步行机器人

摘要： 基于运动功能仿生设计了一种新型三自由度耦合并联机械腿并且应用到足式全向步行机器人当中,并对机器人整机性能进行了研究分析.首先,建立了运动学模型,应用几何法分析了运动学正逆解,利用逆解搜索法得到了可达工作空间.然后,采用虚功原理计算了驱动关节静力矩,规划了四足机器人的全向步态和足端轨迹.最后,完成了虚拟样机仿真分析并制作了原理样机,进行了样机的步态实验.通过分析可知:机构具有良好的稳定性和加速度连续性,其足端具有2R1T三自由度的运动特性;全向运动可以有效地解决在空间受限制的情况下无法完成转向的问题.

摘要： 据报道,美国西北大学工程师开发出有史以来最小的遥控步行机器人,它以一种小巧可爱的螃蟹形式出现。这只微型螃蟹只有0.5 mm宽,可弯曲、扭曲、爬行、行走和转身甚至跳跃。研究人员还开发了形似尺蠖、蟋蟀和甲虫的毫米级机器人。领导实验工作的约翰·罗杰斯说,机器人学是一个令人兴奋的研究领域,微型机器人的发展更是学术探索的一个有趣话题。研究人员表示,新技术能够实现多种受控运动方式,并且可以每秒一半身长的平均速度行走。

摘要： 形似螃蟹,史上最小遥控步行机器人面世据2022年5月25日发表在《科学·机器人》杂志上的一项研究,美国西北大学工程师开发出有史以来最小的遥控步行机器人,它以一种小巧可爱的螃蟹形式出现。这只微型螃蟹只有半毫米宽,可弯曲、扭曲、爬行、行走、转身甚至跳跃,它的力量来源于它身体的弹性。

摘要： 提出了一种仿生马构型的四足步行机器人,以用于马术辅助治疗。其单腿系统利用凸轮连杆组合机构驱动。在论述该仿生马机器人结构与工作原理的基础上,进行了机器人的运动学建模与分析。利用环路矢量法建立各机构运动学方程,利用牛顿迭代法对非线性位移方程进行了求解。采用Matlab开发了求解机器人行走腿位移、速度、加速度运动的统一程序。通过实例计算,对采用电机等速驱动机器人产生的行走腿端点位移、加速度特性进行了分析。为后续优化机器人性能奠定了基础。

摘要： 利用物联网技术,设计了一款在恶劣环境中具有导航功能的六足机器人.这款机器人比轮式机器人适应性更强,能够在任何危险的山坡和地形上导航.它能攀爬任何障碍物,也能在不平的表面保持平衡.该机器人的腿部运动由确定腿部运动顺序的算法、身体高度变化和平衡的算法等组合实现的.该机器人的设计实现了在平坦表面上行走、旋转和改变身体高度的功能.

摘要： 为对2(6UPUR+3P)型六足步行机器人动力学模型进行充分验证和分析,并提高建模与分析的效率,提出了基于Matlab程序和SimMechanics环境下进行动力学建模与分析的计算机辅助分析方法.首先,将6-UPUR腿部支链描述为单个刚体,运用矢量法分析其运动特性,求出位移、速度和加速度,在此基础上,采用牛顿-欧拉法对机器人腿部的动力学进行分析,获取动力学数学模型并求取驱动力,并编写了Matlab程序;其次,通过Solidworks软件搭建2(6UPUR+3P)并联机器人的物理模型,在SimMechanics环境下进行了动力学建模仿真;最后,对两种方法进行了仿真分析,腿部的动力学响应一致,说明了在Maltab和SimMechanics下的动力学模型都是正确的.该研究为2(6UPUR+3P)六自由度并联机器人控制系统设计奠定了理论研究基础,同时也为其它并联腿式机器人结构的动力学建模与分析提供参考.

