雙足機(jī)器人上樓梯步態(tài)規(guī)劃與控制

為了提高電力系統(tǒng)的自動化水平,減輕電力工人在檢修高壓輸電系統(tǒng)時(shí)的勞動強(qiáng)度,同時(shí)保障其人身安全,提出并設(shè)計(jì)了一種可以攀爬電力鐵塔的5自由度關(guān)節(jié)式機(jī)器人,給出了機(jī)器人的cad模型,分析了其在鐵塔兩種位置攀爬過渡的能力.根據(jù)機(jī)器人機(jī)構(gòu)特征,提出、分析和比較了蠕蟲式和扭轉(zhuǎn)式攀爬步態(tài).蠕蟲式攀爬步態(tài)即機(jī)器人本體的兩連桿之間角度周期變化,兩爪交替前進(jìn);扭轉(zhuǎn)式攀爬步態(tài)即機(jī)器人本體不動,爪部回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)180°使得機(jī)器人整體扭轉(zhuǎn)半周.在機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)仿真軟件adams環(huán)境下,對機(jī)器人采用這兩種步態(tài)在鐵塔主材表面、橫擔(dān)側(cè)面和上表面3種方位攀爬情況進(jìn)行了仿真,計(jì)算和分析了不同情況下機(jī)器人各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩和系統(tǒng)能耗,得出最適合鐵塔各種方位的攀爬步態(tài):在橫擔(dān)上攀爬時(shí)應(yīng)采用能耗較小的扭轉(zhuǎn)式步態(tài),但是在主材表面攀爬時(shí)兩種步態(tài)能耗接近,需考慮障礙類型選取合適的步態(tài).仿真結(jié)果為機(jī)器人的攀爬步態(tài)規(guī)劃及控制策略提供了依據(jù),同時(shí)樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果也驗(yàn)證了兩種攀爬步態(tài)的可行性.

電力鐵塔攀爬機(jī)器人的步態(tài)分析_曹志華

電力鐵塔攀爬機(jī)器人的步態(tài)分析_曹志華 (2)

作圖步驟： 1、雙擊桌面robotstudio5.15圖標(biāo)，如下圖所示。 點(diǎn)擊左側(cè)選項(xiàng)欄，選擇授權(quán)。 然后選擇激活向?qū)Вx擇如下： 2、點(diǎn)擊創(chuàng)建文件，出現(xiàn)如下界面。 3、選擇機(jī)器人模型，點(diǎn)擊abb模型庫，出現(xiàn)如下界面，選擇irb2600.把承重能力改為20kg. 4、然后點(diǎn)擊導(dǎo)入模型庫，下拖選擇mytool后，然后把左側(cè)邊mytool工具拖到 irb2600-20-165-01，機(jī)器人上自動安裝了噴頭工具。 5、然后點(diǎn)擊機(jī)器人系統(tǒng)菜單，選擇從布局創(chuàng)建系統(tǒng)。 在此項(xiàng)目中，可以在名稱處修改系統(tǒng)的名稱，尤其在系統(tǒng)多的情況下。在主菜單中，一定要 修改工具，把原始的tool10改為mytool?；蛘撸诜湃霗C(jī)器人時(shí)，即完成此項(xiàng)設(shè)置，可以 不需要修改此項(xiàng)。 一直選擇下一個(gè)，即可成功。 成功后，屏幕右下角變?yōu)榫G色。 5、選擇建模，在菜單中選擇固體，再選擇矩形體。

為實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)越而結(jié)構(gòu)簡單的六足移動設(shè)想,通過對六足機(jī)器人進(jìn)行步態(tài)和傳動結(jié)構(gòu)特征的分析,提出了六足機(jī)器人模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,并利用solidworks完成了各模塊及機(jī)器人的整體構(gòu)型。最后,對其結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了分析,論證了該六足機(jī)器人的特性和優(yōu)勢。研究結(jié)果表明,該模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案有助于推動六足機(jī)器人的廣泛應(yīng)用。

