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四足机器人座椅国内外研究现状

时间:2017-08-10 17:58来源:毕业论文
随着国内外对机器人研究的不断深入,已经研制出具有感知、决策、行动和交互能力的各种机器人。四足步行机器人运动灵活、稳定性较好,能够以静态步行方式实现在复杂地貌上的行
随着国内外对机器人研究的不断深入,已经研制出具有感知、决策、行动和交互能力的各种机器人。四足步行机器人运动灵活、稳定性较好,能够以静态步行方式实现在复杂地貌上的行走运动和以动态步行方式实现较高速度的行走运动,在社会的各个方面都有较好的应用前景。家用足式移动座椅为行动不便的老人或行走障碍人士带来了福音,这种座椅可以自主地以四足方式跟随人的轨迹前进、后退、转弯、跨越障碍、上楼梯。12351
1  国外研究动态
由荷兰设计师Jelte van Geest设计的机器人座椅,它的好处之一就在于你只要将图书证在座位上的传感器前晃动一下,椅子就会跟着你走。在你觉着累的时候你可以停下来坐在上面休息,而在你走过服务台后座椅会自动回到原来的地方而无需人工移动。这对那些不能久站的人来讲帮助可算是大的了。如图1所示
 图 1.1  荷兰图书馆RFID智能移动座椅
正如上所说,这个课题中将以四足机器人为基础,而在四足机器人的发展史上最具代表性的是美国的Mosher于1968年设计的四足车“Walking Truck”。如图2所示,该步行车是以机械和液压控制实现其行走运动过程。步行车上有四个指令控制杆,控制着的手臂和腿部分别有位置传感器以检测控制者的动作,控制杆跟随控制者手臂和腿部动作控制液压伺服马达驱动四条腿做相应的动作。在当时该步行车还有一个独有的特点——具有力反馈机构。虽然四足仿生机器人实现了在复杂地貌上行走以及跨越障碍的功能,但这种需要人跟随操作的步行机并没有实现步行机器人真正的实质意义。
 
图 1.2 Walking Truck机器人
从20世纪80年代开始,东京工业大学的广濑茂男开始进行四足仿生机器人的研究,其中最著名的是TITAN系列的四足步行机器人。TITAN系列四足步行机器人能够在复杂地貌上稳定和平稳的做行走运动,可以以非接触方式跨过地面上的障碍,向四周任意方向运动,它主要是为进行探测和清除地雷作业任务二设计的四足仿生机器人。广濑茂男在从事研究四足机器人的30余年中,认为无论是从实用价值的方面还是从静态稳定行走、动态稳定行走以及机械机构的复杂程度的方面考虑,四足机器人是最优的机构行使。在TITAN系列的四足步行机器人中,特点最突出的是TITAN-III、TITAN-VI、TITAN-VIII,其他几种仿生机器人都是以这三种为基础的改进与增强系列。 源自六&维"论*文'网.加7位QQ3249'114 www.lwfree.cn
TITAN-VI是广濑茂男在20世纪90年代研制成功的一种四足仿生机器人,该步行机的腿部结构是直动型的,这样就有效避免了上下楼梯过程中四条腿之间的非正常的干涉,其腿部驱动机构采用两段式变速机构,分别驱动其支撑相和摆动相。如图3所示,步行机TITAN-VI的结构参数如下:
总体积为700*550*1060mm
总重量为195kg
最大速度为50mm/s
步行机TITAN-VI可以步行在30°~40°的楼梯上,能够在复杂地貌上稳定行走,并可以通过他的腿部进行探测地雷和排除地雷作业。
 
图1.3  TITAN-VI型机器人
TITAN-III是TITAN系列四足仿生机器人最早的型号之一,研制于上世纪80年代中期,它的每个足端都装有传感器以及数字信号处理系统,能够自动检测与地面接触的受力情况,并且机身上装有姿态传感器和智能步态控制系统。该机器人腿大约长1.2m,重大约80kg。TITAN-IV是在TITAN-III的基础上于1985年研制成功的,腿长和TITAN-III相仿,重量却达到160kg,运动速度可以达到400m/s。总体来说TITAN系列四足仿生机器人的体积和重量都比较大,但很多型号的机器人已经投入各方面的使用,并得到很多学者的好评。 四足机器人座椅国内外研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20170810/12086.html
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