四足机器人系统设计
《2024年具有串并混联结构腿的四足机器人设计》范文

《具有串并混联结构腿的四足机器人设计》篇一一、引言随着科技的不断发展,四足机器人因其卓越的稳定性和灵活性,在复杂地形中的适应能力越来越受到关注。
本文旨在设计一款具有串并混联结构腿的四足机器人,以提高机器人的运动性能和适应性。
首先,我们将对四足机器人的研究背景和意义进行概述,然后详细介绍其设计原理、结构特点及优势。
二、四足机器人研究背景及意义四足机器人是一种模仿生物四足动物运动方式的机器人,具有较高的地形适应性。
其研究意义在于为军事侦察、环境探测、救援等复杂地形条件下的作业提供有效工具。
在近年来,随着串并混联机构技术的发展,具有串并混联结构腿的四足机器人在运动性能和稳定性方面表现出巨大的潜力。
三、设计原理本设计采用串并混联结构腿,即将串联机构与并联机构相结合,以实现机器人腿部的高效、灵活运动。
其中,串联机构负责腿部的大范围运动,并联机构则负责提高运动的精确性和稳定性。
此外,我们还采用先进的控制算法,实现机器人的实时控制和协调运动。
四、结构特点1. 腿部结构:本设计采用具有串并混联结构的腿部,包括大腿、小腿和足部。
大腿和小腿采用串联机构,实现大范围的运动;足部采用并联机构,提高运动的精确性和稳定性。
2. 驱动系统:采用电机驱动,实现腿部各关节的独立控制。
同时,配备传感器,实时监测机器人的运动状态和环境信息。
3. 控制系统:采用先进的控制算法,实现机器人的实时控制和协调运动。
通过上位机发送指令,控制机器人完成各种动作。
五、优势1. 运动性能:具有串并混联结构腿的四足机器人,能够在大范围运动和精确运动之间实现良好的平衡,提高机器人的运动性能。
2. 适应性:该设计使四足机器人在复杂地形条件下具有较高的适应性,能够完成各种复杂动作,如爬行、跳跃、奔跑等。
3. 稳定性:并联机构的使用提高了机器人的运动稳定性,减少了因地形变化导致的机器人姿态失衡问题。
4. 维护性:模块化设计使得机器人各部分易于维护和更换,降低了维护成本。
四足机器人系统设计

四足机器人系统设计摘要四足机器人作为仿生机器人的一种,得到了广泛的研究。
行走机构和转弯机构是四足机器人最关键的部分,目前,行走机构的研究大多采用在腿机构的关节处安装伺服电机进行驱动,增加了机器人的重量和控制策略的难度。
并且,机器人本体大多是一个刚性整体,转弯机构研究不足。
为此,项目将四足机器人本体作为一个柔性整体,采用三维建模软件Pro/E4.0设计了四足机器人的机械系统,提出了一种新颖的凸轮控制驱动式行走机构,设计了一种腿机构以及相应的凸轮控制驱动机构,并初步设计了柔性转弯机构。
在此基础上,论文采用主从式控制方式设计了四足机器人的控制系统,重点讨论了以8051单片机为控制器的行走机构和转向机构的控制系统设计。
关键词:四足机器人;行走机构;凸轮驱动;控制系统;三维设计Abstract目前,常见的步行机器人以两足式、四足式、六足式应用较多。
其中,四足步行机器人机构简单且灵活,承载能力强、稳定性好,在抢险救灾、探险、娱乐及军事等许多方面有很好的应用前景,其研制工作一直受到国内外的重视。
本文介绍了国内外在机构设计、步态、控制等方面已经取得的进展,并分析了其中的关键技术。
最后,归纳总结了未来四足步行机器人的几个发展趋势]2[,以期对以后的研究工作具有指导作用。
20世纪60年代,四足步行机器人的研究工作开始起步。
随着计算机技术和机器人控制技术的研究和应用,到了20世纪80年代,现代四足步行机器人的研制工作进入了广泛开展的阶段。
世界上第一台真正意义的四足步行机器人是由Frank和McGhee于1977年制作的。
该机器人具有较好的步态运动稳定性,但其缺点是,该机器人的关节是由逻辑电路组成的状态机控制的,因此机器人的行为受到限制,只能呈现固定的运动形式。
