足球机器人腿部机构在受到零力矩点扰动的影响时,会出现步态失稳现象,为此提出基于行走振动抑制和最优控制律的足球机器人腿部机构设计与步态规划方法。根据足球机器人腿部各机构的运动位姿、速度等信息构建腿部机构动力学模型;依据动力学模型对腿部机构进行参数辨识,建立行走振动抑制及控制律模型、机器人腿部机构与步态协调对应的状态空间模型,采用跟踪误差和反馈调节方法实现最优控制律设计,完成足球机器人腿部机构与步态规划联合控制。仿真结果表明,采用该方法进行足球机器人腿部机构设计和步态规划稳定性较好,机器人步态跟踪的误差较小,误差跟踪自适应调节能力较强,鲁棒性较好。

通过研究犬类骨骼结构,确定了机器人关节数和腿部机构简图,提出一种四足机器人腿部机构运动学分析和实现的方法。对机器人进行运动学建模,借助模型进行了机器人正逆解计算以及求出腿部机构关节转角与电机转圈数之间的关系。借助ADAMS动力学仿真软件,验证单腿机构的运动起立过程和关键参数变化规律,逆向运动学仿真得到了关节扭矩等关键数据,设计了以滚珠丝杆为传动机构的腿部结构。实践表明,该机构的设计方法有利于仿生机器人的研究与发展。

设计了一种可越障多足机器人,该机器人具有移动速度快,越障能力强等特点。腿部机构设计是影响多足机器人运动特性的重要因素之一,采用曲柄摇块机构原理设计了一种新型的多足机器人腿部机构。为了保证机器人移动过程中重心不发生变化,运用Matlab软件对踏片的踏面曲线进行设计,并分析了腿部机构不同尺寸参数对踏面曲线、单个踏片与地面接触点水平方向运动速度和加速度的影响规律。同时,设计了多足机器人的辅助爬升机构,并分析了多足机器人翻越障碍物的工作流程。最后,通过虚拟样机运动仿真以及实物样机试验验证了可越障多足机器人机构设计的可行性。