鋼管扣件式樓梯應(yīng)用示意圖 說明： 1、梯步為踏步形式，樓梯坡度應(yīng)保持在30°－45°。 2、樓梯通道兩側(cè)設(shè)置雙道防護(hù)欄桿和踢腳板，欄桿即踢腳板表面刷 紅白或黃黑警示油漆。 3、樓梯休息平臺處應(yīng)張掛安全警示宣傳牌。 鋼管扣件式樓梯 說明： 1、樓梯鋼管應(yīng)橫平豎直并分布均勻，樓梯步距應(yīng)保持一致，橫桿外 露長度應(yīng)保持一致且不得超過100mm。 2、樓梯坡度應(yīng)保持在30°－45°之間，樓梯跑道滿鋪設(shè)腳手板。 3、樓梯通道寬度一般為1m，休息平臺寬度為1000mm，樓梯通道兩 側(cè)應(yīng)設(shè)置雙道防護(hù)欄桿和踢腳板（上道欄桿高度950mm，下道欄桿 高度450mm。踢腳板高度200mm，欄桿和踢腳板表面刷紅白或黃黑 警示油漆）。其余尺寸可參考圖示，樓梯鋼管表面刷紅白或黃黑油漆。 4、樓梯外側(cè)滿掛密目式安全網(wǎng)封閉；樓梯的側(cè)立面應(yīng)設(shè)置剪刀撐。 5、樓梯的基礎(chǔ)與外腳手架基礎(chǔ)方法一致，樓梯的連墻件設(shè)

針對輪式移動機(jī)器人越障能力不足的問題,設(shè)計(jì)出了一種兼具輪式和足式移動機(jī)構(gòu)特點(diǎn)的圓弧腿仿生六足機(jī)器人。完成了基于飛思卡爾mc568037型dsp及can總線的機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì);對機(jī)器人的運(yùn)動步態(tài)、靜力學(xué)及運(yùn)動學(xué)模型進(jìn)行了研究,并采用adams仿真軟件對運(yùn)動學(xué)模型進(jìn)行了驗(yàn)證;提出了一種基于三角函數(shù)規(guī)律的電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線。最后對電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、機(jī)器人的越障及轉(zhuǎn)向性能進(jìn)行了測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,機(jī)器人驅(qū)動電機(jī)的控制系統(tǒng)具有良好的響應(yīng)特性,機(jī)器人可通過30cm高的障礙,并且具有較小的轉(zhuǎn)向半徑,環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。

1 1、工業(yè)領(lǐng)域中一般多用6關(guān)節(jié)型機(jī)器人，根據(jù)所學(xué)內(nèi)容談?wù)?該種機(jī)器人都有哪些部件組成，每個(gè)部件的工作原理及選擇 該部件的依據(jù)（800字以上） 目前各大工業(yè)機(jī)器人廠商提供的六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人結(jié)構(gòu)從外觀上看大同小異，相差不大，從本 質(zhì)上來說，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該都是一致的，即其第一關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸（基座旋轉(zhuǎn)軸）、第四關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸、 第六關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸（手腕端部法蘭安裝盤的旋轉(zhuǎn)中心）在同一個(gè)平面內(nèi)；第二關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸、第 三關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸以及第五關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸互相平行，而且與前面提到到平面垂直；另外，還需要保 證第四關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸線、第五關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸線以及第六關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸線相交于一點(diǎn)。采用該種結(jié)構(gòu) 的工業(yè)機(jī)器人可以使得其運(yùn)動學(xué)算法最為簡單可靠。設(shè)計(jì)的機(jī)器人要保證高的定位精度，就 必須盡可能的滿足上述條件，通過機(jī)械加工及裝配精度來保證最終的機(jī)器人運(yùn)行精度控制在 一定范圍內(nèi)。如果機(jī)器人的結(jié)構(gòu)與此差別較大的話

1 機(jī) 器 人 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 冊 制作人：葉翔徐培嘉陳琳 制作日期：2012年12月 2 目錄 1、中國機(jī)器人大賽雙足競步機(jī)器人比賽規(guī)則簡述............3 2、雙足競步機(jī)器人構(gòu)成簡介.......................3 3、功能及其改進(jìn)方案簡介.........................4 4、設(shè)計(jì)與制作軟件簡介...........................4 5、比賽功能簡介.................................5 6、制作心得體會.................................6 3 一、中國機(jī)器人大賽雙足競步機(jī)器人比賽規(guī)則簡述 1、交叉足印競步機(jī)器人： 結(jié)構(gòu)只有雙足、并只能以走路的方式來移動，機(jī)器人要分清楚正面及背面， 以箭頭方向作為正面，是自主式脫線控制，用