20世纪80、90年代最具代表性的四足步行机器人是日本Shigeo Hirose实验室研制的TITAN系列。
1981~1984年Hirose教授研制成功脚部装有传感和信号处理系统的TITAN-III。
《2024年具有串并混联结构腿的四足机器人设计》范文

《具有串并混联结构腿的四足机器人设计》篇一一、引言随着科技的不断发展,四足机器人因其卓越的稳定性和灵活性,逐渐在众多领域展现出巨大的应用潜力。
为了进一步增强四足机器人的运动性能和适应能力,本文提出了一种具有串并混联结构腿的四足机器人设计。
该设计通过综合串联和并联结构的优势,旨在实现更高效、更灵活的移动方式。
二、四足机器人总体设计1. 机械结构本四足机器人采用模块化设计,主要由机身、四条腿以及控制系统等部分组成。
机身负责承载和控制核心部件,四条腿则采用串并混联结构,以实现更好的运动性能。
2. 串并混联结构腿的设计每条腿由串联结构和并联结构混合组成。
串联结构负责实现腿部的直线运动,而并联结构则提供额外的支撑和稳定性。
这种设计使得四足机器人在行走过程中能够更好地应对复杂地形。
三、串联部分设计串联部分主要由大腿、小腿和足部组成。
大腿和小腿采用轻质高强度的材料制成,以减轻整体重量并提高运动速度。
足部设计为可调节的形状,以适应不同地形。
四、并联部分设计并联部分主要起到支撑和稳定作用。
通过多个液压缸或电机驱动的连杆机构,实现腿部在不同方向上的微调,从而提高机器人的稳定性和灵活性。
此外,并联部分还可以帮助四足机器人在行走过程中更好地应对冲击和振动。
五、控制系统设计控制系统是四足机器人的核心部分,负责实现各种运动控制和协调。
采用高性能的微处理器和传感器,实现对机器人运动的实时监测和控制。
通过预设的算法和程序,使四足机器人能够自主完成各种复杂的运动任务。
六、仿真与实验验证为验证设计的可行性和性能,我们进行了仿真和实验验证。
通过在仿真环境中模拟四足机器人的运动过程,分析其运动性能和稳定性。
同时,在实验过程中对四足机器人进行实际测试,以验证其在不同地形和环境下的运动能力和适应性。
七、结论本文提出了一种具有串并混联结构腿的四足机器人设计,通过综合串联和并联结构的优势,实现了更高效、更灵活的移动方式。
经过仿真和实验验证,该设计在运动性能和稳定性方面表现出色,具有广泛的应用前景。
四足机器人方案设计书

浙江大学“海特杯”第十届大学生机械设计竞赛“四足机器人”设计方案书“四足机器人”设计理论方案自从人类发明机器人以来,各种各样的机器人日渐走入我们的生活。
仿照生物的各种功能而发明的各种机器人越来越多。
作为移动机器平台,步行机器人与轮式机器人相比较最大的优点就是步行机器人对行走路面的要求很低,它可以跨越障碍物,走过沙地、沼泽等特殊路面,用于工程探险勘测或军事侦察等人类无法完成的或危险的工作;也可开发成娱乐机器人玩具或家用服务机器人。
四足机器人在整个步行机器中占有很大大比重,因此对仿生四足步行机器人的研究具有很重要的意义。
所以,我们在选择设计题目时,我们选择了“四足机器人”,作为我们这次比赛的参赛作品。
一.装置的原理方案构思和拟定:随着社会的发展,现代的机器人趋于自动化、高效化、和人性化发展,具有高性能的机器人已经被人们运用在多种领域里。
特别是它可以替代人类完成在一些危险领域里完成工作。
科技来源于生活,生活可以为科技注入强大的生命力,基于此,我们在构思机器人的时候想到了动物,在仔细观察了猫.狗等之后我们找到了制作我们机器人的灵感,为什么我们不可以学习小动物的走路呢,于是我们有了我们机器人行走原理的灵感。
为了使我们所设计的机器人在运动过程中体现出特种机器人的性能及其运动机构的全面性,我们在构思机器人的同时也为它设计了一些任务:1. 自动寻找地上的目标物。
2. 用机械手拾起地上的目标物。
3.把目标物放入回收箱中。
4. 能爬斜坡。
