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基于仿生原理的节能减振类人机器人膝关节的设计
  • ISSN号:1002-0446
  • 期刊名称:机器人
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:TP24[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]中国科学技术大学精密机械与精密仪器系,安徽合肥230027, [2]中国科学院合肥物质科学研究院先进制造技术研究所,江苏常州213164
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51005223,51275505,61105111).
  • 相关项目:基于鸮体表特性的仿生主动吸能减振结构作用机理与调控机制研究
中文摘要:

通过对人体膝关节结构的研究,设计了一种基于仿生原理的类人机器人膝关节.仿效人体膝关节处的ACL、PCL(前、后十字韧带)及半月板结构,为机器人膝关节设计了节能和减振结构,降低了机器人在迈步期膝关节的峰值驱动力矩,减小了机器人脚着地阶段膝关节受到的冲击,并增加了膝关节的刚度,提高了机器人行走的稳定性.采用NDI公司的Optotrak Certus三维动态测量系统测得人体各关节运动角度与时间的离散点序列,用最小二乘法拟合成机器人行走步态曲线.在ADAMS软件环境下建立虚拟样机模型,对机器人进行了平地行走仿真分析,仿真结果验证了设计的有效性与可行性.

英文摘要:

A bionic knee joint of humanoid robot is designed through the study of human's knee joint. Imitating the structure of ACL, PCL (anterior and posterior cruciate ligaments) and meniscus of human's knee joint, an energy-saving and vibration damping structure is designed for robot's knee joint, which lowers the peak driving torque at the moving period, reduces the impact of the knee joint at the plantar contact phase, increases the stiffness of the knee and improves the stability of the walking. Optotrak Certus three-dimensional dynamic measurement system of NDI company is used to measure the angle-time discrete sequence of human body's each joint movement, and the walking gait curves of the robot are fitted by the least squares method. Finally, the walk simulation of the robot is carded out with its virtual prototype established in ADAMS, the results on flat terrain verifies the validity and feasibility of the design.

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期刊信息
  • 《机器人》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国自动化学会 中国科学院沈阳自动化研究所
  • 主编:王越超
  • 地址:沈阳市南塔街114号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:jqr@sia.ac.cn
  • 电话:024-23970050
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-0446
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1137/TP
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊(2000年)
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:11997