关键词： 外骨骼   支撑期   动力学   设计   仿真  

摘要： 设计了一种针对军事用途的下肢外骨骼机器人,主要为行军过程中的士兵承载负重。分析了人类下肢自由度以及下肢步态的特点,对人体下肢在单足和双足支撑期进行了动力学分析,建立了七杆模型,并与通常的五杆模型进行比较,得到各关节在一个步态周期内驱动力矩以及功率的变化,随后分析了人体下肢在登台阶过程中的功率变化,利用两者的分析结果确定了各关节的驱动方式。结合下肢外骨骼所需要实现的功能、工作原理及其结构组成,利用SolidWorks软件对其进行结构设计。最后,为验证所得到的结果的正确性,将样机模型导入ADAMS中进行验证,证明了所得到的液压缸力和各关节力矩是正确的。

关键词： 码垛机器人   动力学   弹簧   平衡   力矩  

摘要： 随着实际应用中负载和速度要求的不断提高,码垛机器人的动力学特性被赋予了更高的要求,而优化机器人弹簧平衡机构对于改善其动力学性能和运动中的平稳性具有重要意义。基于凯恩(Kane)方程的动力学算法,以PT1300型码垛机器人为研究对象建立码垛机器人刚体逆动力学模型。在给定机器人运动路径及运动规律前提下,基于动力学层面提出一种弹簧平衡机构设计方法。研究结果表明,采用该方法设计的弹簧平衡机构可明显降低关节驱动力矩,达到了预期效果。

关键词： 动力学模型   三轴并联机器人   拉格朗日法  

摘要： 对高速高精度三轴并联机器人的结构进行了分析。先采用拉格朗日法建立单个串联机器人的拉格朗日函数,然后将3个串联机器人的拉格朗日函数相加,再加入闭链约束条件,最终得到该三轴并联机器人的动力学模型。该动力学模型结构简单、计算高效,为后续设计最优的控制器提供理论依据。

关键词： 机器人竞赛   仿生技术   智能控制   蜥蜴   第一实验小学   动手能力   制造技术   控制技术  

摘要： 在仿生技术、控制技术和制造技术不断发展的今天，仿人及仿生物机器人相继被研制出来。仿生机器人已经成为机器人家族中的重要成员。在第十二届中国青少年机器人竞赛上，由甘肃省临洮县第一实验小学机器人创意小组的同学们设计研制出的仿生智能“蜥蜴”机器人，虽然没有国际上许多尖端技术，但是学生们充分发挥了自身的创新与动手能力，通过长期观察蜥蜴这种爬行动物的形状、行为及生活习性，制作出了仿真的蜥蜴形象和具有机器人智能控制能力的机器生物体。

关键词： 力控制模式   四足仿生机器人   逆动力学   动力学仿真  

摘要： 针对四足仿生机器人,研究了基于力控制模式下的四足仿生机器人的动力学仿真实现方法.首先利用虚拟现实建模语言对四足仿生机器人进行仿真模型的建立和有关参数的定义;然后对四足仿生机器人按照空间向量代数建立运动学方程;接着,采用迭代牛顿-欧拉算法对四足仿生机器人进行逆动力学分析,以求得在力控制模式下的动力学仿真所需的各关节驱动扭矩,并建立了基于机器人中间件的动力学仿真系统.最后,通过四足仿生机器人在对角小跑步态下的动力学仿真实验,验证了该方法的有效性和实用性.

关键词： 独轮机器人   拉格朗日方程   侧向动力学方程   PD控制器   LQR  

摘要： 独轮机器人是一类重要的科学研究型机器人,基于旋转的惯性飞轮的独轮机器人可以实现独轮机器人的侧向平衡。本文单独推导了其侧向动力学方程,分析得出惯性飞轮对独轮机器人侧平衡的动力学影响,通过设计PD控制器和LQR控制器实现了对独轮机器人的侧向平衡控制,并进行了对比。仿真和物理实验均证实了:独轮机器人的滚转角变化量与飞轮的角加速度成正比;旋转飞轮产生的平衡力矩与飞轮的转动加速度方向相反;独轮机器人的滚转角变化量与飞轮的转动惯量正相关。

关键词： 关节型机器人   逆动力学   动力学仿真   轨迹规划   轨迹控制   关节空间  

摘要： 在已知机器人关节空间中起点和终点时刻运动参数的情况下,研究了基于五次多项式插值拟合的关节型机器人轨迹规划算法,获取了机器人运动中各个时刻所对应的关节位置、速度和加速度等数据信息.分析了基于迭代牛顿-欧拉算法的机器人逆动力学方程,依据规划好的机器人轨迹求取用于控制机器人运动或进行动力学仿真所需的驱动力矩,并建立了基于逆动力学方程的机器人轨迹控制系统.最后,比较了三种关节型机器人的轨迹控制方法并进行了相应的动力学仿真,对轨迹跟踪误差和力矩大小等性能参数进行比较,证明了基于RNEC和加速度反馈的机器人轨迹控制系统具有较高的跟随精度、较明显的轨迹控制效果,是一种较优的力矩控制方法.

关键词： D—H矩阵   Delta并联机器人   ADAMS软件   轨迹规划  

摘要： 以Delta并联机器人为研究对象,用三维设计软件Pro/E建立其样机模型,通过简化Delta并联机器人机构模型,用D-H矩阵法建立其运动学方程,得出正、逆解,给定动平台的运动轨迹进行轨迹规划,用Matlab软件计算出各支链的驱动臂张角,将样机模型和计算结果导入到ADAMS软件中,添加约束驱动等,进行运动学和动力学仿真分析,所得结果与理论计算结果一致,为Delta并联机器人的设计、优化和运动控制提供依据。

关键词： 水下机器人   动力学模型   系统辨识   多新息最小二乘算法  

摘要： 水下机器人动力学模型辨识是水下机器人运动控制、状态监测和系统设计开发的基础。把6自由度动力学模型适当简化,给出Falcon水下机器人的动力学模型,在最小二乘算法(LS)和递推最小二乘算法(RLS)的基础上,提出基于多新息最小二乘算法(MILS)的水下机器人动力学模型辨识方法,最后给出MILS辨识算法、RLS算法和LS辨识算法仿真实验结果,证明所提算法的可行性与优越性。利用多新息最小二乘算法得到的水下机器人动力学模型参数更接近于理想参数,能够更好的描述水下机器人的动态特性,对于水下机器人的操纵与自适应控制的研究有较大的实际意义。

关键词： In-network computation   Data reduction   Information collection   Networked robotics   Wireless robotics   Machine-to-machine communications   Sensor networks   Ad hoc networks  

摘要： Wireless robotics enables wide applications of service robots to benefit human life. However, effective machine-to-machine communications would be the foundation of operation. With cloud-based architecture, we innovatively demonstrate in-network computation to significantly alleviate the requirement of communication bandwidth for multi-hop networking, to achieve spectrum-efficient M2M communications. We further characterize the coverage geographical of machines to impact effective operation of wireless robotics.