图一如图一中虚线所示的机器人的行走路线,机器人爬过斜坡后就开始搜寻目标物体,当它发现目标出现在它的感应范围时,它将自动走向目标,同时由于相关的感应器帮助,它将自动走进障碍物中取出物体。
二.原理方案的实现和传动方案的设计:机器人初步整体构思如上的图二和图三,四只腿分别各有一个电机控制它的转动,用一个电机驱动两条腿的抬伸。
根据每只腿的迈步先后实现机器人的前进,后退,左转和右转,在机器人腿迈出的同时,它也会相应地进行抬伸,具体实现情况会在下文详细说明。
四足仿生机器人运动控制系统的设计与实现

四足仿生机器人运动控制系统的设计与实现一、引言二、运动控制系统的架构1.硬件部分关节驱动器是控制机器人关节运动的关键部件,一般采用电机驱动器实现。
这些关节驱动器负责接收来自上位机的控制信号,控制机器人的关节运动。
此外,还需要搭建适当的传感器系统来获取机器人环境信息,如足底力传感器、陀螺仪和加速度计等。
2.软件部分软件部分主要包括运动规划和运动控制算法。
运动规划是设定机器人运动的目标,如前进、后退、转弯等,根据目标规划机器人的运动轨迹。
而运动控制算法则是根据运动规划的结果,控制机器人的关节角度以实现相应的运动。
常用的控制算法包括PID控制算法和机器学习算法等。
关节驱动器是控制机器人关节运动的关键部件,设计与实现要根据机器人的关节类型进行选择。
常用的关节类型有旋转关节和伸展关节。
在硬件设计上,需要选择合适的电机驱动器来实现关节驱动,同时搭建传感器系统以获取机器人的状态信息。
运动规划是实现机器人运动的关键环节,要根据机器人的类型和任务需求进行设计。
一般情况下,可以使用几何运动规划方法,如逆运动学方法,根据机器人当前状态计算关节角度以实现目标运动。
运动控制算法是根据运动规划结果,控制机器人的关节运动的核心。
常用的算法包括PID控制算法和机器学习算法等。
PID控制算法是一种经典的控制算法,通过调节比例、积分和微分等参数,根据实际指令和实际输出来调节输出信号,使系统达到期望状态。
机器学习算法则是使用机器学习模型来训练机器人,使其能够自主学习和优化运动控制策略。
四、运动控制系统的实验验证为了验证运动控制系统的可行性和性能,需要进行相应的实验验证。
实验过程中,可以使用传感器监测机器人的状态信息,并通过上位机控制机器人进行各种运动模式的实现。
通过实验验证,可以评估系统的准确性、稳定性和鲁棒性。
五、总结与展望四足仿生机器人运动控制系统是实现机器人各个关节协同工作的关键。
本文介绍了运动控制系统的设计与实现,包括硬件部分和软件部分的设计,并讨论了关键的运动规划和运动控制算法。
《具有串并混联结构腿的四足机器人设计》范文

《具有串并混联结构腿的四足机器人设计》篇一一、引言随着科技的进步和人工智能的快速发展,四足机器人因其出色的地形适应性和稳定性成为了研究热点。
本文将详细介绍一种具有串并混联结构腿的四足机器人设计,旨在提高机器人的运动性能、灵活性和环境适应性。
二、设计目标本设计的核心目标是创造一种四足机器人,其腿部采用串并混联结构,以提高机器人的运动性能、灵活性和环境适应性。
具体目标包括:1. 提高机器人的运动速度和负载能力;2. 增强机器人在复杂地形环境中的适应性和稳定性;3. 降低机器人的制造成本和维护成本。
三、设计原理本设计采用串并混联结构腿,即腿部既包含串联机构,又包含并联机构。
串联机构使得腿部能够实现大范围的运动,而并联机构则提高了运动的精确性和稳定性。
此外,该设计还采用了高强度、轻量化的材料,以降低机器人的重量和制造成本。
四、具体设计1. 腿部结构设计腿部结构采用串并混联结构,包括大腿、小腿和足部。
大腿和小腿通过串联机构连接,实现大范围的运动。
同时,在小腿和足部之间采用并联机构,提高运动的精确性和稳定性。
此外,腿部还设有驱动装置和传感器,以实现机器人的自主运动和环境感知。
2. 驱动系统设计驱动系统采用电机和传动装置,通过控制电机的转速和转向,实现机器人的运动。
