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考虑柔性腰部的仿猫机器人落地冲击分析
被引量：
2
1
作者
李露
赵家轩
冯宝林
《机械设计》
CSCD
北大核心
2019年第2期96-101,共6页
针对四足机器人从空中无意跌落或被空投时的安全着陆问题,提出了一种考虑柔性腰部的仿猫机器人机构模型,分阶段讨论了机器人的受力和运动情况;采用拉格朗日函数在能量分析的基础上建立了动力学方程;根据动量矩定理,结合经典碰撞理论,建...
针对四足机器人从空中无意跌落或被空投时的安全着陆问题,提出了一种考虑柔性腰部的仿猫机器人机构模型,分阶段讨论了机器人的受力和运动情况;采用拉格朗日函数在能量分析的基础上建立了动力学方程;根据动量矩定理,结合经典碰撞理论,建立了碰撞过程中的动力学方程;建立了仿真模型,分析腰部扭簧对落地冲击的影响。仿真结果表明,腰部增加扭簧可以降低前、后腿触地的反作用力,前、后髋关节主动力矩,前、后腿触地时质心竖直加速度,并且使各变量变化更平缓,因此得到更好的落地缓冲性能,并研究了腰部扭簧的弹性系数和阻尼系数与各变量的变化关系。计算了不同弓背角度及前、后腿高度差情况下的地面反作用力、质心竖直加速度。结果表明,增大弓背角度可以减小质心竖直加速度,改变前、后腿高度差会改变前、后腿的地面反作用力分布。该文为进一步研究仿猫机器人的结构设计和落地的控制策略奠定了基础。
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关键词
仿猫机器人
落地冲击分析
柔性腰部
在线阅读
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职称材料
一种基于柔性腿部与主动腰部的仿猫四足机器人设计方法
被引量：
3
2
作者
宋玉旺
李江天
+3 位作者
滕鹏
吴硕
张致豪
孟非
《科学技术与工程》
北大核心
2023年第31期13448-13456,共9页
目前大多数四足机器人以刚性腿部结构设计而成,部分机器人加入了单一自由度的腰部实现单方向的运动,但是总的来说都难以实现动物腿部肌肉、腰、脊椎关节的柔性运动。在四足动物中,猫拥有极强的运动灵活性。为更好地模拟猫的运动特性,参...
目前大多数四足机器人以刚性腿部结构设计而成,部分机器人加入了单一自由度的腰部实现单方向的运动,但是总的来说都难以实现动物腿部肌肉、腰、脊椎关节的柔性运动。在四足动物中,猫拥有极强的运动灵活性。为更好地模拟猫的运动特性,参照猫的腿部骨骼结构和柔性组织,提出了一种具有柔性腿部和主动腰部的仿猫四足机器人设计方法。首先,从仿生学的角度研究猫的生理结构和运动方式,设计了包含弹簧-阻尼器系统四杆机构的柔性腿部,转动灵活且工作稳定的主动腰部和带有脊柱固定系统的前后躯干。同时,使用有限元分析工具对受力情况复杂的关键零件进行强度与刚度优化。之后,开发了运用新设计的仿猫四足机器人原型机,通过运动仿真软件配合原型机,进行了Trot步态行走、跳跃、落地缓冲和越障等实验。实验结果表明,相较传统的刚性腿部结构和单自由度腰部,应用该设计方法的四足机器人在运动性能方面有着显著优势,充分验证了其可行性与有效性。研究结果为四足机器人的设计提供了一种新的解决方案并给出了其理论依据和参考设计实例。
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关键词
四足
机器人
仿猫机器人
机构设计
柔性腿部
主动腰部
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职称材料
题名
考虑柔性腰部的仿猫机器人落地冲击分析
被引量：
2
1
作者
李露
赵家轩
冯宝林
机构
中国科学院合肥物质科学研究院
中国科学技术大学工程科学学院
出处
《机械设计》
CSCD
北大核心
2019年第2期96-101,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(51405470)
文摘
针对四足机器人从空中无意跌落或被空投时的安全着陆问题,提出了一种考虑柔性腰部的仿猫机器人机构模型,分阶段讨论了机器人的受力和运动情况;采用拉格朗日函数在能量分析的基础上建立了动力学方程;根据动量矩定理,结合经典碰撞理论,建立了碰撞过程中的动力学方程;建立了仿真模型,分析腰部扭簧对落地冲击的影响。仿真结果表明,腰部增加扭簧可以降低前、后腿触地的反作用力,前、后髋关节主动力矩,前、后腿触地时质心竖直加速度,并且使各变量变化更平缓,因此得到更好的落地缓冲性能,并研究了腰部扭簧的弹性系数和阻尼系数与各变量的变化关系。计算了不同弓背角度及前、后腿高度差情况下的地面反作用力、质心竖直加速度。结果表明,增大弓背角度可以减小质心竖直加速度,改变前、后腿高度差会改变前、后腿的地面反作用力分布。该文为进一步研究仿猫机器人的结构设计和落地的控制策略奠定了基础。
关键词
仿猫机器人
落地冲击分析
柔性腰部
Keywords
cat-like robot
analysis on landing impact
flexible waist
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
一种基于柔性腿部与主动腰部的仿猫四足机器人设计方法
被引量：
3
2
作者
宋玉旺
李江天
滕鹏
吴硕
张致豪
孟非
机构
华北电力大学能源动力与机械工程学院
北京邮电大学计算机学院
北京理工大学机电学院
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2023年第31期13448-13456,共9页
基金
国家自然科学基金面上项目(52075169)
华北电力大学大学生创新创业训练计划(202102024)。
文摘
目前大多数四足机器人以刚性腿部结构设计而成,部分机器人加入了单一自由度的腰部实现单方向的运动,但是总的来说都难以实现动物腿部肌肉、腰、脊椎关节的柔性运动。在四足动物中,猫拥有极强的运动灵活性。为更好地模拟猫的运动特性,参照猫的腿部骨骼结构和柔性组织,提出了一种具有柔性腿部和主动腰部的仿猫四足机器人设计方法。首先,从仿生学的角度研究猫的生理结构和运动方式,设计了包含弹簧-阻尼器系统四杆机构的柔性腿部,转动灵活且工作稳定的主动腰部和带有脊柱固定系统的前后躯干。同时,使用有限元分析工具对受力情况复杂的关键零件进行强度与刚度优化。之后,开发了运用新设计的仿猫四足机器人原型机,通过运动仿真软件配合原型机,进行了Trot步态行走、跳跃、落地缓冲和越障等实验。实验结果表明,相较传统的刚性腿部结构和单自由度腰部,应用该设计方法的四足机器人在运动性能方面有着显著优势,充分验证了其可行性与有效性。研究结果为四足机器人的设计提供了一种新的解决方案并给出了其理论依据和参考设计实例。
关键词
四足
机器人
仿猫机器人
机构设计
柔性腿部
主动腰部
Keywords
quadruped robot
cat-like robot
mechanism design
flexible leg
active waist
分类号
TP242.3 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
在线阅读
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑柔性腰部的仿猫机器人落地冲击分析
李露
赵家轩
冯宝林
《机械设计》
CSCD
北大核心
2019
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
一种基于柔性腿部与主动腰部的仿猫四足机器人设计方法
宋玉旺
李江天
滕鹏
吴硕
张致豪
孟非
《科学技术与工程》
北大核心
2023
3
在线阅读
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职称材料
已选择
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引用分析
参考文献
引证文献
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