六足机器人

摘要： 针对单神经元的Matsuoka振荡器的中枢模式发生器(CPG)模型只能输出持续高位的信号,不能实现控制六足机器人的三足步态规划的问题,提出通过模拟生物肌肉的特性,建立伸张肌神经元与收缩肌神经元相互抑制相互作用的双神经元的Matsuoka振荡器模型。通过试凑法与单参数分析法结合确定双神经元Matsuoka振荡器模型的参数。最后通过Matlab仿真验证了改进后的Matsuoka振荡器能够控制六足机器人的三足步态规划。

摘要： 为了适应新工科建设的新要求,设计了一种适应本科生工程实践训练的六足机器人实验平台。此实验平台结合机械、电子控制等学科知识,实现学科交叉融合的人才培养要求。六足机器人形象生动,寓教于乐,易于激发学生参与兴趣,能够有效提高学生的动手能力及工程实践技能。

摘要： 21世纪以来,国内外对机器人技术的发展愈加重视。机器人技术被认为是对未来新兴产业发展具有重要意义的高技术之一。文中设计的智能六足机器人是一个以树莓派为控制中心,通过舵机控制六足机械腿移动的智能机器人。机器人上搭载USB摄像头,能够实时把画面传输至PC并进行图像处理。采用Web页面控制方法,开启FLASK服务器后,在任意联网设备上都可以通过IP访问网站,以此与机器人进行交互。此机器人除了能够通过六足移动和传输图像外,还搭载了人脸识别模块,可以作为一款室内智能电子宠物或者智能监管机器人,应用前景较为广阔。

摘要： 为解决常规速度级控制器难以在非理想接触条件下保证电驱动仿生六足机器人速度跟踪能力的问题,提出一种基于加速度模糊控制的六足机器人双边遥操作方法。首先建立主端位置与从端速度的半自主映射方案,在此基础上确定机体加速度与腿部关节驱动量之间的关系式;其次采用模糊控制算法对遥操作系统的控制律进行设计,再利用Llewellyn准则求解控制律参数的稳定范围,并将所跟踪的速度/力信息分别以触觉力的形式反馈给操作者;最后搭建半物理仿真实验平台,实验结果验证了所提方法具有可行性,且遥操作系统的速度跟踪以及力透明度得到了明显提升。

摘要： 北京冬奥会加速了冰雪运动的普及,同时也推动机器人在冰雪场景落地应用。六足滑雪机器人、六足冰壶机器人的亮相,向世界展示了中国足式机器人的风采。冰雪之外,足式机器人在安防、巡检等场景实现了测试应用,商业化探索步伐不断推进,价值前景广阔。前不久,上海交通大学研发的六足滑雪机器人亮相沈阳,顺利完成初级道、中级道,以及与人共同滑雪实验。广阔的雪地上,一台红色机器人踩着双板,灵活地穿梭于人群之中,引得游客纷纷驻足观看。

摘要： 该论文以六足仿生机器人作为研究目标,采用了STM32单片机的开源电子原型平台作为主要的控制系统。对机体结构、控制系统、各组成部件的工作原理做详细研究,设计制作一个基于STM32的六足机器人,再增加一些其他传感器,机器人可以在室内或室外进行环境的大气监测,为人们的生活提供方便。

摘要： 针对局部可观测的非线性动态地震环境下,六足机器人采用传统算法进行动态避障时易出现算法不稳定的情况。运用了基于双重深度Q网络(DDQN)的决策方式,通过传感器数据输入卷积神经网络(CNN)并结合强化学习的策略,下达命令到六足机器人,控制输出决策动作,实现机器人动态避障。将系统的环境反馈与决策控制直接形成闭环,通过最大化机器人与避障环境交互产生的累计奖励回报,更新神经网络权重,形成最优决策策略。通过六足机器人平台实验结果证明:此方法能较好地减少传统深度强化学习算法容易导致过度估计状态动作值和损失函数难以收敛的风险;并且提高了六足机器人进行动态避障的效率和稳定性。