为提高运动性能,驱动系统还采用了先进的控制算法,如PID控制和模糊控制等。
3. 控制系统设计控制系统采用微处理器和传感器,实现对机器人的自主控制和环境感知。
传感器包括速度传感器、力传感器和位置传感器等,用于获取机器人的运动状态和环境信息。
微处理器则根据传感器数据和控制算法,实时调整电机的转速和转向,实现机器人的自主运动。
五、性能分析本设计的四足机器人具有以下优点:1. 高运动速度和负载能力:采用串并混联结构腿,使得机器人具有更高的运动速度和负载能力;2. 良好的环境适应性:机器人能够在复杂地形环境中稳定运动,具有较强的环境适应性;3. 降低制造成本和维护成本:采用高强度、轻量化的材料,降低了机器人的重量和制造成本,同时简化了维护过程。
《2024年具有串并混联结构腿的四足机器人设计》范文

《具有串并混联结构腿的四足机器人设计》篇一一、引言四足机器人是当前机器人技术研究的热点之一,具有较高的灵活性和环境适应性。
随着技术的进步,对于机器人性能的要求也在不断提高。
具有串并混联结构腿的四足机器人设计,不仅提高了机器人的灵活性和运动性能,同时也为复杂环境下的应用提供了可能性。
本文将详细介绍这种四足机器人的设计思路、结构特点及优势。
二、设计思路1. 确定应用场景:首先,根据应用场景的需求,确定四足机器人的运动范围、负载能力等要求。
2. 确定结构类型:根据需求,选择串并混联结构作为四足机器人的腿部结构。
这种结构结合了串联和并联结构的优点,既具有较高的灵活性和运动范围,又具有良好的稳定性和承载能力。
3. 设计基本参数:根据应用场景和结构类型,确定四足机器人的基本参数,如腿部长度、关节数量及类型等。
三、结构特点1. 腿部结构:采用串并混联结构,即腿部由串联和并联部分组成。
串联部分负责实现腿部的伸缩和弯曲,并联部分则提高稳定性和承载能力。
2. 关节设计:关节采用模块化设计,便于维护和更换。
同时,关节内含有传感器,实现运动状态的实时监测和反馈。
3. 驱动系统:采用电机驱动,通过控制器实现精确控制。
驱动系统与关节相连,驱动机器人完成各种动作。
四、串并混联结构优势1. 灵活性:串并混联结构使四足机器人具有较高的灵活性,能够在复杂环境中自由移动。
2. 稳定性:并联部分的设计提高了机器人的稳定性,使得在运动过程中能够保持良好的姿态。
3. 承载能力:由于结合了串联和并联的优点,机器人具有较强的承载能力,可适应不同负载要求。
五、控制策略1. 运动规划:根据任务需求,对四足机器人的运动进行规划,包括步态规划、轨迹规划等。
2. 控制算法:采用先进的控制算法,如模糊控制、神经网络控制等,实现机器人的精确控制。
3. 传感器融合:利用多种传感器(如视觉传感器、力传感器等)实现信息融合,提高机器人的环境感知能力和自主导航能力。
四足机器人设计报告

四足机器人设计报告摘要:本文介绍了四足机器人(walking dog)的设计过程,其中包括控制系统软硬件的设计、传感器的应用以及机器人步态的规划。
一、本体设计:walking dog的单腿设置髋关节和踝关节两自由度,能在一个平面内自由运动(见图1.1)。
采用舵机作为机器人的关节驱动器,其单腿结构图见(图1.2)。
为了便于步态规划,设计上下肢L1、L2长均为65mm。
四肢间用铝合金框架连接,完成后照片见(图1.3)。
walking dog 的每只脚底均有一个光电传感器,能有效检测脚底环境的变化。
walking dog的头部为一个舵机,携带光电反射式传感器,能探测前方180度75cm内的障碍物。
图1.1 四足机器人模型图1.2 单腿结构图1.3:完成后照片二、控制系统设计为了使机器人能灵活地搭载各种传感器以及实现不同的步态,将底层驱动单元与上层步态算法平台分开。
因为walking dog的各关节均为舵机,特设计了16路舵机驱动器作为底层驱动单元,用来驱动机器人全身各关节。
