两足步行式机器人行走机构原理图两足步行式机器人　车轮式行走机构只有

两足步行式机器人

　车轮式行走机构只有在平坦坚硬的地面上行驶才有理想的运动特性。如果地面凸凹程度和车轮直径相当, 或地面很软, 则它的运动阻力将大增。足式步行机构有很大的适应性, 尤其在有障碍物的通道(如管道、台阶或楼梯)上或很难接近的工作场地更有优越性。足式步行机构有两足、三足、四足、六足、八足等形式, 其中两足步行机器人具有最好的适应性, 也最接近人类, 故也称之为类人双足行走机器人。

类人双足行走机构是多自由度的控制系统, 是现代控制理论很好的应用对象。这种机构除结构复杂外, 在静/动状态下的行走性能、稳定性和高速运动等都不是很理想。如图2.65所示, 两足步行机器人行走机构是一空间连杆机构。在行走过程中, 行走机构始终满足静力学的静平衡条件, 也就是机器人的重心始终落在支持地面的一脚上。

图 2.65 两足步行式行走机构原理图

两足步行机器人的动步行有效地利用了惯性力和重力。人的步行就是动步行, 动步行的典型例子是踩高跷。高跷与地面只是单点接触, 两根高跷不动时在地面站稳是非常困难的, 要想原地停留,必须不断踏步,不能总是保持步行中的某种瞬间姿态。

　　图2.66所示为北京汉库科技公司研制的双足机器人。该机器人全部采用国产元件, 驱动部分采用23个直流伺服电机, 行走平稳,能直立,前进,后退,单腿站立, 原地旋转,跳舞, 打太极拳等。其中，二足共有10个自由度，由腰部、大腿、小腿和脚掌组成，髋部有前向和侧向关节各一对，膝部有前向关节一对，踝部有前向关节和侧向关节各一对。前向关节用来实现重心在前进方向上的运动。侧向关节用来实现重心的侧向运动。

KAMRO

机器人是Karlsrube大学开发的自治式行走机器人, 如图2.67所示。该机器人用在柔性制造单元中进行工件搬运和装配作业。 KAMRO机器人从材料储存系统中挑选所需的零件并把它搬运到装配站, 零件准备好以后, 机器人的两个手臂在传感器系统监控下把零件装配成成品件。手部具有装配工作不可少的力和力矩传感器,以便测量装配过程中零件之间的碰撞和力; 由视觉系统监视装配过程, 即超声波传感器探测可能存在的障碍物, 并避开障碍物寻找安全路径。

图 2.66 汉库科技公司的双足机器人

图 2.67 KAMRO机器人

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