摘要： 为在各种人类不便到达的地区进行数据采集、探测等工作,越来越多移动式机器人被使用,六足机器人因其在步态上的高适应性成为移动机器人领域中的主流研究对象之一。本文以Raspberry Pi作为控制核心设计了一款六足行走机器人,具有多自由度结构和离散落足点,可进行丰富的步态设计,以适应各种非结构化地形,同时结合摄像头、传感器等功能模块,使其具备远程控制、实时监控、自动避障等功能,以达到在各种复杂地形环境下稳定行走并实时高效采集信息的目的。

摘要： 在室外环境进行机器人目标识别与跟踪是计算机视觉和机器人技术的前沿发展方向,机器人在导航、智能监控、多机协作、人机交互等领域应用广泛。设计了一种基于树莓派的六足机器人目标识别与跟踪系统。通过六足机器人搭载Kinect高清摄像头对行人和目标六足机器人进行识别与跟踪,YOLO v3进行行人和目标六足机器人的检测与识别,得到质心的坐标信息,结合卡尔曼滤波算法进行位置预测与修正。目标六足机器人(室外走廊、碎石路环境下)及行人的识别在测试集上的mAP分别可达95.6%,90.5%,93.4%,实验对比分析了YOLO v3结合卡尔曼滤波算法与经典跟踪算法在跟踪实验上的准确率和中心位置误差,相较于传统算法在跟踪的准确性和鲁棒性上有较大的提高。

摘要： 为解决机器人复杂崎岖地形难以行进的问题,设计了步履式全地形六足机器人。系统以STM32F407ZGT6单片机为控制核心,通过EPM1270T144I5舵机和直流减速电机驱动板,控制DS3120MG型舵机带动机器人的运动关节以及控制5GA370型直流减速电机驱动履带小车;同时引入H083-0605TC型导电滑环与挂胶履带,实现履带小车360°回转无死角,进而可以在各种复杂地形下灵活运动。步履式全地形六足机器人具有优越的越野能力,可轻易翻越障碍物,且抗干扰能力强,灵活度高,安全可靠,具有较高的实用价值。

摘要： 利用中枢模式发生器(Central Pattern Generator)实现六足爬行步态是运动仿生的关键.建立机器人坐标系,基于D-H参数求解正运动学;采用Hopf振荡器设计多腿耦合模型;构建由6个CPG单元组成的环形CPG网络拓扑结构,每个CPG单元由2个Hopf振荡器组成;采用膝踝映射函数方法,将踝关节振荡器输出映射为踝关节和膝关节角度轨迹,从而降低网络中振荡器个数;通过改变耦合系数保证相邻振荡器的相位互锁;搭建实物样机进行步态测试.仿真和实验表明,CPG网络相位差稳定,可实现六足机器人三角步态,爬行速度约为6.45cm/s.

摘要： 六足机器人在结构上具有多冗余自由度,具有较高的地形环境适应能力,如何提高六足机器人在非结构环境下的移动能力一直是个具有挑战性的课题.本文将六足机器人在非结构环境中的行走问题建模为受约束条件下的离散落脚点选取和路径优化问题,利用强化学习对未知环境的学习能力,解决未知非结构复杂路况下的步态规划和路径优化问题,并通过MATLAB-ADAMAS联合仿真进行了实验验证.

摘要： 自然界中的生物以其丰富的型态、灵巧的动作与神奇的功能，而能在复杂多变的环境下生存下来。仿生机器人就是模仿自然界中生物的外部形状或某些机能的机器人系统。六足仿生机器人具有平衡安定之优点，它也是一个研究步态行走理论的机器人模型。本文所研制之六足机器人是由12个精确的微型RC伺服马达所操控，它们可控制6条腿，每条腿有水平旋转及垂直升降2个自由度(D.O.F)。透过89C51单芯片对12个伺服马达的精确控制，可模拟及研究六足动物的行走步态。六足机器人有遥控及自走功能，遥控功能是利用无线电来遥控六足机器人进行前进、后退、停止及左右转弯等动作。自走功能则是利用六足机器人前方所装设的微动开关及反射型红外线传感器来侦测障碍物，若行进间遇到障碍物时则进行转弯避障等动作。

