长沙理工大学
[5]韩建友,杨通,尹来容著.连杆机构现代综合理论与方法.北京:高等教育出版社. 2013年.
[6]Yin Lairong, Mao Cong, Han Jianyou. Synthesis of straight-line mechanism with interchangeable pivots and its optimal design. Journal of Mechanical Science and Technology. 2012, 26(10): 3159~3167.
2.主持完成连杆机构设计、结构优化设计等相关企业横向课题三项;
3.主持完成了全国首台自卸舶折叠翻转输送机的设计与制造,并通过湖南省海事局验收,获国内专家好评;
4.以主要完成人身份参与国家自科基金、北京市自科基金各一项;参与湖南省科技计划项目一项。
项目研究和实验的目的、内容和要解决的主要问题
目的、内容:
日本进行四足机器人研究主要有日本东北大学等。1992年,日本东北大学的木村浩、中野泶二等研究开发出具有四腿和两轮分别独立移动的混合Байду номын сангаас行机器人Chariot-I,2004年,开发出腿轮移动机器人Chariot-III”,并对其进行步态及控制方面的研究。2005年,他们开发供高龄人、残疾人等步行困难者使用的步行机器人Chariot-IV。该步行机具有较高机动性和不平地面步行的稳定性,可自如地上下台阶。美国的MIT Leg Lab实验室早在1986年研制完成了一款四足机器人。美国的四足机的典型代表是卡耐基美隆大学的Boston dynamics实验室研制的BigDog和LittleDog。BigDog是最像仿生对象的仿生机器人,外形和体特比例很像一头凶猛的猎犬,负载52KG的重量能够在粗糙的瓦砾地面或泥泞地面以不同步态自如行走,野外行走能力很强。最大的特点是具有较强的机体平衡能力,在剧烈的侧面冲击作用下,能保持平衡而不倒。在卡耐基.梅隆大学2006.11.3的机器人学术报告会上MartinBuehler(Director of Robotics Boston Dynamics)称,已列入计划将BigDog的四足机器人深入研究,使其性能达到能走、跑、平衡、爬行等动态移动、运载货物、识别粗糙地形能力、自主控制能力等方面达到一个新的水平。
参考文献:
[1]卿智忠.四足机器人机构分析及仿真研究.哈尔滨工业大学,2006.
[2]段清娟;张锦荣.基于虚拟样机技术的四足机器人结构设计.机械科学与技术,2008年09期.
[3]刘志学;吴丽娟.模糊迭代学习在单关节机器人运动控制中的应用.辽宁科技大学学报,2009年04期.
[4]郭巧主编.现代机器人学.北京:北京理工大学出版社,1999年7月.
拟解决的关键问题:
1.连杆机构曲线选择与连杆机构综合问题;
2.四足机器人步幅协调与控制方案设计问题;
3.机器人行走控制与功能结构问题。
国内外研究现状和发展动态
中国古代的“木牛流马”以及国外十九世纪由Rygg设计的“机械马”,是人类对足式行走行机器的早期探索。而Muybridge在1899年用连续摄影的方法研究动物的行走步态,则是人们研究足式机器人的开端。我国四足移动机器人的研究从80年代开始,也取得了一系列的成果,积累了一定的研究经验,研制成功一批四足机器人样机。吉林工业大学从2O世纪7O年代开始,由陈秉聪教授和庄继德教授分别带领的两个研究小组,开始进行非常规行走机构的研究。1985年,陆怀民博士研制出一台具有两条平行四边形腿的步行机耕船试验台车,在土槽试验中表现出较高的牵引效率,主要用于无硬底层的水田耕作。1991年,上海交通大学马培荪等研制出JTUWM系列四足步行机器人。以马为仿生对象,每条腿有3个自由度,由直流伺服电机分别驱动各个关节的运动。另外,1989年,北京航空航天大学在张启先教授的指导下,孙汉旭博士进行了刚性足步行机的研究,试制成功了一台四足步行机,并进行了步行实验。
在自然界或人类社会中,存在人类无法到达的地方和可能危及人类生命的特殊场合,如工地、防灾救援等许多领域,对这些复杂环境不断的探索和研究往往需要有机器人的介入。四足步行机器人是机器人的一个重要分支,由于四足机器人比两足步行机器人承载能力强、稳定性好,同时又比六足、八足步行机器人结构简单,因而得到更广泛的应用。本项目将研究连杆机构杆长与连杆曲线之间的关系,采用连杆机构结构,研究一种步幅可调式多功能四足机器人。
附件4
湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划
项目申报表
项目名称:步幅可调式多功能四足机器人
学校名称
长沙理工大学
学生姓名
学号
专业
性别
入学年份
王帅
201248030116
材料成型及控制工程
男
2012
何策君
201248030109
材料成型及控制工程
女
2012
刘会平
201248030102
材料成型及控制工程
加拿大McGill大学智能机器中心Ambulatory机器人技术实验室(Ambulatory Robotics Lab)研制了两代四足机器人Scout-I和Scout-II,Scout-I主要用来进行行走控制,每条腿只有l个自由度,且髋部只有1个驱动器.尽管其机械结构简单,动态稳定性却很令人满意;Scout-II是自主型奔跑机器人,每条腿的髋部仍只有1个驱动器,不同的是,每条腿具有两个自由度。控制器只需改变4个参数(前腿和后腿的触地力矩和触地角度)的设置就可以控制机器人的运动。德国1998年开发的四足机器人BISAM。该机器人结构由主体、4条腿和头部组成。机器人总重14.5kg,内部装有微控制器、处理器、电池及立体摄像头。法国的Bourges (France)大学也研制成功SILO4系列四足机器人。韩国Sungkyunkwan University设计完成一款四足爬墙机器人MRWALLSPECT-III,并完成了从地面到墙壁的行走试验。
女
2012
李鹏
201248030118
材料成型及控制工程
男
2012
李婉瑞
201248030104
材料成型及控制工程
女
2012
指导教师
尹来容
职称
讲师
项目所属
一级学科
460
学生曾经参与科研的情况
参与导师主持的连杆机构设计与优化课题1项,负责Solidworks建模、仿真等工作。
指导教师承担科研课题情况
1.主持湖南省教育厅科学研究项目一项,主持长沙理工大学人才引进项目一项;