一种基于SMA的微小型蠕动机器人

介绍了一种SMA驱动的微型轮式蠕动机器人的结构和控制系统。它采用轮式移动结构，打破近年来微小型机器人多采用腿式结构的传统。重点分析了并联式SMA驱动器和轮式移动机构的设计。微型机器人采用并联式SMA驱动器仿生蠕动输出力和位移，刚／弹耦合机构显著增大了微型机器人的前进步距，车轮逆向锁定机构控制了运动方向，确保了车轮滚动前进，实现了较高速度的运动。     

基于SMA驱动的仿尺蠖微型机器人

提出了一种形状记忆合金驱动的仿尺蠖微型蠕动机器人,该微机器人的柔性机构明显地提高了其移动能力,并且可使该机器人实现主动转弯。同时,创造性地利用四连杆机构改变输出力的方向实现了微机器人的摩擦自锁,保证了单向运动。阐述了微机器人的运动机理,对微机器人进行了动态特性分析,得到了其响应时间和输出位移。     

仿昆虫蠕动微型车研究

提出一种仿昆虫蠕动的SMA驱动微型车设计方案，使用SMA弹簧模仿蠕虫的纵向肌肉，利用SMA弹簧的交替收缩与舒张，配合开发的车轮自锁机构，实现车体的向前蠕动和转向。打破了近几年来国内外微小型机器人大多采用腿式结构的传统，是开发轮式微小型机器人的一次全新的尝试。     

基于SMA驱动的微型机器人系统

本文提出了一种基于SMA驱动的刚/弹耦合式微型蠕动机器人,该机器人的特殊结构不但显著地增大了其移动速度,而且使该机器人具有了主动转弯能力,在一定程度上克服了目前SMA机器人移动速度慢、只能被动转弯的缺点.同时,该机器人利用两组偏心轮自锁机构及相应的平行四边形换向机构使其具有双向移动能力.文章最后对该机器人的控制系统进行了介绍.     

SMA驱动的微型双三足步行机器人作方位运动的研究

对第一代形状记忆合金（SMA）驱动的微型六足步行机器人进行了改进，创新设计了双三足机器人的身体传动关节，并首次提出组合偏动SMA驱动器，使机器人的刚性躯体柔性化，从而实现了微型双三足步行机器人（MDTWR）的全方位运动。     

一种新型可变形轮腿式机器人的设计与分析

提出一种新型可变形轮腿式地面移动机器人,采用相同动力源实现轮式和腿式两种移动模式.将Chebyshev机构与平行四边形机构结合,提出了具有两种单自由度运动形式的单环闭链2RP3R变胞机构,进行了构型设计和运动学分析.将2个单环闭链变胞机构构造成轮腿式移动模块,进而构建一种可变形轮腿式机器人.机器人具有256种运动形式,...     

一种轮腿式变结构移动机器人研究

提出一种新型的轮腿式变结构移动机器人.将四足哺乳动物腿式运动方式与轮式机构相结合,实现了轮式、腿式、轮腿结合等多种运动模式.在对机械本体结构分析的基础上,阐述了各种运动模式的运动学模型和步态生成方法.开发了主控计算机人机交互系统和基于ARM和DSP的嵌入式运动控制系统,采用无线以太网建立控制、反馈通道,实现了机器人的遥控/半自主运动控制.实验表明该机器人具有较强的非结构环境适应能力.     

轮腿混合机器人控制系统设计

设计了一种新型轮腿混合机器人,该机器人结合了轮式移动机构与足式移动机构的优点,阐述了机器人的总体结构。根据该轮腿混合机器人的运动要求和性能特点,设计了基于MEGA16单片机的整套机器人控制系统,该控制系统实现了用NRF2401无线控制机器人的基本运动。根据所遇路况,通过无线遥控可以控制和选择机器人的轮式运动和腿式运动两种工作模式,增加了机器人对环境的适应性。     

气动蠕动爬杆机器人

提出了一种以气压驱动的蠕动爬杆机器人的设计方案。该方案以气缸活塞的运动带动连杆机构运动，实现机器人对圆柱杆的夹紧；用橡胶驱动器连接上下两个夹紧机构，利用橡胶管在气压作用下的伸缩性，配合夹紧机构，实现机器人以蠕动方式爬升圆柱杆；具体分析了该机器人的夹紧和蠕动功能实现的原理。     

履腿组合机器人的三维建模和爬楼运动分析

为适应不同路况,设计了一款新型的移动机器人。它可以实现履带移动和腿式行走两种运动方式,其兼具了履带和腿式机器人的共同优点,并互补了它们的缺点。分析了履腿机器人的运动,提出了一种合理的步行运动方程,有效的避免了足端在运动起始点和终止点冲击,提高了机器人运动的平稳度。根据所建立的运动方程,获得了机器人腿部关节处的运动轨迹。并依据机器人的行走特点,对其爬楼梯运动进行仿真设计,验证了所设计机构的运动方案真实可行。     

GMM蠕动微位移机械的研究

本文介绍了一种采用超磁致伸缩材料构成的蠕动微位移机械的结构,仿生运动原理及其控制方式。实验表明,所研制的ＧＭＭ微位移机械在其控制器的作用下,能够可靠地进行双向可控运动。     

超越离合器自锁本质辨析

为了研究超越离合器的工作原理是否是"自锁",分析了摩擦锁紧的两种状态:"自锁"和"压紧不打滑",从工作条件、几何结构和锁紧原理的角度对这两种状态进行了比较,并重点分析了链环式超越离合器,得出链环式超越离合器的工作原理是自锁的结论.     