摘要： 针对控制精度要求较高的足式移动机器人腿部机构,设计了一种基于单片机PIC16F876A和H桥驱动芯片L293D的足式移动机器人的腿部机构控制系统.该控制系统采用两级控制结构和模块化设计,腿运动控制单元根据接收到的腿运动控制指令计算各关节运动参数,然后传递给关节运动控制单元,关节运动控制单元根据接收到的关节运动参数和电机的位置及速度反馈信号调用PD控制程序,完成对电机运动的精确控制.实验结果表明这种两级控制系统可以完成对足式机器人腿的运动控制,减小了六足机器人腿的体积和成本.

摘要： 由于适应于各种复杂的地形,六足机器人在环境探测及灾害救援等方面有着广泛的应用前景.为提高其执行任务的能力,本课题从大载荷比和高适应性方面入手,开展相关的设计、建模、优化及控制等方面的研究.以蚂蚁为仿生对象,通过观察分析其载荷与结构、环境与行走步态之间的关系,开展了六足机器人的优化设计,分别从运动学特性、动力学特性,以及同时运动学及动力学综合以达到大载荷比及高适应性的目标,并研制实验样机,对载荷比优化的方法、高适应性运动步态规划方法及智能控制的方法进行了验证.

摘要： 长期以来，六足步行机器人一直足国内外领域研究的热点之一，但六足机器人一般都处于理论研究阶段，而实用性一直不强，运载能力和运载速度没能得到提升。本文提出了一种六足水陆两柄大型运载平台，它是一种新型的快速，高适应性的运载工具。它不仅具有六足机器人的爬行能力，而且在平地上具有履带运输功能和在水面上游行的运输功能。进行了运动学分析，并提出一种自适应的步态规划。

摘要： 根据仿生学原理,观察六足昆虫的运动,抽象、优化出理想模型,以此为基础设计和制作出机械结构.以AT89C52单片机为控制器,使用接触传感器、光反射传感器和声音传感器等开关量,实现与直流电机的闭环控制。设计制作出灵活、稳定美观的六足机器人。该机器人按三角步态行走,实现诸如直线行走、倒退、慢速转弯、快速转弯、越障等基本功能,并能寻黑线行走。介绍了该机器人三角步态的行走原理、各种机构的优缺点和选用原则、控制方法、程序编写思想等。

摘要： 为了设计一款能够在非平坦路面上稳定运动的六足步行机器人,本文采用STM32F103型和SR-1501MG型数字舵机作为控制系统,并详细介绍了系统的总体结构和软硬件设计方案.其中硬件结构主要包括:驱动舵机、控制电路板、高倍率锂电池以及力敏传感器.软件部分主要是根据脚底的力敏传感器采集的信号调节目标PWM波占空比的目标值,从而控制舵机的转动.经试验测试,该机器人每个脚具有3个自由度,能够严格按照三角步态,实现直线的前进、后退、左移和右移行走功能和以机器人机械结构重心为中心的原地左转、右转功能,并且通过无线手柄可以控制机器人的运动方式和运动速度.

摘要： 为了设计一款能够在非平坦路面上稳定运动的六足步行机器人,本文采用STM32F103型和SR-1501MG型数字舵机作为控制系统,并详细介绍了系统的总体结构和软硬件设计方案.其中硬件结构主要包括:驱动舵机、控制电路板、高倍率锂电池以及力敏传感器.软件部分主要是根据脚底的力敏传感器采集的信号调节目标PWM波占空比的目标值,从而控制舵机的转动.经试验测试,该机器人每个脚具有3个自由度,能够严格按照三角步态,实现直线的前进、后退、左移和右移行走功能和以机器人机械结构重心为中心的原地左转、右转功能,并且通过无线手柄可以控制机器人的运动方式和运动速度.