摘要： 针对步行机器人运行中出现振动与关节异响这一现象,采用动力学方法模拟运动副间隙模型的接触状态,分析了含间隙步行机器人的固有频率,避免了计算模态分析方法在仿真分析时会忽略非线性因素的问题。通过瞬态动力学仿真,计算出含间隙步行机器人的位移响应,再经过傅里叶变换,得到频率响应曲线,曲线峰值对应频率即为含间隙步行机器人的固有频率。仿真结果表明,关节间隙的存在会降低步行机器人的各阶固有频率,但间隙不会影响模态振型,1阶振型均为平台与支腿沿X轴的摇摆振动,2阶振型与1阶振型正交,3阶振型均为平台与支腿沿Z轴的扭转振动。

摘要： 日本大阪大学一个科研团队研究了控制猫行走的重要神经回路,开发出一款移动行走的机器人,编入了猫的神经和肌肉特性,能够再现猫的稳定行走。研究人员认为,利用这种机器人再现运动,有助于查清动物活动的情况,结合动物的身体机制,还有助于开发出灵活、稳定的步行机器人。近年来,研究人员逐渐发现,动物的行走运动不是由大脑和脊髓中复杂的神经回路产生的。

摘要： 步行足运动方式由于具有较好的机动性、系统可以主动隔振、在不平地面和松软地面上的运动速度较高而能耗较少等其它地面推进方式所不具备的独特优越性能,而具有广泛的应用前景.林间步行机器人是指在林区复杂路面上完成特定任务的步行机械.它可以模仿人腿的行走结构.这种结构的优点在于,机器人的身体可以平稳的运动而不必考虑地面的粗糙程度和腿的放置位置.为此,本文对林间步行机器人减振系统进行了分析和研究.

摘要： 提出了一种仿生马构型的四足步行机器人,以用于马术辅助治疗。其单腿系统利用凸轮连杆组合机构驱动,具有两个驱动自由度,能够实现足端轨迹跨距与高度的调整。论述了凸轮连杆组合机构驱动的仿生马机器人结构与工作原理,开展了机器人的运动仿真研究。利用SolidWorks软件建立机器人模型,并导入到Adams软件中进行动力学仿真分析。通过运动规划给定电机驱动函数,实现了仿生马机器人的行走运动。进一步分析得到了机器人在抬腿和落地运动过程中,足端与地面之间的接触力变化规律及相应的运动轨迹变化趋势。针对仿生马机器人运动仿真中整体出现的跳动现象,提出了采用电机变驱动规律以改良跳动的措施。研究结果为该类机器人参数的优化设计及实用化提供了理论支持。

摘要： 双足步行机器人具有腿部行走功能,能适应复杂的非结构化地形,但目前步行机器人动力学和运动规划是基于理想刚性地面假设.鉴于此,本项目研究非理想刚性地面环境下的步态规划及控制策略:建立机器人-柔性地面耦合动力学模型,克服了地面理想刚性假设的限制;针对机器人偏航、欠驱动步行,所提出的步态规划方法与控制策略,提高了步行稳定性与环境适应能力.

摘要： 本文介绍了一种新型的六足步行机器人。该机器人的特点在于在不同环境中行走，同时也可以对复杂的工况下进行操作，从而可以应用在很多场合，比如飞机表面打孔和核电救灾。rn 本文提出的机器人每条腿都采用了一种典型3DOF的并联机构，相比于串联机构，该机构可以显著提高机器人的承载。本文主要建立了机器人的运动学模型，该模型主要是运动学反解，运用该模型，只要给出单腿的末端位姿，就可以准确求出机器人中每个部件的位姿和关节转角。在运动学之上，可以对机器人进行了详细的规划，包括行走的规划以及操作的规划。之后对给出的规划进行仿真。在本文的最后，是这两种样机在真实样机之上的实验。实验结果表明，机器人可以很好的完成预定的任务：即可以成功的行走，也可以用两只前足来拧阀门。

摘要： 介绍了一种基于ARM处理器的桌面型两足步行机器人系统的设计方法。该系统采用基于32位ARM7TDMI-S内核的芯片LPC2131作为处理器,驱动十个高性能直流伺服电机；在μC/OS-II操作系统下,采用三次样条插值,实现了机器人的平稳行走。

摘要： 该文针对一个静不稳定的两足步行机器人机构，首先在建立其简化动力学模型的基础上，抽象出不可控自由度进行仿真分析，从总体上把握这一不可控自由度的变化规律，然后进行步行运动参数设计和步态规划，有利于实现机器人的实时运行控制。