并设计了上层算法平台,将各关节参数通过UART 实时地发送到底层驱动单元。
图2.1为系统框图。
图2.1:系统框图1、底层驱动单元设计图2.2给出了舵机的工作原理框图,电动机驱动减速齿轮组,并带动一个线性的电位器作位置检测,控制电路将反馈电压与输入的控制脉冲信号作比较,产生偏差并驱动直流电动机正向或反向转动,使齿轮组的输出位置与期望值相符。
图2.2:舵机工作原理框图针对舵机这一特性,设计底层驱动器的系统结构图见图2.3。
Mage8的16位定时器分时产生16次定时中断,中断子程序产生移位脉冲,通过4N25光偶隔离输入到移位寄存器,实现各路PWM信号高电平部分的分时产生。
图2.4为定时产生脉冲的中断处理流程,图2.5例举了产生4路PWM信号的波形图。
实际电路原理图见附录1。
图2.3:16路舵机驱动器结构图图2.4:定时中断服务流程 图2.5:产生4路PWM 的波形信号2、算法平台的设计步态机器人要求对各个关节实施快速准确的位置控制,因此对控制系统提出了比较高的要求:1、具有大量数据存储能力用来存储大量的步态数据。
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行走机构和转弯机构是四足机器人最关键的部分,目前,行走机构的研究大多采用在腿机构的关节处安装伺服电机进行驱动,增加了机器人的重量和控制策略的难度。
并且,机器人本体大多是一个刚性整体,转弯机构研究不足。
为此,项目将四足机器人本体作为一个柔性整体,采用三维建模软件Pro/E4.0设计了四足机器人的机械系统,提出了一种新颖的凸轮控制驱动式行走机构,设计了一种腿机构以及相应的凸轮控制驱动机构,并初步设计了柔性转弯机构。
在此基础上,论文采用主从式控制方式设计了四足机器人的控制系统,重点讨论了以8051单片机为控制器的行走机构和转向机构的控制系统设计。
关键词:四足机器人;行走机构;凸轮驱动;控制系统;三维设计AbstractQuadruped robot as one of biomimetic robots, has been extensively studied. Travel agencies and institutions is a quadruped robot turning the key, At the present, servo motor is installed in the leg joints of the most travel agencies, increasing the weight of the robot and the difficulty of the control system strategy . And most of the robot is a rigid body as a whole, and the research of the turning institutions is not fully studied . For this purpose, the project will take four-legged robot whole body as a flexible rigid body, and three-dimensional modeling software Pro/E4.0 is used for designing quadruped robot mechanical systems, a new travel agency based on cam control drive is proposed , a kind of leg mechanism and control of the corresponding cam drive mechanism is designed, and