基本信息
- 项目名称：
- 全地形防化侦查机器人
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本项目为设计动力自主的无缆六足步行机器人。可用来在各种不平整地形上进行高速运动。受节肢动物生物力学的启发，它的四肢采用的是具有单自由度的无边单辐轮子，并且具有良好的刚度和柔顺性，就像蟑螂的腿一样。基本步态规划使用一种时钟驱动的三足步态，这就保证了机器人具有鲁棒性和耐用性，而且它能够保证以比较理想的速度在平整体面、坡面、沙地、草地、泥沼、楼梯、断裂面等各种情况恶劣的路面上行走。
- 详细介绍：
- 本项目为设计动力自主的无缆六足步行机器人。可用来在各种不平整地形上进行高速运动。受节肢动物生物力学的启发，它的四肢采用的是具有单自由度的无边单辐轮子，并且具有良好的刚度和柔顺性，就像蟑螂的腿一样。基本步态规划使用一种时钟驱动的三足步态，这就保证了机器人具有鲁棒性和耐用性，而且它能够保证以比较理想的速度在平整体面、坡面、沙地、草地、泥沼、楼梯、断裂面等各种情况恶劣的路面上行走。它只有六个驱动器，每一个髋关节有一台电机，并且因此在机构方面结构相对简单，能够在完成真实世界的任务的同时实现可靠而鲁棒的操作。利用时钟驱动的开环三足步态可以实现在实验方面稳定而且高度可操纵的移动。机器人平台上拓展安装相关传感器系统用来收集环境信息，而后通过无线网络传回控制终端。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本项目为设计动力自主的无缆六足步行机器人。可用来在各种不平整地形上进行高速运动。受节肢动物生物力学的启发，它的四肢采用的是具有单自由度的无边单辐轮子，并且具有良好的刚度和柔顺性，就像蟑螂的腿一样。基本步态规划使用一种时钟驱动的三足步态，这就保证了机器人具有鲁棒性和耐用性，而且它能够保证以比较理想的速度在平整体面、坡面、沙地、草地、泥沼、楼梯、断裂面等各种情况恶劣的路面上行走。
科学性、先进性及独特之处
- 机械结构简易。髋关节处均为单自由度无边单幅轮子，从而降低了在实际测试和使用中机构方面的扰动和出错率。对非结构环境的高度适应性。通过对六台电动机的分布式模糊PID校正控制，使得机器人的运动方式灵活多变，提高了机动性。尺寸按照国标的设计前提下，更可以在结构化环境中（例如楼梯）稳定运行。按照既定的步态运动期间，机器人重心轨迹符合SLIP模型。按照蟑螂以及沙漠爬行动物仿生学特性设计机器人结构部分。
应用价值和现实意义
- 现有越障机器人大部分是提高机构复杂程度，在不同环境中通过机构的变换，实现越障。本作品避开了传统设计思想，力求简化机械结构的复杂程度，从电路设计和控制方案的角度入手，达到相同的甚至更优化的越障性能
学术论文摘要
- 智能移动机器人是一类通过传感器感知环境和自身状态，实现在有障碍物的环境中自主向目标移动，从而完成一定作业功能的机器人系统。基于人体适应性和成本的考虑，很多环境中的作业任务都要交付给机器人来完成。而面对非结构化的环境中，高效的越障和避障能力是此类机器人路径规划研究中的重要方面。随着越来越多单位及研究团队的加入，一些灵巧的移动机构、新颖的控制算法、综合的解决方案纷纷出现
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 参考文献： [1]《现代仿生机器人设计》罗庆生，韩宝玲 电子工业出版社 [2] Daniel E.Koditschek .McGill University. Bounding and Stair Descent in the Hexapod RHex .June 2005 [3]Richard Altendorfer. Uluc Saranli.Haldum Komsuoglu, McGill University. Evidence for Spring Loaded Inverted Pendulum Running in a Hexapod Robot.Aug 2002 [4]Uluc Saranli, Alfred A.Rizzi and Daniel E.Koditschek . Robotics Institute, Carnegie Mellon University . Model-Based Dynamic Self-Righting Maneuvers for a Hexapod Robot.May 2000 [5]Uluc Saranli, Alfred A.Rizzi and Daniel E.Koditschek .The University of Michigan. Back Flips with a Hexapod Robot.July 2003
同类课题研究水平概述
- 无
