为了研究足式机器人的相关机械特性,基于慧鱼模型设计并组装了一种多足爬行机器人。应用机械原理相关知识,通过CATIA三维建模软件,对该机器人进行了三维建模。根据该建模,应用德国慧鱼创意组合模型进行了组装。采用MCS-51单片机对该机器人进行了控制电路设计及程序调试。最后进行了实物测试,测试结果表明,该机构结构合理、运行稳定,达到了预期的载物能力和运输效力,并在此基础上加装了喷水、切割等多功能机械结构,值得推广。

为了满足液压足式机器人在复杂环境中实现精确、快速的腿部关节控制需求,把单神经网络PID能够实时调节参数的优点运用到足式机器人液压机械腿关节的控制中,在单神经网络PID的基础上增加机械腿关节的位置和速度控制算法,形成改进单神经网络PID,实现了对神经元比例参数自调整、PID参数的自整定,能够较好地适应内、外参数的变化,增强了腿部关节的快速性、精确性。在Simulink中进行建模仿真以及在设计的以STM32为中央处理芯片的控制平台上进行实验测试,结果表明:改进单神经网络PID在足式液压机器人的腿部关节控制中具有响应速度快、超调量小、控制精度高、鲁棒性强等优点。

足式机器人以自然界亿万年进化而成的哺乳动物、足式爬行动物或昆虫等足式生物为仿生原型,兼具足式生物肢体运动的灵活性和野外多种复杂地形的适应性,特别是与具备高功重比和快速响应能力优势的液压驱动相结合,大幅提升其运动性能和负重能力。首先,介绍足式机器人应用背景及其液压驱动基本原理,分析液压驱动在足式机器人设计与控制中的重要作用,列举现已公开的国内外多种形式液压足式机器人。其次,阐述近年来国内外研究机构针对足式机器人液压驱动单元、液压动力单元和液压控制方法三方面关键技术,取得的研究进展和研究成果。最后,从与仿生学深入融合的角度,提出了液压足式机器人腿部“肌骨”一体化仿生设计、机身“内脏”紧凑式仿生排布与控制“神经”多层级仿生融合的前沿发展趋势。

设计了一种具有多重密封的旋转液压关节驱动器.首先,根据设计需求,对关节驱动器和动密封的结构进行参数设计;然后,对驱动器进行数学建模,得到关节驱动器电液位置伺服系统的传递函数,对系统进行稳定性分析,得到系统幅值裕量22. 3 d B,相位裕量88. 4°,对系统的极点进行分析,简化系统的传递函数和进行理论最佳PID参数设计;最后,对关节驱动器进行关节驱动系统的性能测试与验证实验.实验中测试了关节驱动器的带宽、密封效率以及悬吊和着地条件下步行实验的效果,实验结果表明,在额定压强10 MPa下系统带宽可达5. 6 Hz,驱动器的密封效率在70%以上.因而本设计的关节驱动器具有较大的带宽,良好的密封效果,可满足足式机器人高速步行的需求.

针对足式机器人在实现奔跑、跳跃等极限运动时,腿部会受到地面较大反向冲击力的问题,使用仿生学方法以猫科动物腿部骨骼肌系统为仿生对象,通过引入变刚度弹性杆件对闭链连杆机构进行优化设计,设计一种结构简单、能够有效储存地面反向冲击力并将其转化为运动时动能的足式机器人腿部机构;建立数学模型,对变刚度弹性元件进行定量分析,并采用矢量回路法对连杆机构进行运动学分析;建立优化前后两种单腿机构的虚拟样机,使用MATLAB软件设计控制系统

今天向大家介绍一下足式机器人里面的液压驱动,主要面向液压部件级设计及液压系统级匹配和控制的基础理论问题。我的报告分为四个部分,包括需求背景、研究现状、研究内容和趋势展望。需求背景我们知道,机器人现在已经成为未来重要的发展方向,那么机器人能干什么?它能编程、能实现多种功能、也能完成特定的任务,它能够替代人做重复性的工作。另外,就是在很多人不方便进入的危险场合,可以让机器人进入并执行任务。因此,协助或代替我们人类是

提出了一种新型弹性足式机器人腿部结构设计方法。设计了一种结构简单、响应速度快、抗冲击性强的新型足式机器人腿LCS-Leg（Linkage cable-drive spring leg）。该机器人腿采用弹性连杆机构和线驱动系统,有效降低了腿部惯量和着地冲击力,提高了机器腿的响应速度和减振抗冲能力。使用复数矢量法和D-H方法建立该机器腿运动学模型,基于此模型求解足端运动工作空间,分析了LCS-Leg的越障能力。设计单腿仿真试验平台,对两种不同结构的机器腿进行仿真,对比两者的质心高度、前进速度和足端接触力,验证了所设计机器腿的运动性能。试制弹性足式机器人腿及其试验平台,通过实物样机单腿行走试验,验证了设计方法的有效性,并完成了四足机器人整体结构设计。

:机器人在运动过程中较大的外干扰力会降低机器人关节控制器的精度进而影响机器人的控制性能。以足式机器人的关节驱动器—液压驱动单元为研究对象建立了非对称缸液压驱动单元位置控制系统的数学模型推导了其状态空间表达式;将系统的总扰动扩张为一个新的状态变量从而建立了液压驱动单元位置控制系统的扩张状态观测器并通过带宽确定扩张状态观测器增益参数;设计了控制系统的控制律并对设计的扩张状态观测器的有效性进行了实验验证。实验表明:设计的扩张状态观测器对控制系统扰动有一定的抑制作用增强了系统稳定性提高了系统受外界干扰时的控制精度。