具有人-机-环境共融特征的仿鸵鸟机器人控制系统

    公开(公告)号:CN108724186B

    公开(公告)日:2023-11-03

    申请号:CN201810589297.8

    申请日:2018-06-08

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种具有人‑机‑环境共融特征的仿鸵鸟机器人控制系统,该系统能使操作者与机器人交互,并且机器人可感知地面松软程度和周围环境变化,实现人‑机共融和机‑环境共融。仿鸵鸟机器人控制系统具有三种控制模式,分别是离线模式、主动模式和调试模式,可以根据操作者的要求,通过远程PC或者手机端WiFi信号实现自由切换。离线模式下,机器人摄像头监控系统和足底压力采集系统感知地面松软程度和周围环境的变化,由STM32控制中心实现自主判断,并通过状态显示系统实现实时状态监测。主动模式下,机器人能根据操作者的指令,做出相应的姿态调整,解决机器人离线模式下无法自主判断的问题。调试模式下,操作者能实现步态设计和判断程序加载。

    具有人-机-环境共融特征的仿鸵鸟机器人控制系统

    公开(公告)号:CN108724186A

    公开(公告)日:2018-11-02

    申请号:CN201810589297.8

    申请日:2018-06-08

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种具有人-机-环境共融特征的仿鸵鸟机器人控制系统,该系统能使操作者与机器人交互,并且机器人可感知地面松软程度和周围环境变化,实现人-机共融和机-环境共融。仿鸵鸟机器人控制系统具有三种控制模式,分别是离线模式、主动模式和调试模式,可以根据操作者的要求,通过远程PC或者手机端WiFi信号实现自由切换。离线模式下,机器人摄像头监控系统和足底压力采集系统感知地面松软程度和周围环境的变化,由STM32控制中心实现自主判断,并通过状态显示系统实现实时状态监测。主动模式下,机器人能根据操作者的指令,做出相应的姿态调整,解决机器人离线模式下无法自主判断的问题。调试模式下,操作者能实现步态设计和判断程序加载。

    一种仿鸵鸟后肢机械腿
    3.
    发明公开

    公开(公告)号:CN106184461A

    公开(公告)日:2016-12-07

    申请号:CN201610604950.4

    申请日:2016-07-28

    Applicant: 吉林大学

    CPC classification number: B62D57/032

    Abstract: 本发明公开了一种仿鸵鸟后肢运动功能特性的仿生机械腿,包括机身、髋关节运动机构、膝关节运动机构和踝关节运动机构;髋关节运动机构由电机和曲柄摇杆机构组成,其中曲柄摇杆机构包括曲柄、股骨以及连杆;膝关节运动机构包括股骨、第一弹簧、胫骨、跖骨、闸线、下腓骨、第二弹簧、气压缸以及上腓骨;踝关节运动机构包括跖骨、第一趾节骨、第二趾节骨、第三趾节骨、第三扭簧、第二扭簧以及第一扭簧;本发明以能够高效运动的鸵鸟后肢为仿生原型,通过鸵鸟奔跑后肢运动参数测试,结合生物解剖学分析,并根据鸵鸟肌腱-骨骼以及肌肉-肌腱的相互作用机制,优化设计出结构简单、安全可靠、振动性小、高效节能的仿鸵鸟后肢机械腿。

    仿生机械腿测试平台
    4.
    发明授权

    公开(公告)号:CN108731962B

    公开(公告)日:2020-06-19

    申请号:CN201810557742.2

    申请日:2018-06-01

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种仿生机械腿测试平台,包括土槽、机架、滑台、机械腿总成以及数据采集系统。本发明以x轴双导轨,y轴四导轨方式实现限制仿生机械腿在矢状面内运动,整体结构稳定性好,运行误差较小。本发明整体结构通过螺栓连接,拆装方便,且仿生机械腿在X轴的初始位置、Y轴的最低限位、与Z轴垂直的运行平面都可调节,可对不同尺寸的仿生机械腿进行性能测试。另外本发明提供多元化运行环境,对仿生机械腿在不同地面环境下运动性能进行检测。

    一种多姿态轮脚仿生越沙步行轮

    公开(公告)号:CN107128122B

    公开(公告)日:2019-05-10

    申请号:CN201710354431.1

    申请日:2017-05-19

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种多姿态轮脚仿生越沙步行轮,是由一体化的轮面轮毂、多姿态轮脚和螺栓螺母构成。轮面上分布8列斜一字形的螺栓孔,与水平面呈23°夹角,相邻列之间呈45°夹角,同一列中相邻螺栓孔之间呈8°夹角。多姿态轮脚分别由0姿态轮脚、25姿态轮脚、50姿态轮脚、75姿态轮脚和100姿态轮脚构成。其中,轮脚姿态包含趾甲、3段趾骨、跗跖骨以及用于固定在轮面上的基座,各趾骨间关节角度由α、β、γ和ω个参数确定。相邻两列轮脚排布顺序相反。本发明提高了松散沙土路面上行驶车轮的牵引通过性,适用于沙漠、月球和火星等松软介质环境运行,具有良好的沙地通过性、结构简单且稳定性高的特点。

