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基于舞台表演用海龟机器人四足协调步态规划
  • ISSN号:0254-3087
  • 期刊名称:《仪器仪表学报》
  • 时间:0
  • 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] TH11[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学深圳研究生院,深圳518055, [2]深圳数字舞台表演机器人技术工程实验室,深圳518055
  • 相关基金:国家自然科学基金(61573116); 深圳市文化创意产业发展专项(深发改[2014]1507号); 深圳市基础研究计划(JCYJ20140417172417095)项目资助
中文摘要:

在所创作的机器人戏剧中,海龟机器人扮演着重要的角色,而四足协调步态是其完成舞台表演的关键。通过深入观测实际海龟的运动情况,分析其步态特点并总结运动规律,从仿生学的角度提出了基于生物启发的四足协调步态规划方法;推导了单腿的解析逆运动学方程,将腿部末端的运动轨迹转换为各关节的运动轨迹,为各关节的伺服控制器提供期望值;开发了基于Webots的动力学仿真系统,对所提出的方法进行了验证。最后,在所研制的海龟机器人样机上开展了四足协调步态的实验,结果进一步表明了所提方法的有效性。

英文摘要:

In the created robot drama, a turtle robot plays an important role. The coordinated quadrupedal gait is the key factor to complete the its performance on the stage. Through in-depth observation of an actual turtle' s movement, we analyzed the characteristics of its gait and summarized the rules of the movement. Then, we proposed a bio-inspired coordinated planning method for quadrupedal gait. The analytical inverse kinematics equation was derived, and the trajectory of foot (the end of leg) was also resolved into the motion of each joint of the leg. The generated joint angles were taken as the expected values of joints' servo controllers. In order to verify the proposed method, a dynamic simulation system based on Webots software was developed and simulation study on typical gaits was performed. Finally, using the manufactured robotic prototype, we completed several experiments on coordinated quadrupedal gait planning. The results showed that the proposed method is effective for robotic drama performance.

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期刊信息
  • 《仪器仪表学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国仪器仪表学会
  • 主编:张钟华
  • 地址:北京东城区北河沿大街79号
  • 邮编:100009
  • 邮箱:yqyb@vip.163.com
  • 电话:010-84050563
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-3087
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2179/TH
  • 邮发代号:2-369
  • 获奖情况:
  • 1983年评为机械部科技进步三等奖,1997年评为中国科协优秀科技期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,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),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42481