仿照人体骨骼肌驱动,提出一种基于绳索驱动的新型拮抗驱动方式,采用一对电机带动绳索的方式对关节进行冗余驱动;基于绳索驱动方式完成仿人机器人下肢结构的设计;在给定的机器人运动轨迹下得出绳长的变化规律;利用逆动力学分析求解出机器人的关节力矩,采用优化方法求解出驱动关节两侧绳索的最优驱动力;最后利用ADAMS软件对绳索驱动机器人下肢进行动力学仿真,仿真结果验证了绳索长度驱动的可行性以及拉力计算的正确性。对于仿人机器人以及康复机器人的设计具有一定的借鉴意义。

针对仿人机器人各关节角度与规划角度之间存在偏差的问题,分析设计了一种基于机器人姿态的髋关节补偿控制方法。利用惯性单元检测机器人姿态,并对姿态数据存在误差采用Kalman滤波实行融合,以此获得机器人的躯干倾角,并借助此倾角对髋关节进行补偿,以保证机器人的稳定步态行走。最后对机器人进行行走实验,证明髋关节补偿控制方法的引入不仅使得机器人运动跟踪的稳定性和精度极大增强,而且使机器人的零力矩点在y轴方向的偏移极大降低,提高了机器人行走的稳定性,增强了机器人步态的鲁棒性,从而证实所设计的髋关节步态控制方法的有效性和可行性。

针对Robocup等比赛中机器人的定位中的视觉特征选取问题,线特征以其抗噪性好,蕴含丰富环境信息的优势获得了人们的青睐。该文针对仿人足球机器人球场比赛定位中的边线特征提取,将整体方案分解为颜色空间映射、可能片段查找、增量式算法拟合三个部分。通过预先学习标定生成的颜色查找表,将原始图像映射成多值图像;之后针对不同颜色对应的不同状态,使用有限状态机方法识别可能属于边线特征的有效片段;使用增量式算法提取出图像中的直线特征,最后增加参数调节来进一步优化特征提取结果,提高直线特征的精度。这一方法不仅可以提取直线特征,同时对于不规则的曲线特征检测,也能够使用近似的线段集合进行拟合。相比于传统方法如Hough变换等,该算法具有算法简单,提取速度快,特征精度高的优点。实验表明,算法的全局定位精度在10cm以内,特征...

仿人机器人是机器人领域的重要组成部分,其特性分析涉及机械、电子、材料等学科。由于仿人机器人能够模仿人类行为和动作,能更好地为人类服务,已成为当前的研究热点。大部分仿人机器人搭载大量的智能软硬件,但本体设计仍然存在缺陷,尤其是仿人机器人腰部结构设计,创新性不足,制约着整体的功能发挥。基于此,设计了一种仿人机器人腰部结构,具有一定的创新性。运用旋量理论对其位姿进行计算;通过Adams和Matlab进行仿真拟合;进行了实验验证,证明了结构设计的合理性及可行性,为机器人动力学分析打下基础。

以人类的构造为原型,基于仿生学的角度,设计了一种下肢单腿7自由度的仿人机器人。通过三维光学动作捕捉系统采集人体正常行走时的运动位置坐标,分析数据,获取人体步态行走时的关节角度及下肢各关节力矩变化规律;建立了下肢7自由度运动学模型并进行逆运动学分析,求解出下肢各关节角度的变化情况,并根据步态规划求解出仿人机器人步行运动过程中下肢各关节转动角度;在UG环境中建立下肢7自由度的仿人机器人三维模型,并利用多体动力学软件Adams进行动力学仿真,结合步态运动规划求解出的角度变化情况对仿真参数进行设置,通过虚拟样机完成仿人机器人的步态行走,并将仿真数据和动作捕捉实验获取的数据结果进行对比。研究结果显示,仿人机器人能够实现稳定的步态行走,确认了整体建模思路、运动学分析以及动力学仿真的准确性。以实验结果...

运动目标的实时跟踪是机器人视觉的关键技术之一。设计了仿人机器人的视觉跟踪系统,系统采用双计算机,分别负责视觉信息的处理和运动单元的控制,两台计算机通过Memolink进行通讯。基于Windows的视觉信息处理子系统实现运动目标的分割,状态估计和预测。运动控制子系统采用RTlinux实时操作系统,利用PD控制器控制关节运动。实验验证了系统的稳定性和实时性。

本文讨论了仿人机器人 BHR-1的视觉伺服控制系统。利用视觉伺服实现 BHR-1对运动物体的实时跟踪和定位。

目前的仿人形机器人研究多以刚性材料为主,仿形精度不高且无法真实模拟人的体态特征。针对这一问题,设计了一种仿人形气动柔性机器人。设计了一种IBP-PID的稳压控制方法,实现了柔性机器人气动元件内的精密气压控制,进而提高了柔性机器人的尺寸控制精度;设计了空间视觉尺寸测量实验,检验该控制算法的准确性。结果表明:该稳压控制算法在微气压环境下的控制效果良好,兼顾了动态特性和稳定性;柔性机器人的关键部位尺寸控制精度在0.5%以内,验证了控

针对目前市场上机器人各运动关节都需要靠伺服电机驱动的情况,设计了一台具有躲闪功能的仿人机器人。采用单电机驱动并通过控制电磁离合器的状态,实现腰部关节的运动,最终完成机器人的躲闪动作。为了验证其主要零部件选型的正确性和结构设计的合理性,运用拉格朗日函数对机器人躯干结构进行了动力学研究;然后利用ADAMS软件对机器人虚拟样机进行动力学仿真分析,得到相应的关节转矩曲线;最后,完成机器人实物装配并通过实验测试对机器人躲闪功能进行了验证。

在对下肢动力学分析的基础上,建立符合人体运动特点的仿人机器人下肢模型,根据人体动力学方程,在机械仿真模块中建模。利用惯性动作捕捉系统和数据采集软件对人体下肢关节角度信号进行采集。基于仿真模型进行能量流动特性研究和行走能量效率计算。通过比较仿真测得的生物力学信息与计算值的吻合程度验证模型的合理性,建立能量流动方程,实现高效行走步态分析。建立的仿真模型和能量流动方程能够为设计高性能的仿人机器人提供借鉴。