美國創(chuàng)業(yè)公司doublerobotics開發(fā)了一款名為double的機(jī)器人。它由一部ipad、一個(gè)支架和電動兩輪底座組成，支持遠(yuǎn)程操縱，能實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、轉(zhuǎn)彎等動作，可以在公司或家里使用。它能伸展至5英尺高，或折疊至5．6英尺，從而模擬操縱者的站姿或坐姿。doubletelepresencerobot目前售價(jià)1999美元，折合人民幣約12477元，對于那種公事繁忙，又抽不出身去參加各種會議的大佬們來說，這個(gè)東西真的是個(gè)不錯(cuò)的貼心寶貝。

滅火機(jī)器人 機(jī)器人這個(gè)概念早已家喻戶曉,它是自動執(zhí)行工作的機(jī)器裝置,可以協(xié)助或者取代人類從 事多種工作。由機(jī)器人來代替人類在危險(xiǎn)的工作環(huán)境中工作,尤其是特殊緊急險(xiǎn)情等危害公 共安全時(shí),機(jī)器人發(fā)揮著越來越重要的作用。本文僅就消防機(jī)器人在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀做簡 要介紹,并對消防機(jī)器人在實(shí)際中的應(yīng)用及改進(jìn)方向做較為詳盡的闡述,供廣大同仁參考。 “機(jī)器人”一詞問世以來,一直成為高科技高尖端的代名詞。世界發(fā)達(dá)國家均在機(jī)器人 的研發(fā)上投入大量的人力財(cái)力。機(jī)器人是自動執(zhí)行工作的機(jī)器裝置,可以協(xié)助或者取代人類 從事多種工作。近年來,機(jī)器人已經(jīng)在很多國家的多個(gè)行業(yè)逐步代替了手工,是人力資源匱乏 國家解決勞動力問題的上佳選擇。而由機(jī)器人來代替人類在危險(xiǎn)的工作環(huán)境中工作,尤其是 危害公共安全的火災(zāi)、毒氣、爆炸等特殊緊急險(xiǎn)情時(shí),機(jī)器人發(fā)揮著越來越重要的作用。消 防事業(yè)直接服務(wù)于經(jīng)濟(jì)建設(shè),高

如果機(jī)器人生產(chǎn)工藝流行開來、那么諸如“工匠”“手工藝”這樣的詞匯或許很快就會過時(shí)。在倫敦維多利亞和阿爾伯特博物館外，矗立著一個(gè)戶外展亭，其結(jié)構(gòu)由斯圖加特大學(xué)的建筑師和工程師根據(jù)甲蟲外殼設(shè)計(jì)，這種外殼韌性超強(qiáng)、重量很輕，具有保護(hù)作用。

一、基本原理 本項(xiàng)目的機(jī)器人，傳動系統(tǒng)還是繼續(xù)利用“擺動曲柄滑塊機(jī)構(gòu)”原理，把減速電機(jī)的旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動轉(zhuǎn)換為驅(qū)動腿邁步的往復(fù)擺動運(yùn)動，再結(jié)合簡單的連桿結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)六條腿按照昆蟲的步 態(tài)規(guī)律實(shí)現(xiàn)爬行運(yùn)動。 1、運(yùn)動方式 本項(xiàng)目機(jī)器人是模仿?lián)碛辛鶙l腿的昆蟲的爬行運(yùn)動。昆蟲爬行想必大家都是見過的，但 是由于昆蟲的六條腿還是多了些，而且一般昆蟲的動作都比較迅速，觀察起來有點(diǎn)眼花繚亂， 所以可能很多人并不是很了解昆蟲爬行時(shí)這六條腿是如何協(xié)調(diào)動作的。而要做好六足爬行機(jī) 器人，就要清晰的了解這六條腿的每個(gè)階段的步伐狀態(tài)，也就是我們常說的“步態(tài)”。 實(shí)際上，一般六條腿的昆蟲，是以三條腿為一組、共兩組交叉進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)動的。同一時(shí) 間內(nèi)，有一組也就是三條腿著地，另外一組的三條腿是離開地面的，然后兩組交替切換往前 爬行。我們都知道，三點(diǎn)可以確定一個(gè)平面，即三條腿可以保證整個(gè)身體的平衡，這