    仿生机械腿测试平台
    6.
    发明公开

    公开(公告)号:CN108731962A

    公开(公告)日:2018-11-02

    申请号:CN201810557742.2

    申请日:2018-06-01

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种仿生机械腿测试平台,包括土槽、机架、滑台、机械腿总成以及数据采集系统。本发明以x轴双导轨,y轴四导轨方式实现限制仿生机械腿在矢状面内运动,整体结构稳定性好,运行误差较小。本发明整体结构通过螺栓连接,拆装方便,且仿生机械腿在X轴的初始位置、Y轴的最低限位、与Z轴垂直的运行平面都可调节,可对不同尺寸的仿生机械腿进行性能测试。另外本发明提供多元化运行环境,对仿生机械腿在不同地面环境下运动性能进行检测。

    一种仿鸵鸟后肢机械腿
    7.
    发明授权

    公开(公告)号:CN106184461B

    公开(公告)日:2018-07-24

    申请号:CN201610604950.4

    申请日:2016-07-28

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种仿鸵鸟后肢运动功能特性的仿生机械腿,包括机身、髋关节运动机构、膝关节运动机构和踝关节运动机构;髋关节运动机构由电机和曲柄摇杆机构组成,其中曲柄摇杆机构包括曲柄、股骨以及连杆;膝关节运动机构包括股骨、第一弹簧、胫骨、跖骨、闸线、下腓骨、第二弹簧、气压缸以及上腓骨;踝关节运动机构包括跖骨、第一趾节骨、第二趾节骨、第三趾节骨、第三扭簧、第二扭簧以及第一扭簧;本发明以能够高效运动的鸵鸟后肢为仿生原型,通过鸵鸟奔跑后肢运动参数测试,结合生物解剖学分析,并根据鸵鸟肌腱‑骨骼以及肌肉‑肌腱的相互作用机制,优化设计出结构简单、安全可靠、振动性小、高效节能的仿鸵鸟后肢机械腿。

    仿鸵鸟后肢运动功能特性的节能步行腿机构

    公开(公告)号:CN105346620A

    公开(公告)日:2016-02-24

    申请号:CN201510917098.1

    申请日:2015-12-11

    Applicant: 吉林大学

    CPC classification number: B62D57/032

    Abstract: 本发明公开了一种仿鸵鸟后肢运动功能特性的节能步行腿机构,由机架、曲柄连杆机构、回弹机构和足趾组成,曲柄连杆机构包括曲柄、大腿以及摇杆,回弹机构包括定滑块、小腿、动滑块、连杆、弹簧、挡块、棘轮机构、闸线、角度限制器和跖骨;本发明设计基于鸵鸟后肢的尺寸参数以及鸵鸟跗骨间关节的回弹特性,通过模仿鸵鸟后肢运动设计一种节能、高效的步行腿。利用弹簧压缩时产生的回弹力,来实现跖骨的自动伸展,减少能量损耗。通过模仿鸵鸟后肢运动功能特性的节能步行腿能够实现节能、高效的目标。

    一种仿生垫片
    9.
    发明公开

    公开(公告)号:CN105201998A

    公开(公告)日:2015-12-30

    申请号:CN201510749891.5

    申请日:2015-11-09

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种仿生垫片,包括垫片本体和仿生缓冲单体,垫片本体的内圆和外圆共轴线,垫片本体上均匀分布花键通槽;仿生缓冲单体是由缓冲体和花键轴构成一体式结构,仿生缓冲单体以花键轴插在垫片本体的花键通槽中;仿生缓冲单体在垫片本体的上、下面成圆形均匀阵列分布,垫片本体上、下面对应的仿生缓冲单体是关于垫片本体厚度中心横截面对称,垫片本体的上、下面各有九个仿生缓冲单体。本发明是对平时常用普通垫片和弹簧垫圈结合使用的一种优化,避开了弹性垫圈使用时涨圈、氢脆等问题;在垫片本体双面均匀分布仿生缓冲单体,提高了垫片受压后的复原速度,保证了弹力的均匀性、连续性。

    一种仿生腱骨协同刚柔耦合越沙机械足

    公开(公告)号:CN108583726B

    公开(公告)日:2020-06-16

    申请号:CN201810786878.0

    申请日:2018-07-18

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种仿生腱骨协同刚柔耦合越沙机械足,包括足体机构、缓冲减震机构、柔性被动控制机构、主要趾、辅助趾;本发明借鉴了鸵鸟足部肌腱‑骨骼的生物结构与组装以及肌腱‑骨骼协同工作原理,缓冲减震机构能够降低足部落地时的速度,减少对地面的冲击;主要趾和辅助趾在柔性被动控制系统的作用下,落地时两趾张开,扭簧压缩储能;离地时两趾闭合,扭簧弹开释放能量,该仿生腱骨协同刚柔耦合越沙机械足通过被动的方式控制两趾的张开、闭合,主要趾的蹬地动作,减少了动力源数量,降低能量损耗,增大足部与地面支撑面积,提高足式机器人行走时的稳定性;利用杠杆把缓冲减震机构和柔性被动控制机构结合,有效降低地面对足部的冲击。

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