摘要： 为了设计一款能够在非平坦路面上稳定运动的六足步行机器人,本文采用STM32F103型和SR-1501MG型数字舵机作为控制系统,并详细介绍了系统的总体结构和软硬件设计方案.其中硬件结构主要包括:驱动舵机、控制电路板、高倍率锂电池以及力敏传感器.软件部分主要是根据脚底的力敏传感器采集的信号调节目标PWM波占空比的目标值,从而控制舵机的转动.经试验测试,该机器人每个脚具有3个自由度,能够严格按照三角步态,实现直线的前进、后退、左移和右移行走功能和以机器人机械结构重心为中心的原地左转、右转功能,并且通过无线手柄可以控制机器人的运动方式和运动速度.

摘要： 本发明提供了一种直线驱动的步行机器人腿部构型，包括：腿部伸缩机构、并联驱动机构以及直线驱动机构；所述直线驱动机构与并联驱动机构驱动连接，所述并联驱动机构与腿部伸缩机构驱动连接。同时提供了采用上述直线驱动的步行机器人腿部构型的并联六足步行机器人。本发明提供的直线驱动的步行机器人腿部构型及并联六足步行机器人，具有腿部质量轻、转动惯量小、便于防护、驱动器规格统一的优点。本发明解决了机器人在地形复杂、环境恶劣的作业条件下行走的防护，机动性与重载作业的问题。

摘要： 本发明提供了一种多足轮式机器人的摆足及多足轮式机器人，它解决了机器人路面适应性差等问题，其设置在机器人机身底部的中段，包括摆动伸缩足，摆动伸缩足下端设有行走轮，摆动伸缩足和机器人机身之间设有能带动摆动伸缩足沿机器人机身纵向前后摆动的摆动驱动结构。本发明具有路面适应性好、移动稳定等优点。

摘要： 本发明公开了一种六足动物机器人的转弯控制方法、装置和六足动物机器人。其中，该方法包括：控制机器人腹部下方的髋关节绕待转弯的圆心沿预设的运动轨迹进行旋转移动；控制机器人绕待转弯的圆心旋转移动腹部下方左侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方右侧的中间腿的脚；控制机器人绕待转弯的圆心旋转移动腹部下方右侧的前边腿与后边腿的脚，同时旋转腹部下方左侧的中间腿的脚完成转弯。通过本发明解决了解决了六足动物机器人的机械臂的转弯运动问题，达到了更好模仿六足哺乳动物转弯的技术效果。

摘要： 本发明提供了一种直线驱动的步行机器人腿部构型，包括：腿部伸缩机构、并联驱动机构以及直线驱动机构；所述直线驱动机构与并联驱动机构驱动连接，所述并联驱动机构与腿部伸缩机构驱动连接。同时提供了采用上述直线驱动的步行机器人腿部构型的并联六足步行机器人。本发明提供的直线驱动的步行机器人腿部构型及并联六足步行机器人，具有腿部质量轻、转动惯量小、便于防护、驱动器规格统一的优点。本发明解决了机器人在地形复杂、环境恶劣的作业条件下行走的防护，机动性与重载作业的问题。

摘要： 本申请公开了一种足式机器人足端轨迹规划的方法、装置及足式机器人，用于使机器人能够平稳地上下台阶以及跨越障碍物，减少磕碰，提高机器人在上下台阶以及跨越障碍物过程中的稳定性。本申请方法包括：确定至少一条腿的足端在第一摆动相，从第一台阶抬起至落到第二台阶的摆动高度和摆动长度；若第二台阶的踏面比第一台阶的踏面高，则根据摆动高度和摆动长度确定足端对应的第一系列轨迹牵引点；根据第一系列轨迹牵引点生成第一足端轨迹控制足端落足于第二台阶；若第二台阶的踏面比第一台阶的踏面低，则根据摆动高度和摆动长度确定足端对应的第二系列轨迹牵引点；根据第二系列轨迹牵引点生成第二足端轨迹控制足端落足于第二台阶。