摘要： 本文介绍了一种基于ARM+DSP处理器的桌面型两足步行机器人控制系统的设计方法。该系统采用TMS320F2812做为视觉系统处理器对图像传感器采集到的实时图像进行处理，通过颜色识别算法检测机器人行走前方是否存在障碍物并采用单目测距算法进行测距;采用ARM7内核处理器LPC2131作为控制系统处理器驱动十个高性能直流伺服电机，实现了机器人的静态避障行走。

摘要： 两足步行系统是一种多变量、非线性、强耦合及时变的复杂系统,很难用精确的数学模型来描述步行机器人的动力学系统.采用基于遗传算法的神经网络系统实现对两足步行机器人的稳定性控制.将两足步行机器人零力矩点轨迹作为判断其稳定性的依据,利用遗传算法学习神经网络的权值,使神经网络以较高的精度逼近两足步行机器人的非线性动力学系统,从而控制两足步行机器人稳定行走.最后通过单片机控制两足步行机器人各关节电机的旋转,使它们默契配合,从而形成一个有机整体,共同驱动两足步行机器人按某种固定步态稳定行走,实现了两足步行机器人控制系统的软硬件设计.

摘要： 一种混联步行机器人的构建方法及其混联步行机器人属于步行机器人领域，主要包括A、B两个腿机构，一个腿机构是混联腿机构，另一个腿机构是混联腿机构或脚并联机构。混联腿机构由大腿机构和脚并联机构串联构成。两个腿机构具有特定的自由度组合，两个腿机构的上部固连在一起，两个腿机构的各个部件互相包含，互相交叉，且保持各自的独立活动空间。两个腿机构的脚趾三角形，在水平面上的投影有重合；该机器人前进过程中，重心不要作左右调整，就可以进行任意方向的稳态步行；该机器人运动副较少，机身高度较低。具有承载能力强，转向灵活，越障能力和上下坡能力强等优点。可用于服务，工业，农业，军事、航天等领域。

摘要： 提供了一种两足步行机器人控制方法和两足步行机器人控制系统。两足步行机器人控制方法用于两足步行机器人的步行的主从式控制。两足步行机器人控制方法包括：加重检测步骤，检测由操作者的右腿和左腿分别施加到地面的加重；目标ZMP计算步骤，计算当两足步行机器人产生具有所检测到的右腿加重与左腿加重的比例的加重时的目标ZMP；以及控制步骤，依照所计算出的目标ZMP控制两足步行机器人。

摘要： 本发明提供了一种直线驱动的步行机器人腿部构型，包括：腿部伸缩机构、并联驱动机构以及直线驱动机构；所述直线驱动机构与并联驱动机构驱动连接，所述并联驱动机构与腿部伸缩机构驱动连接。同时提供了采用上述直线驱动的步行机器人腿部构型的并联四足步行机器人。本发明提供的直线驱动的步行机器人腿部构型及并联四足步行机器人，具有腿部质量轻、转动惯量小、便于驱动器以及传感器等电子元器件便于防护的优点。本发明解决了机器人在地形复杂、环境恶劣的作业条件下行走的防护与机动性问题。

摘要： 本发明提供了一种直线驱动的步行机器人腿部构型，包括：腿部伸缩机构、并联驱动机构以及直线驱动机构；所述直线驱动机构与并联驱动机构驱动连接，所述并联驱动机构与腿部伸缩机构驱动连接。同时提供了采用上述直线驱动的步行机器人腿部构型的并联六足步行机器人。本发明提供的直线驱动的步行机器人腿部构型及并联六足步行机器人，具有腿部质量轻、转动惯量小、便于防护、驱动器规格统一的优点。本发明解决了机器人在地形复杂、环境恶劣的作业条件下行走的防护，机动性与重载作业的问题。

摘要： 本发明提供了一种用于步行机器人的足部结构，包括：配置为限定主体的连杆；缓冲单元，联接到连杆的一个端部并具有形成在缓冲单元中的空置空间；以及压力传感器，设置在连杆中，并配置为检测缓冲单元中的空置空间中的空气的压力变化。

