六足仿生機器人及其步態(tài)分析現(xiàn)狀調(diào)查(編輯修改稿)
2025-07-21 00:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 研制。每條腿 3個旋轉(zhuǎn)自由度，采用直流伺服電機驅(qū)動、行星齒輪和蝸輪蝸桿傳動，可通過改變足單元模塊間的搭配變換成四足、六足等構(gòu)形?；谕缺廴诤稀⒛K化設計思想，支持可重構(gòu)和容錯功能，具有全方位的移動能力。機器人 LAVA（見圖 113）由南洋理工大學機械與航天學院研制。每條腿 3個旋轉(zhuǎn)自由度，采用伺服電機驅(qū)動、蝸輪蝸桿傳動，腿部機構(gòu)采用逆向差速齒輪驅(qū)動系統(tǒng)，具有移動與操作雙重功能。采用力/位置混合控制，以增強地形適應能力。六足機器人 THexs（見圖 114），由日本 KIMURA 實驗室研制。具有自主運作模式和操作者手柄遙控模式，單個操作者可同時控制多個機器人，完成物體的抓取以及搬運作業(yè)。六足機器人 SRProbot 系列（見圖 11圖 118）由南洋理工大學機械與航天學院研制，主要用于教學目的。每條腿 3 個旋轉(zhuǎn)自由度，采用舵機驅(qū)動、連桿傳動，具有全方位的步行能力，電機密集地布置于軀干四周，機構(gòu)十分緊湊，行動敏捷，具有較大的結(jié)構(gòu)剛度和較小的腿部轉(zhuǎn)動慣量。 六足機器人 LEMUR II（見圖 120），由美國加州理工大學噴氣推進實驗室研制。LEMUR II 是在前一代 LEMUR I（見圖 119）的基礎上改進而來，主要用于太空設備的勘測、裝配和維護。每條腿 4 個旋轉(zhuǎn)自由度，肢體關(guān)于正六邊形軀干呈軸對稱分布，集成了各種先進的末端執(zhí)行器（例如超音速鉆孔器），具有快速連接功能，可快速更換執(zhí)行工具，運動及操作過程均采用力控制方式。六足機器人 Asterisk（見圖 121），由日本大阪大學工程科技研究所研制。每條腿 4 個自由度，均采用舵機驅(qū)動。配備了 1 個三軸加速度計和 1 個兩軸陀螺儀，足端裝備了三維力傳感器、紅外傳感器及無線 CCD 相機，可在崎嶇地形或金屬網(wǎng)格天花板上全方位步行或進行作業(yè)。六足機器人 Sprawl（見圖 122），由斯坦福大學仿生機器人實驗室研制。腿部為被動彈性結(jié)構(gòu)，每腿 1 個直線自由度由汽缸驅(qū)動、1 個旋轉(zhuǎn)自由度由電機驅(qū)動，質(zhì)心位于軀干后下側(cè)，可實現(xiàn)姿態(tài)自穩(wěn)定，腿部具有蹬踏和穩(wěn)定功能，采用定時的開環(huán)/前饋控制。六足機器人 RHex（見圖 123），由美國加州伯克利分校等單位研制。每腿僅 1 個驅(qū)動器，實現(xiàn)了動力與控制的自主。裝備了 1 個三軸加速度計和 1 個三軸光纖陀螺儀，可在受外力擾動后調(diào)整姿態(tài)，通過各腿的應變測量單元獲取軀干的瞬時姿態(tài)，并迅速使能新的自主步態(tài)控制以減少驅(qū)動載荷，實現(xiàn)自適應奔跑。六足機器人 RiSE（見圖 124），由美國斯坦福大學等單位基于攀爬生物行為學研究成果研制。每條腿 2 個旋轉(zhuǎn)自由度，配備了慣性（姿態(tài)）測量、關(guān)節(jié)角位置測量、腿部應變測量、足端接觸傳感器，足端裝備了微型鉆和新型粘著材質(zhì)，一個固定的尾部機構(gòu)可幫助在峭壁上維持平衡。三．六足仿生機器人越障步態(tài)運動原理 “六足綱”昆蟲(蟑螂,螞蟻等等)在平坦無阻的地面上快速行進時,多以交替的三角步態(tài)運動[4],即在步行時把六條足分為兩組,以身體一側(cè)的前足、后足與另一側(cè)的中足作為一組,形成一個穩(wěn)定的三角架支撐蟲體,因此在同一時間內(nèi)只有一組的三條足起行走作用:前足用爪固定物體后拉動蟲體前進,中足用以支撐并舉起所屬一側(cè)的身體,后足則推動蟲體前進,同時使蟲體轉(zhuǎn)
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