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多足步行机器人的研发与应用
应用领域:Передовое производство и автоматизация
我有意向
国家/地区
中国
行业领域
Передовое производство и автоматизация
简介
本项目系列多足步行机器人是采用仿哺乳动物直立式或昆虫类趴卧式腿部结构,以金属线或ABS塑料条为原材料,以单或双电机为驱动力,设计了5种曲柄连杆传动控制机构系统新技术,研发出了八足趴卧式步行机器人、四足步行机器人、双电机驱动的六足直立式步行机器人、单曲轴六足爬卧式步行机器人、单曲轴六足直立式步行机器人等5种新产品。又以铝合金方管为原材料,以关节数字舵机为驱动力,设计了1种可分为多个活动连接主体且各主体间可相对上下摆动的控制结构新技术,研发出了1种匍匐爬行机器人新产品。 本项目系列多足步行机器人结构包括机身、驱动电路、左侧和右侧步行腿,驱动电路、左右侧步行腿均固定于机身,步行腿分为前、中和后步行腿,还包括固定于机身的中间曲柄连杆机器人或左、右侧曲柄连杆机器人;驱动电路包括中间电机或左、右侧电机,通过利用驱动电机分别控制曲柄连杆机构来带动机身两侧的步行腿运动,再通过控制电机是否工作和正反转情况可实现步行机器人的直线前进、后退、拐弯或者掉头。 本项目可对接佛山智能制造、机器人技术应用、玩具、科普、职业教育等产业或行业,开展基于步行机器人创新设计制作技术的新工艺、新原理、新机构、新产品的开发应用以及支撑服务体系的平台建设。 本项目系列多足步行机器人主要是以适用于益智玩具、培训教育、科普应用及职业院校理工类专业课内实验、课程设计为研究对象,在前期研究的步行机器人的基础上,深入研究机器人多连杆步行腿的作用机理,并进行运动学、动力学研究分析;即以复数矢量法为基础,建立机构数学模型进行运动学位置分析,以确定步行腿的位置,绘制步行腿位置图;确定步行腿运动构件的运动空间,找出极限位置,绘制步行腿位置图。再通过虚拟样机分析软件ADAMS对其运动轨迹进行仿真研究,判断是否发生干涉。通过运动学速度、加速度仿真分析,了解从动件步行腿的速度变化规律是否满足步行工作要求。同时,在避免现有技术中的不足,如由于其机构及控制特别复杂、制造成本昂贵等而影响教学应用、培训教育、科普推广等问题,提出一种基于多连杆构成的新型四足、六足、八足步行机器人的步行腿机构,提出了几种具有自主知识产权的多足连杆步行机器人新型机构;初步解决实现连杆步行机器人轻简、障碍物视觉检测、避障、防跌落爬行的关键技术难题。 该科技成果申请8项专利(已授权4项),其中申请发明4项(已授权1项)、申请4项实用新型专利(已授权3项);发表6篇论文,其中3篇中文核心论文;该科技成果利用所开发的曲柄连杆机构传动技术方案、工艺及制作原材料,大幅度降低了制造装配中驱动电机的数量和原材料成本;使该系列步行机器人具有体积小、重量轻、成本低、易携带等特点,且整机的机械结构和驱动电路均简单,可有效降低制造和生产成本,利于批量制作和项目拓展应用。
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