摘要： 本发明公开了一种传动轴保护装置、步行机器人关节结构及步行机器人，包括轴配合件、轴端配合件、缓冲构件及连杆，其中，轴配合件包括同轴的轴安装孔及弧形槽；轴端配合件设置于传动轴端部，轴配合件通过轴安装孔套装于传动轴和/或轴端配合件外；缓冲构件包括主体、安装件及弹性件，主体滑动设置于弧形槽内且两端分别与弧形槽的内侧壁及外侧壁配合，主体的至少一端与安装件通过弹性件连接；连杆连接于安装件，连杆上沿长度方向开设有滑槽，轴端配合件与滑槽滑动配合且连杆相对于轴端配合件周向限位；上述传动轴保护装置使传动轴不与连杆刚性连接，连杆受到的侧向撞击力由缓冲构件吸收，实现对传动轴的保护，延长传动轴寿命。

摘要： 本发明提供了一种步行机器人的控制装置和步行机器人。步行机器人的控制装置包括：接收器，从上位机接收关于目标人的体态信息的人体动作信息，其中，通过Kinect体感传感器感测目标人的体态信息；舵机控制器，基于人体动作信息计算步行机器人的期望动作以提供步行机器人的控制信号；以及驱动器，用于接收控制信号，生成PWM控制信号，并将PWM控制信号提供给步行机器人的舵机以控制步行机器人的动作。本发明所提供的控制装置使得步行机器人具有以下优点：空间定位稳定，步态规划准确，信号刷新速度快，能快速跟踪人体动作，系统整体上完成预定目的，实现人作为控制器对机器人的基本控制。

摘要： 一种混联步行机器人的构建方法及其混联步行机器人属于步行机器人领域，主要包括A、B两个腿机构，一个腿机构是混联腿机构，另一个腿机构是混联腿机构或脚并联机构。混联腿机构由大腿机构和脚并联机构串联构成。两个腿机构具有特定的自由度组合，两个腿机构的上部固连在一起，两个腿机构的各个部件互相包含，互相交叉，且保持各自的独立活动空间。两个腿机构的脚趾三角形，在水平面上的投影有重合；该机器人前进过程中，重心不要作左右调整，就可以进行任意方向的稳态步行；该机器人运动副较少，机身高度较低。具有承载能力强，转向灵活，越障能力和上下坡能力强等优点。可用于服务，工业，农业，军事、航天等领域。

摘要： 本实用新型公开了一种传动轴保护装置、步行机器人关节结构及步行机器人，包括轴配合件、轴端配合件、缓冲构件及连杆，其中，轴配合件包括同轴的轴安装孔及弧形槽；轴端配合件设置于传动轴端部，轴配合件通过轴安装孔套装于传动轴和/或轴端配合件外；缓冲构件包括主体、安装件及弹性件，主体滑动设置于弧形槽内且两端分别与弧形槽的内侧壁及外侧壁配合，主体的至少一端与安装件通过弹性件连接；连杆连接于安装件，连杆上沿长度方向开设有滑槽，轴端配合件与滑槽滑动配合且连杆相对于轴端配合件周向限位；上述传动轴保护装置使传动轴不与连杆刚性连接，连杆受到的侧向撞击力由缓冲构件吸收，实现对传动轴的保护，延长传动轴寿命。

摘要： 本实用新型涉及的是一种步行机器人腿部膝盖下关节，是由小腿连接座、膝盖上关节铰接座和小腿驱动铰接座构成树叉状的一体结构；膝盖上关节铰接座设有第一铰接孔，第一铰接孔的圆心定为C；小腿驱动铰接座设有第二铰接孔，第二铰接孔的圆心定为D；直线CD与小腿中轴线的夹角定为夹角a，夹角a为锐角。本实用新型结构简单、呈一体结构，简化了机器人零部件，方便机器人的组装；经过两个铰接孔圆心的直线与小腿轴线的夹角为锐角，有助于调节大腿驱动杆和小腿驱动杆的长度及行程，使驱动杆的推力得到最佳发挥，降低机器人能耗，提高能源利用率。本实用新型还公开了一种由该膝盖下关节构成的步行机器人腿结构。