是平稳,三关节四自由度机械腿是满足这一要求的最简形式.它的构件的运动的数学表达是一组复杂的行走函数,实现这一目标需要一个由匀速转动到行走函数摆动的转换器.凸轮式转换器与流行的转换方式相比有独特的优点.用轨迹图解法设计凸轮曲线是有效而实用的.     

简化太极拳对下肢关节的生物力学影响

通过对30例健康成年人在简化太极拳练习过程中下肢关节角度的测量及分析，发现在整个练拳过程中，受试者下肢关节角度均值的减小具有非常显著性差异。左右下肢关节平均屈曲30～40度即处于功能位，可以有效地提高下肢不同关节周围肌群的各种工作能力，有利于加强人体的行走和跑跳功能。另外，下肢动作弧度基本不受大腿长和小腿长的影响，正说明简化太极拳是适合于不同身高、男女老少皆宜的一项健身运动项目．