多足步行机器人

6.1994年,日本电气通信大学的木村浩(Hiroshi Kimura)等研制成功四足步行机器人Patrush-II 。
该机器人用两个微处理机 控制,采用直流伺服电机 驱动,每个关节安装了一 个光电码盘,每只脚安装 了两个微开关,采用基于 神经振荡子模型 CPG(Central Pattern Generator)的控制策略,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特点。
采用气动人工肌肉的 方式,压缩空气由步行 机上部的管子传输,并 由气动作动器驱动各 关节,使用独特的机构 来模仿肌肉的特性。 与电机驱动相比,该作 动器能提供更大的力 和更高的速度。
5.2008年，美国科学家最新研制的 ATHLETE(全地形六足地外探测器)机器人
ATHLETE 机器人顶部可 放置15吨重的月球基地装 置，它可以在月球上任意 移动，能够抵达任何目的 地。当在水平表面上时， ATHLETE机器人的车轮可 加快行进速度；当遇到复 杂的地形时，其灵活的6个 爪子可以应付各种地形。
3.2002年,上海交通大学的颜国正、徐小云等进 行微型六足仿生机器人的研究 。
该机器人长30 mm,宽40 mm, 高20 mm,质量仅为6.3 kg, 步行速度为3 mm/s。
3.国外研究成果
1.1990年,美国卡内基-梅隆大学研制出用于外 星探测的六足步行机器人AMBLER。
该机器人采用了新型的腿机构, 由一个在水平面内运动的旋转 杆和在垂直平面内作直线运动 的伸展杆组成,两杆正交。总质 量为3 180 kg,由于体积和质量 太大,最终没被用于行星探测计 划。
2.2000年,上海交通大学马培荪等对第一代形状记 忆合金SMA驱动的微型六足机器人进行改进,开发 出具有全方位运动能力的微型双三足步行机器人 MDTWR。
其第一代的每条腿只有2个自由度, 无法实现机器人的转向,只能进行 直线式静态步行,平均行走速度为 1 mm/s。将六足改进为双三足, 引入身体转动关节,采用新型的组 合偏动SMA驱动器,使新一代的微 型ห้องสมุดไป่ตู้三足步行机器人MDTWR具 有全方位运动能力。
三、发展趋势
1.腿轮组合式步行机器人 2.微小型步行机器人 3.仿生步行机器人
四、存在问题
1.多足步行机器人的体积和重量 2.多足步行机器人视觉 3.步行敏捷性 4.多足步行机器人的控制方法
该步行机模仿螃蟹的 外形,每条腿有两个自 由度,具有两栖运动性 能,可以隐藏在海浪下 面,在水中步行,当风 浪太大时,将脚埋入沙 中。它的脚底装有传 感器,用于探测岸边的 地雷,当它遇到水雷时, 自己爆炸同时引爆水 雷。
4. 2000年美国伊利诺斯大学的Delcomyn和 Nelson研制出六足仿生步行机器人Biobot。
2.1993年,美国卡内基-梅隆大学开发出有缆的 八足步行机器人DANTE。
用于对南极的埃里伯 斯火山进行了考察, 其改进型DANTE-II 也在实际中得到了应 用,如图2所示。 1994年,DANTE-II对 距离安克雷奇145 km的斯伯火山进行 了考察,传回了各种 数据及图像。
3.1996~2000年,美国罗克威尔公司在DARPA 资助下,研制自主水下步行机ALUV (Autonomous Legged Underwater Vehicle) 。
7.2000~2003年,日本的木村浩等又研制成功四 足步行机器人Tekken 。
该机器人用一台PC机系统控 制,采用瑞士Maxon直流伺服 电机驱动,每个关节安装了一 个光电码盘,并安装了陀螺仪、 倾角计和触觉传感器。采用 基于神经振荡子模型的CPG 控制器和反射机制构成的控 制系统,其中CPG用于生成机 体和四条腿的节律运动,而反 射机制通过传感器信号的反 馈,来改变CPG的周期和相位 输出,Tekken能适应中等不规 则表面的自适应步行。
1.2足运动方式的优点
1.机动性 2.平稳性 3.不平地面或松软地方高速性和低功耗
二、国内外研究成果
2.1国内成果
1.1991年,上海交通大学马培荪等研制出JTUWM系列。 JTUWM-III是模仿马等四足哺乳动物的腿外形制成,每 条腿有3个自由度,由直流伺服电机分别驱动。该机器 人采用计算机模拟电路两级分布式控制系统, JTUWMIII以对角步态行走,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,采用力和位置混合控制, 实现了四足步行机器人JTUWM-III的慢速动态行走,极 限步速为1.7 km/h。为了提高步行速度,将弹性步行机 构应用于该四足步行机器人,产生缓冲和储能效果。
多足行走机器人
一、简介
多足步行机器人是一种具有冗余驱动、多支链、 时变拓扑运动机构, 是模仿多足动物运动形式 的特种机器人, 是一种足式移动机构。所谓多 足一般指四足及四足其以上, 常见的多足步行 机器人包括四足步行机器人、六足步行机器 人、八足步行机器人等 。
1.1发展阶段
1.以机械和液压控制实现运动的机器人。 2.以电子计算机技术控制的机器人。 3.多功能性和自主性机器人