最新四足仿生机器人详解
3、BigDog
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4、PIGORASS
2011年,东京大学的保典 山田等研制出了一种机器人 “PIGORASS”,它能实现类 似于兔子的运动,能走,能跑 并能完成兔子跳的运动。它是 通过CPU控制的压力传感器和 电位器实现预期的运动,并且 每个肢体都被设计成独立运作 ,都通过一个简单的仿生中枢 神经系统来工作。
波士顿动力学工程公 司还于 2005 年开发了形 似机械狗的四足机器人, 被命名为 BigDog,如图 所示。专门为美国军队 研究设计,号称是世界 上最先进的四足机器人。 Boston Dynamics 公司 曾测试过,它能够在战 场上发挥重要作用为士 兵运送弹药、食物和其 他物品。
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6、Cheetah
2008年,瑞士洛桑理工大学 的Simon Rutishauser, Alexander 等研制出一种新型四足步行机器 人,“Cheetah”。它是以豹来 作为仿生对象的,每条腿有两个 自由度,分别位于髋关节和膝关 节。膝关节和髋关节可以使用近 端安装RC伺服电机进行驱动。 图中可看出,对于膝关节的驱动 力是通过钢丝装置来实现的。
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2、Little Dog
2004 年 Boston Dynamics 发布了四足机器人LittleDog,
如图所示。LittleDog 有四条腿,每条腿有 3 个驱动器,具有
很大的工作空间。携带的 PC 控制器可以实现感知、电机控
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6、Cheetah
该结构中,前两条腿 比后两条腿要短20%,目 的是避免在迈大步距角的 时候出现腿相碰撞的情况 。腿的末端采用受电弓机 构的形式(其作用是使腿 的最上、最下部分运动一 致,同时减少自由度数目 ,简化设计)。末端出的 弹簧装置在腿落地与离地 时分别起到储能、减小触 地影响,释放能量的作用 。
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实验
行走步态,姿态很低为了保持较高的速度与稳定性。
Pace gait(单侧同步步_态___)____,___姿___态___会___发___生___偏__ 移,向两边摆动。
60cm用时0.9s。
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虽然目前机器人研究已经取得了很大的进步,比如机器人 运动过程中实现准确的控制,机器人能适应不同的地面状况作 运动。但是,要实现高速运动仍是步行机器人研究领域中的一 个难题,因为要实现这样的运动,机器人的机械结构、控制方 法设计毕然与传统的机器人不同,并且要考虑多种因素。
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陆地上,速度最快的动物要属猎豹了,虽然目前有很多 研究者对狗与马的仿生研究有了很大的进展,但是有关猎豹 的报道并不多。猎豹奔跑速度一般可达30m/s,一秒跨过距 离是腿长的50倍,奔跑频率更是达到了3hz。所以,以猎豹 为仿生对象显得很有意义。
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5、HUNTER
2010年,韩国汉阳大学的Jang Seob Kim and Jong Hyeon Park 研制成功了一种四足步行机器人“HUNTER”。它的每条腿都有 三个主动关节,两个带被动关节。它的结构参照四足动物狗来进 行设计的。被动关节被设计用来减少腿着地时受地面的影响,通 过弹性装置,能量就可以储存与再利用。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
制和通信功能。LittleDog 的传感器可以测量关节转角、电机
电流、躯体方位和地面接触信息。铿聚合物电池可以保证
LittleDog 有 30 分钟的运动,无线通信和数据传输支持遥控
操作和分析。
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3、BigDog
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1.日本Tekken
2003 年日本电气通信大学的 木村浩等研制成功四足移动 机器人Tekken,如图所示。 该机器人安装了陀螺仪、倾 角计和触觉传感器。采用基 于中枢模式发生器(CPG)的控 制器和反射机制构成控制系 统,其中CPG 用于生成机体 和四条腿的节律运动,而反 射机制通过传感器信号的反 馈,来改变 CPG 的周期和相 位输出,Tekken 能适应中等 不规则地面环境。
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1、引言
传统的步行机器人设计往往是一个很复杂的过程,为了 达到设想的运动方式,就要进行复杂的结构设计和规划工 作。而仿生学在机器人领域的应用,使得这一工作得到了 简化。动物的身体结构,运动方式,自由度分配和关节的 布置,为步行机器人的设计提供了很好的借鉴。
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1.日本Tekken
Tekkn整个机体的重量是3.1kg,单个腿的重量0.5kg。 每条腿有3个主动关和一个被动关节,分别是一个pitch髋关 节、yaw髋关节和pitch膝关节,踝关节是被动关节,主要由 弹性装置和自锁装置构成。
四足仿生机器人国外研究现状
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典型样机(机械机构特点) 单自由度旋转关节模块
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典型四足步行机器人