六軸機(jī)器人柔順控制的研究

雙足步行機(jī)器人融合仿生學(xué)、復(fù)雜動力學(xué)建模、多傳感器融合以及控制工程學(xué)科等多種學(xué)科,可以為控制理論應(yīng)用、動力學(xué)問題的研究提供理想的實(shí)驗(yàn)平臺。本論文主要涉及到雙足步行機(jī)器人的自由度配置、本體結(jié)構(gòu)、單片機(jī)的功能、程序設(shè)計(jì)的基本思路等方面問題的研究。

工業(yè)機(jī)器人加工中的精度控制方法研究

針對高層建筑清潔的實(shí)際需要,采用solidworks和adams軟件相結(jié)合的方法,利用solidworks構(gòu)建了一種六足高層建筑清潔機(jī)器人的模型,通過adams內(nèi)部的仿真分析功能對模型進(jìn)行仿真分析,獲得該機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)特性與數(shù)據(jù),驗(yàn)證機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。同時(shí),在對機(jī)器人機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析、推導(dǎo)、計(jì)算時(shí),采用adams對機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析解算,實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人運(yùn)動的可視化,可直觀的了解了機(jī)器人清潔的工作過程,為其樣機(jī)的研制提供參考依據(jù)。

為實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)足式機(jī)器人的步態(tài)控制,本文提供了基于freescalek60的一種相對易行的控制器設(shè)計(jì)方案。介紹了控制器任務(wù)調(diào)度方案、基本模塊設(shè)計(jì)、步態(tài)算法設(shè)計(jì),以及通訊方案。

分析了步行運(yùn)動的狀態(tài),確定了雙足步行機(jī)器人自由度的分配,在比較各種驅(qū)動裝置優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,選擇了精度高、維修簡單且易于程序控制和集中控制的舵機(jī)作為驅(qū)動器。根據(jù)特定的結(jié)構(gòu)特征,構(gòu)建了雙足步行機(jī)器人的基本框架,并利用三維建模軟件unigraphics建立了雙足步行機(jī)器人的實(shí)體模型。

通過對人的行走方式進(jìn)行觀察模擬設(shè)計(jì)了仿人雙足機(jī)器人,運(yùn)用dh方法分析其機(jī)構(gòu),為其設(shè)計(jì)了具有周期循環(huán)性的下樓梯步態(tài),并把三維實(shí)體模型導(dǎo)入到運(yùn)動分析軟件adams中,添加約束驅(qū)動等,進(jìn)行驗(yàn)證。將仿真結(jié)果應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)物理樣機(jī)上,使物理樣機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)人的下樓梯動作。

采用直立式腿部結(jié)構(gòu),以雙電機(jī)為驅(qū)動力而設(shè)計(jì)開發(fā)了一種可調(diào)頭拐彎的六足步行機(jī)器人;行走機(jī)構(gòu)采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)為傳動系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)前行、后退、左拐、右拐、原地調(diào)頭或停止等動作.其簡單巧妙的機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、動力傳動方案和控制系統(tǒng),為將來更完善的六足機(jī)器人設(shè)計(jì)、開發(fā)、不斷拓展和深入研究提供了科學(xué)的依據(jù).

本文設(shè)計(jì)的地面清掃機(jī)器人采用十七自由度人型機(jī)身,靈活性大大提高。對機(jī)器人的硬件結(jié)構(gòu)、傳感方式、芯片及電路的搭建及運(yùn)動方式的控制方面內(nèi)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。并配套掃地吸塵拖地三合一模塊,實(shí)現(xiàn)對地板進(jìn)行全方位的清潔,替代人工清潔。