偏心式摆动活齿啮合副自锁机理研究

在对偏心式摆动活齿啮合副自锁现象的机理进行研究的过程中,提出了临界楔紧角的概念,由此建立了啮合副临界自锁条件。结合具体参数设计,揭示了摆动活齿整个啮合过程中楔紧角的变化规律,并对摆动活齿啮合副进行自锁判断。分析了楔紧角的主要影响因子,由此确定了偏心式摆动活齿啮合副避免自锁的设计准则,并基于型变换设计出三种摆动活齿的结构形式以克服自锁。     

基于形状记忆合金弹簧阵列的人工肌肉设计与研究

针对形状记忆合金（SMA）丝、SMA弹簧驱动力和输出位移小的缺陷,提出了基于SMA弹簧阵列的人工肌肉设计方法。利用仿生学原理,设计了SMA弹簧阵列的空间串并联结构,推导了人工肌肉驱动力计算公式,对其输出模拟量用组合学方法进行了分析。利用UG和ADAMS建立了人工肌肉的多体动力学模型,同时,在Simulink上建立了人工肌肉的激活控制模型,在这些基础上,模拟仿生手臂弯曲伸展运动的工作过程,分析该人工肌肉的驱动和控制特性。仿真结果表明,SMA弹簧阵列结构能显著增大SMA驱动器输出位移和驱动力,并简化模拟量输出的控制。     

压电陶瓷驱动微小型步行机的设计与仿真研究

为适应微细操作的需要，研制了一种压电陶瓷驱动的微小型步行机样机。该样机利用仿生蠕动原理，能方便地实现平面上三自由度运动。分析了步行机的移动机理及结构组成。基于ADAMS的动力学仿真结果分析了各种因素(包括步行机与运动平面的摩擦状况、激励电压的幅值和频率等)对步行机运动的影响。仿真结果表明了运动的可行性。     

微制造平台隔振系统仿生设计

在分析啄木鸟头部独特生物构造及其隔振机理的基础上，运用仿生学原理，采用主动隔振与被动隔振相结合的技术，建立了以空气弹簧为被动隔振元件、超磁致伸缩致动器为主动隔振元件的微制造平台六自由度仿生隔振系统及其结构模型。实验结果表明，该隔振系统具有很好的隔振效果。     

仿鱼鳞的减阻表面设计

基于对鱼鳞减阻原理的分析,讨论了不同鱼类表面的牺牲性粘液减阻、表面切向流减阻两种原理;提出了针对不同粘度介质中的运动物体,应采用相应的减阻表面设计;分析了鱼鳞的结构布置与几何曲线,提出了模仿鱼鳞原理与结构进行减阻表面仿生设计的方法,这对在水和其它流体中运动的机械表面减阻设计具有指导意义。     

管道微机器人自润滑轮式驱动器行进速度试验研究

介绍一种管道微机器人自润滑轮式驱动器的传动原理和结构。对这种新型微机器人驱动器的行进速度进行试验研究。结果表明,新型微机器人驱动器可以实现微机器人在管道中不同速度的移动行进。     

Gait Analysis of Quadruped Robot Using the Equivalent Mechanism Concept Based on Metamorphosis

The previous research regarding the gait planning of quadruped robot focuses on the sequence for lifting o and placing the feet, but neglects the influence of body height. However, body height a ects gait performance significantly, such as in terms of the stride length and stability margin. We herein study the performance of a quadruped robot using the equivalent mechanism concept based on metamorphosis. Assuming the constraints between standing feet and the ground with hinges, the ground, standing legs and robot body are considered as a parallel mechanism, and each swing leg is regarded as a typical serial manipulator. The equivalent mechanism varies while the robot moves on the ground. One gait cycle is divided into several periods, including step forward stages and switching stages. There exists a specific equivalent mechanism corresponding to each gait period. The robot's locomotion can be regarded as the motion of these series of equivalent mechanisms. The kinematics model and simplified model of the equivalent mechanism is established. A new definition of the multilegged robot stability margin, based on friction coe cient, is presented to evaluate the robot stability. The stable workspaces of the equivalent mechanism in the step forward stage of trotting gait under di erent friction coe cients are analyzed. The stride length of the robots is presented by analyzing the relationship between the stable workspaces of the equivalent mechanisms of two adjacent step forward stages in one gait cycle. The simulation results show that the stride length is larger with increasing friction coe cient. We herein propose a new method based on metamorphosis, and an equivalent mechanism to analyze the stability margin and stable workspace of the multilegged robot.