为了研究六足机器人在不同地形环境下的运动性能,利用CREO三维建模软件生成了一款六足机器人三维实体模型,并导入ADAMS虚拟样机软件获取样机动力学模型。通过建立平地、沟壑以及梅花桩地形虚拟环境对其进行直线行走仿真分析与非结构路面行走步态仿真分析,获取六足机器人在不同运动形式下质心位移、足端受力、各关节转矩等参数随时间的变化曲线,验证了六足机器人结构设计的合理性以及运动的可能性,为六足机器人实物样机的研制提供了理论依据。

六足机器人具备良好的地形适应能力来应对复杂的不平展路面,在遇到可跨越障碍物时可选择越障,而遇到不可跨越的障碍物则选择避障。将基于腿部运动学分析和足端轨迹规划得出的六足机器人越障最大高度作为是否越障的重要参考。针对六足机器人在复杂情况下的自主导航问题,设计出基于改进模糊算法的控制系统。该控制系统使用单个超声波传感器转动测距获取距离信息,双目摄像头获取航向环境高度信息,GPS传感器和电子罗盘获取位置信息,并结合六足机器人较强的越障能力,通过预设的模糊控制器,实现自主导航。六足机器人通过V-REP平台实现运动仿真,仿真结果证明,相较于传统模糊控制算法,结合六足机器人越障能力的改进模糊控制算法,在仿真环境中行进时间缩短11,457s,能够有效的缩短行走路径并准确地到达目标点,验证了此改进模糊算法的可行性...

采用自主研发的气动柔性关节,研制了一种地面移动六足机器人,能够实现前后、左右移动和转动等功能.重点研究了柔性关节六足机器人腿部结构、关节的运动原理和行进步态.搭建了试验台,通过高速摄像等实验手段,验证了机器人步态规划的合理性.为气动柔性关节六足机器人在实践中的应用,提供了理论与实践基础.

设计三自由度气动柔性关节六足机器人直行、原地回转以及定半径回转运动过程的步态实现方法,搭建运动学实验平台,验证所设计步态的合理性,分析最佳运动性能参数.实验结果表明:机器人步态设计合理可行,在动作频率为2 Hz,负载500 g,直行气压0.20 MPa,单次转体回转角度15°,定半径50 mm转弯下,运动性能最佳.

分析六足机器人的侧倾、俯仰、偏航变化情况,验证步态规划的正确性。对设计的六足机器人进行运动学分析,计算机器人运动学的正解和逆解,分析六足机器人运动的时序图,利用五次多项式对机器人足端轨迹进行步态规划。在ADAMS中对机器人进行了运动仿真,得到了运动过程中的RPY角。最后制作了六足机器人样机,测试运行过程中的RPY角。仿真和样机测试结果表明:机器人在步态运动过程中,RPY角度在前进方向上误差最大不超过1°,验证了运动学计算和步态规划

针对传统六足机器人测量系统存在模式单一的问题,设计出一种基于三维视觉的六足机器人多模式运动测量系统。利用Kinect相机采集图像信息,在VS2010软件开发平台上使用C＋＋编程语言,结合opencv计算机开源视觉库,实现对图像的处理。通过设计六足机器人在多模式下的步态,实现对六足机器人多模式下的运动状态测量功能。对六足机器人各步态下的测量系统进行实验验证,结果表明该系统能够对不同步态下六足机器人进行实时三维位置信息反馈,而且得出六足机器人在双足步态下具有良好的稳定性。

在基于动物的运动本能分析后,进一步探求大型六足机器人的机构设计及直线行走和转弯运动的步态分析。基于三维建模软件NX5.0以及虚拟样机仿真软件ADAMS进行仿真,验证了大型六足机器人行走机构设计和步态分析的合理性,为后续实际研制大型六足平台机器人样机提供了前期研究和重要参考。

针对堤坝抢险打桩六足机器人关节较多、步态轨迹规划和关节控制复杂,非平坦路面行走仿真难度大的情况,利用ADAMS软件用户自定义子程序的方法,在机器人模型足端添加力传感器来感知障碍和踩到障碍的时间,并获取两个关键参数,对堤坝抢险六足机器人踩到障碍而继续稳定前行进行了仿真,探索了一种足式机器人复杂路面行走仿真的方法。

采用自主开发的气动空间弯曲柔性关节,研制了一种仿生六足机器人,能实现前后、左右移动和转动功能.研究了柔性关节六足机器人运动原理和行进步态.搭建了试验台和气压控制系统,通过高速摄像等实验手段,分析了机器人重心位置三个方向的位移、速度和加速度等运动学性能.为气动柔性关节在仿生六足机器人中的应用,提供了理论与实践基础.

介绍了一种液压驱动跳跃六足机器人的模型分别进行了该机器人侧面双腿和正面双腿竖直跳跃运动学分析与动力学分析。采用D-H法提出了一种液压驱动六足跳跃机器人模型并建立了其着地和腾空两阶段的运动学分析模型;采用拉格朗日方程分析其动力学得到了该机器人结构在运动过程中各关节的输出力矩特性。最后基于Adams软件对双腿跳跃六足机构和其质心轨迹进行了仿真分析了其跃障能力优化了两种跳跃方式的跳跃倾角并比较了这两种跳跃方式效率仿真结果验证了六足机构的运动平稳性较好的越障能力侧腿跳效率更优获得侧面和正面双腿跳跃的最佳倾角为后续研究工作提供了理论支撑。