足式行走機(jī)構(gòu)
足式行走機(jī)構(gòu)分為兩足、四足、六足和多足機(jī)器人,其中多足行走機(jī)構(gòu)和六足行走機(jī)器人類似,因此本文不在加以贅述。
兩足機(jī)器人目前首推美國(guó)波士頓動(dòng)力公司為美軍研制的**先進(jìn)人形機(jī)器人“阿特拉斯”。兩足行走機(jī)構(gòu)能耗低,能夠適應(yīng)各種地面并且具有較強(qiáng)的越障能力,在惡劣的地形時(shí)運(yùn)動(dòng)較為靈活,機(jī)動(dòng)性較好。但是其動(dòng)力學(xué)特性非常復(fù)雜,具有多變量、強(qiáng)耦合、非線性和變結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)。
四足機(jī)器人研究的代表是日本東京工業(yè)大學(xué)的広瀨·福田機(jī)器人研究實(shí)驗(yàn)室。從80年開始至今已研制出3個(gè)系列12款四足機(jī)器人。美國(guó)的四足機(jī)的典型代表是卡耐基梅隆大學(xué)的波士頓動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室研制的BigDog和LittleDog。山東大學(xué)成功研制出國(guó)內(nèi)首臺(tái)“大狗”機(jī)器人,**大負(fù)載達(dá)到120kg,在負(fù)載50kg的前提下可以實(shí)現(xiàn)**大速度達(dá)1.4m/s,突破了仿生機(jī)構(gòu)、高功率密度液壓驅(qū)動(dòng)、環(huán)境感知、仿生步態(tài)規(guī)劃、狀態(tài)感知與動(dòng)態(tài)控制、關(guān)鍵單元與系統(tǒng)測(cè)試等關(guān)鍵技術(shù)。
四足行走機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單且靈活,承載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好,既能以靜態(tài)步行方式實(shí)現(xiàn)慢速行走,又能以動(dòng)態(tài)方式實(shí)現(xiàn)高速行走。主要存在的問題是由于控制策略導(dǎo)致有時(shí)會(huì)由于慣性、腳力失衡等因素導(dǎo)致機(jī)器人失穩(wěn)。
當(dāng)前研究的六足機(jī)器人以美國(guó)的ATHLETE(全地形六足地外探測(cè)器)機(jī)器人和仿生蟹為代表。當(dāng)在水平表面上時(shí),ATHLETE機(jī)器人的車輪可加快行進(jìn)速度;當(dāng)遇到復(fù)雜的地形時(shí),其靈活的6個(gè)爪子可以應(yīng)付各種地形。
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