a flexible turning institution is preliminary designed. Based on this work, thecontrol system of the robot was designed. Especially, control systems of the stepped mechanism and the wheel mechanism were analyzed detailed.Key words: quadruped robot; stepped mechanism; cam drive; control system ;three dimensional design;目录1.引言 (1)1.1机器人及其相关技术的发展 (1)1.2国内外四足行走机器人得研究概况 (2)1.3机器人学主要涉及的学科内容 (4)1.4课题简介 (5)2.机器人系统总体设计 (6)2.1机器人系统结构概述 (6)2.2四足机器人研发流程 (7)2.3四足机器人系统结构设计 (9)3.四足机器人机械系统的结构设计技术 (10)3.1机器人机械设计的内容及特点 (10)3.2机械结构总体设计 (11)3.3行走机构的研究 (13)3.4行走机构的设计计算 (19)3.5转弯机构的设计 (24)3.6腱机构 (28)3.7机器人的外形设计 (28)3.8驱动系统的设计 (29)4.控制系统的硬件设计 (35)4.1传感器 (35)4.2控制器 (36)4.3控制系统 (39)5.控制系统的软件设计 (42)5.1行走系统软件设计 (42)5.2转弯控制系统软件设计 (43)总结 (47)参考文献 (49)致谢 (51)凸轮控制驱动式的四足机器人系统设计1. 引言1.1机器人及其相关技术的发展自从人类制造出了一电子计算机为代表的各种信息处理和计算的工具,进一步拓展和延伸了人类大脑的功能。
机器人的诞生和相关技术的发展,成为二十世纪人类科学技术的重大成就之一。
1920年,捷克作家卡雷尔·佩克(Karel Capek)在其幻想情节剧《罗沙姆的万能机器人》中描述了一个名为R.U.R的工厂,将人类从繁重而乏味的工作中解放出来,制造出一种与人类相似,但能不知疲倦工作的机器奴仆,取名ROBOTA。
Robot(机器人)一词由此演化而来。
1960年,美国Unimation公司根据Devol的专利技术研制出了第一台工业机器人样机,并定型生产Unimate工业机器人。
1962年,美国的General Motors 公司在压铸件生产线上安装了第一台工业Unimate机器人,标志着第一代机器人的正式诞生。
在此后的五十多年里,机器人技术取得了突飞猛进的发展,表1—1是近代机器人发展的重大事件的时间表。
时间事件1954年1960年1968年1970年1978年1984年1998年2002年2006年George Devol 开发出第一台可编程机器人;Unimation 公司推出第一台工业机器人;第一台智能机器人Shakey 在斯坦福研究所(SRI)诞生;ETL公司发明带视觉的自适应机器人;美国推出通用工业机器人PUMA,这标志着工业机器人技术已经成熟;机器人Helpmate 问世,该机器人能在医院里为病人送饭、送邮件等;丹麦乐高公司推出机器人(Mind-storms)套件;iRobot 公司推出吸尘机器人Roomba,是世界上销量最大的家用机器人;微软公司推出的Microsoft Robotics Studio,机器人模块化、平台化的趋势越来越明显,比尔•盖茨预言,家用机器人会很快席卷全球。
1.2国内外四足行走机器人得研究概况目前,常见的步行机器人以两足式、四足式、六足式应用较多。
其中,四足步行机器人机构简单且灵活,承载能力强、稳定性好,在抢险救灾、探险、娱乐及军事等许多方面有很好的应用前景,其研制工作一直受到国内外的重视。