摘要： 本发明设计一种基于六次多项式的六足机器人足端轨迹规划方法，针对六足机器人爬行特性，设计提出一种包括足端垂直与地面抬起及下落阶段、抛物线摆动阶段、平稳支撑阶段的足端轨迹曲线；并且各阶段足端轨迹曲线在机体坐标系下，足端位姿、速度、加速度时刻连续，从而保证在关节空间坐标系下，各个关节电机角度、角速度、角加速度时刻连续，使得机器人爬行过程中步态始终保持稳定、连续。本方法仅需使用者给出爬行速度、爬行周期、足底抬起高度信息，就可得到精确平滑的足底轨迹曲线减少了机器人产生侧滑的可能性，增加了机体稳定性，并且在凹凸地面处理上，程序实现较为方便。

摘要： 本发明公开了一种Jansen连杆结构机器人仿生腿及仿生蝎式六足机器人，仿生腿结构包括由三角连杆、与三角连杆的一个顶点铰接的第一连杆、与三角连杆的一个顶点铰接的第三连杆、与三角连杆的一个顶点铰接的第四连杆、分别与第三连杆和第一连杆铰接的第二连杆、分别与第三连杆和第四连杆铰接的上足端杆件，以及设置在上足端杆件下部的下足端杆件，下足端杆件的一端与上足端杆件一端铰接，下足端杆件的另一端通过足端减震刚簧连接上足端杆件的另一端连接；基于上述仿生腿设计出的仿生蝎式六足机器人；本申请通过对仿生腿结构的优化设计，能够提高机器人的平稳性。

摘要： 本发明涉及基于腿臂复用六足机器人的控制方法和机器人，包括以下步骤：以腿臂复用六足机器人的躯干质心为原点构建模型，利用机器人腿部支撑点相对于质心点的位置向量和躯干质心处的虚拟支撑力，获取机器人各支撑腿的前馈力；利用机器人躯干的浮动自由度、机器人关节的运动自由度和已获得的各支撑腿前馈力，构建机器人全身动力学模型，获取机器人各支撑腿的关节扭矩；利用机器人位置坐标的变化，获取机器人非支撑腿摆动轨迹中的关节角度和关节扭矩；基于各支撑腿的关节扭矩和非支撑腿的关节角度与关节扭矩实现机器人控制。可实时优化支撑力并调整运动轨迹，实现外力扰动下的鲁棒运动；臂式作业时灵活配置为单臂和双臂模式，实现推移等多种作业。

摘要： 本发明设计一种基于六次多项式的六足机器人足端轨迹规划方法，针对六足机器人爬行特性，设计提出一种包括足端垂直与地面抬起及下落阶段、抛物线摆动阶段、平稳支撑阶段的足端轨迹曲线；并且各阶段足端轨迹曲线在机体坐标系下，足端位姿、速度、加速度时刻连续，从而保证在关节空间坐标系下，各个关节电机角度、角速度、角加速度时刻连续，使得机器人爬行过程中步态始终保持稳定、连续。本方法仅需使用者给出爬行速度、爬行周期、足底抬起高度信息，就可得到精确平滑的足底轨迹曲线减少了机器人产生侧滑的可能性，增加了机体稳定性，并且在凹凸地面处理上，程序实现较为方便。

摘要： 本实用新型公开了一种机器人腿部机构，其包括腿架和水平驱动器机构，水平驱动器机构中由马达驱动的直线推杆驱使腿架中的四连杆收缩机构动作，所述马达和直线推杆并排水平横放。本实用新型还公开了一种六足机器人，其六个腿部机构均为上述机器人腿部机构。本实用新型所提供的机器人腿部机构，其水平驱动器机构中的马达和直线推杆并排水平横放，从而有助于降低机器人的高度，安装了该机器人腿部机构的六足机器人大大降低了重心，在大坡度，高崎岖的地形也难以倾覆，提升了六足机器人的稳定性和适应能力。另外，将腿架中四连杆收缩机构上构成该腿架腿节的横杆改为直杆设计，避免了横杆因受力过大而发生损坏，进而延长了横杆的使用寿命。