四足步行機(jī)器人文獻(xiàn)綜述

1、引言輪式移動機(jī)器人〔包括履帶式移動方式分為足式移動、蠕動、蛇行、游動及撲翼飛行等形式,其中足式機(jī)器人是爭論最多的一類運(yùn)動仿生氣器人。森林，草地足式機(jī)器察和探究，視?，F(xiàn)研制成，6，88走能式機(jī)器人中者認(rèn)為：從形式[1]，四足機(jī)器人的爭論深具社會意義和有用價值。四足機(jī)器人的爭論可分為早期探究和現(xiàn)代自主機(jī)器人爭論兩個階段。中國古代的“木牛流馬”以及國外十九世紀(jì)由Rygg對足式行走行機(jī)器的早期探究。而Muybridge在1899年用連續(xù)攝影的方法爭論進(jìn)入了以機(jī)械和液壓掌握實現(xiàn)運(yùn)動的進(jìn)展階段。美國學(xué)者Shigley〔1960〕和1968年設(shè)計的四足車“WalkingTruck”[3〔1。80有自主行為的現(xiàn)代足式機(jī)器人的廣泛爭論階段。2、現(xiàn)代自主機(jī)器人的爭論狀況界廣泛的關(guān)瀨茂男等領(lǐng)導(dǎo)的広癩·福田機(jī)器人爭論室〔HIROSE·FUKUSHIMAROBTICSLAB80312發(fā)表相關(guān)研究論文172篇[4]。其它如美國的MIT,卡耐基梅隆大學(xué)，加拿大，德國，法國，加坡，韓國驗爭論，如大學(xué)等單位。13、國外研制的典型樣機(jī)和主要特征·福田機(jī)器人爭論試驗80始至今已研制出3個系列12KUMO-I外形似長腿蜘蛛〔2[5]世界上第一個能上下爬行樓梯的四足機(jī)器人PV-I〔3NINJA性的是TITANTITAN—VIII[6]〔圖4。該款機(jī)器人的軟硬件齊全，功能比較完備，具有操作系統(tǒng)5O大學(xué)和爭論所及世界很多爭論機(jī)構(gòu)作為根底爭論和應(yīng)用爭論的平臺。其根本參324Okg，有效負(fù)載5～7kg，行走速度打算于負(fù)載狀況，一般在0.3～0.9m/s之間變化。9OTITAN－Ⅵ型,該步行機(jī)承受型的直動型腿機(jī)構(gòu)，避開了上樓梯過程中腿間的干預(yù)，并承受2段變速驅(qū)動機(jī)構(gòu)，對腿50mm／s3O°~4O°樓梯上步行。9O年月広瀨茂男等研制成功壁面全方位移動系列機(jī)器人NINJA-I〔5〕及NINJA-II，NINJA-I3的直2O1500N48cm／min96cm／min．能在壁面及天花板上全方位TITAN-IX[7〔6的任務(wù)，特地研制了更先進(jìn)的機(jī)器人操作掌握系統(tǒng)VK-II。截至目前，広瀨·福12TITAN-XI[8]。Kimura)等研制成功很有特點(diǎn)的兩個系列四足PatrushTekkenPatrush－II〔7處理機(jī)掌握，采兩個微開關(guān)。最具有創(chuàng)性的成果是承受基于神經(jīng)振蕩子模型CPG(CentralPatternGenerator)的掌握策略[9，10]。而[112000-2003年研，Tekken3Tekken4了穎的機(jī)構(gòu)設(shè)計和激光導(dǎo)航系統(tǒng)[12],PatrushTekken-IV〔8〕用一臺PCMaxon陀螺儀、傾CPG制構(gòu)成的系傳感器信號Tekken4能夠?qū)崿F(xiàn)不規(guī)章地面的自適應(yīng)動態(tài)步行，顯示了生物鼓勵掌握對未知的不規(guī)章地面有自適應(yīng)力量的優(yōu)點(diǎn)。Tekken一特點(diǎn)是利用和避讓前方存在的人和動物。日本進(jìn)展四足機(jī)器人爭論的還有日本東北大學(xué)。1992年，日本東北大學(xué)的木村浩步行機(jī)器人Chariot-，2004Chariot-III及掌握方面的爭論。2005年，他們開發(fā)供高齡人、殘疾人等步行困難者使用的步行機(jī)器人Chariot-IV。該步行機(jī)空氣動力實驗室〔KyotoUniv.TsuchiyaLab〕也在爭論四足機(jī)[13]。1986的四足機(jī)的典BostondynamicsBigDog〔9〕和LittleDo〔10。BigDog52KG行走力量很強(qiáng)。最大的在卡耐的機(jī)器人學(xué)術(shù)報告會上，MartinBuehler(DirectorofRoboticsBoston跑、平衡、的水平[14]。加拿大大學(xué)智能機(jī)器中心〔CentreforintelligentMachinesMcGillUniversity〕〔AmbulatoryRoboticsLab〕研制了兩代四足機(jī)Scout-IScout-II[15]，Scout-Il1器．盡每條腿的髖14個參數(shù)(前腿和后腿的觸地力矩和觸地角度)的設(shè)置就可以掌握機(jī)器人的運(yùn)動。BISAM4組成。機(jī)器人總重14.5kg法國的Bourges(France)大學(xué)也研制成功SILO4系列四足機(jī)器人。EngineeringSungkyunkwanUniversity[16]。4、國內(nèi)外機(jī)器人市場狀況目前，國際上機(jī)器人市場或許有80億至100億，其中工業(yè)機(jī)器人占的比重最大。2025年，整個機(jī)器人市場將到達(dá)500億，效勞機(jī)器人從原來的300多萬臺增加到1200多萬臺，特種機(jī)器人(如：排爆機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人等)的呼聲也生潔具企業(yè)都紛紛參與機(jī)器人的研制.要做高附加值的產(chǎn)業(yè)，比方軍用機(jī)器人，目前世界銷售的9000臺軍用機(jī)器人之60%BigDog100在側(cè)面受到?jīng)_擊時也能保持很好的系統(tǒng)穩(wěn)定性。司。如德國的KUKA、瑞典的ABB、日本的安川等。據(jù)專家推測，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是繼汽車、計算機(jī)之后消滅的一種的大型高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。據(jù)聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會200465020063%，114365計，近年來全球機(jī)器人行業(yè)進(jìn)展快速，20082006130高產(chǎn)業(yè)。目前,政府正在使用各種方法加大中國裝備制造業(yè)在市場中占據(jù)的份額,并供給優(yōu)待措施鼓舞更多企業(yè)使用機(jī)器人及技術(shù)以提升技術(shù)水平。國內(nèi)越來越多的企業(yè)在生產(chǎn)中承受了工業(yè)機(jī)器