本文介绍了国内外在机构设计、步态、控制等方面已经取得的进展,并分析了其中的关键技术。
最后,归纳总结了未来四足步行机器人的几个发展趋势,以期对以后的研究工作具有指导作用。
20世纪60年代,四足步行机器人的研究工作开始起步。
随着计算机技术和机器人控制技术的研究和应用,到了20世纪80年代,现代四足步行机器人的研制工作进入了广泛开展的阶段。
世界上第一台真正意义的四足步行机器人是由Frank和McGhee于1977年制作的。
该机器人具有较好的步态运动稳定性,但其缺点是,该机器人的关节是由逻辑电路组成的状态机控制的,因此机器人的行为受到限制,只能呈现固定的运动形式。
20世纪80、90年代最具代表性的四足步行机器人是日本Shigeo Hirose实验室研制的TITAN系列。
1981~1984年Hirose教授研制成功脚部装有传感和信号处理系统的TITAN-III。
它的脚底部由形状记忆合金组成,可自动检测与地面接触的状态姿态传感器和姿态控制系统根据传感信息做出的控制决策,实现在不平整地面的自适应静态步行。
TITAN-Ⅵ机器人采用新型的直动型腿机构,避免了上楼梯过程中各腿间的干涉,并采用两级变速驱动机构,对腿的支撑相和摆动相分别进行驱动。
机器人Tekken-IV,如1—3所示。
它的每个关节安装了一个光电码盘、陀螺仪、倾角计和触觉传感器。
系统控制是由基于CPG的控制器通过反射机制来完成的。
Tekken-IV能够实现不规则地面的自适应动态步行,显示了生物激励控制对未知的不规则地面有自适应能力的优点。
它的另一特点是利用了激光和CCD 摄像机导航,可以辨别和避让前方存在的障碍,能够在封闭回廊中实现无碰撞快速行走。
目前最具代表的四足步行机器人是美国Bostondynamics实验室研制的BigDog,如图1—4所示。
它能以不同步态在恶劣的地形上攀爬,可以负载高达52KG的重量,爬升斜坡可达35°。
其腿关节类似动物腿关节,安装有吸收震动部件和能量循环部件。
同时,腿部连有很多传感器,其运动通过伺服电机来控制。
该机器人机动性和反应能力都很强,平衡能力极佳。
图1-3Tekken-IV 图1-4 美国“机器骡子”国内四足机器人研制工作从20世纪80年代起步,取得一定成果的研究机构有上海交通大学、清华大学、哈尔滨工业大学等。
图1-5 JTUWM—III 图1-6 清华大学四足机器人上海交通大学机器人研究所于1991年开展了JTUWM系列四足步行机器人的研究。
1996年该研究所研制成功了JTUWM—III,如1-5所示。
该机器人采用开式链腿机构,每条腿有3个自由度,它采用力和位置混合控制,脚底装有PVDF 测力传感器,利用人工神经网络和模糊算法相结合,实现了对角线动态行走。
但其步行速度较慢,极限步速仅为 1.7km/h;另外,其负重能力有限,故在实际作业时实用性较差。
清华大学所研制的一款四足步行机器人,如图1-6所示。
它采用开环关节连杆机构作为步行机构,通过模拟动物的运动机理,实现比较稳定的节律运动,可以自主应付复杂的地形条件,完成上下坡行走、越障等功能。
不足之处是腿运动时的协调控制比较复杂,而且承载能力较小。
综上所述,美国、日本的研究最具代表性,其技术水平已经较为先进,实用化程度也在逐步提高。
国内四足步行机器的研究起步比较晚,在上个世纪90年代以后才逐步有了成果,但研究水平据世界先进水平还有差距。
1.3机器人学主要涉及的学科内容机器人学主要涉及控制论、仿生机构学和人工智能三大基础学科。
1、人工智能人工智能的研究,采用计算机科学的观点和方法,撇开人脑的细微结构,单纯进行人脑宏观功能的模拟。
人工智能是在20世纪50年代后半期,即电子计算机的发展已具备各种复杂工作能力是形成的。
2、电子技术电子技术的进步,特别是微处理器、存储器及大规模集成电路的发展,使得机器人的控制能力提高,而体积减小。