柔性仿生驱动器研究综述

随着软体机器人的快速发展,面向软体机器人的柔性仿生驱动器的研究成为研究的热点,对现有的相关理论成果进行分析和总结,对当前柔性仿生驱动器的关键技术进行分析,并对未来的发展趋势进行展望,以促进柔性仿生驱动器的研究进一步发展。首先,综述了柔性仿生驱动器类型,包括气动驱动器、形状记忆材料驱动器以及电活性聚合物驱动器等;其次,从仿生材料、本体机构设计和制造技术、运动学和动力学建模及驱动器的控制策略4个方面对柔性仿生驱动器存在的技术难点进行分析;最后对未来发展趋势进行构想。     

仿生毛毛虫机器人的设计

提出了仿生毛毛虫机器人的运动原理,设计了新型基于曲柄滑块机构的仿生毛毛虫机器人运动机构。其具有反应速度快、结构稳定的特点。同时完成了控制方案的设计并给出了机器人的运动特性方程。     

基于液压的柔性仿生触觉传感器设计

设计并研制了一种柔性仿生触觉传感器。传感器基于将液体压强转换为输出电压的原理,集成带有纹理的柔性接触面与三轴加速度计,可以实现触滑信息的采集。传感器采用了独立一体式的仿生手指结构设计,提高了系统的集成度与易用性。     

基于PSoC的仿生机器人运动控制器设计

介绍了可编程片上系统PSoC的内部资源以及与传统微控制器的区别,以CY8C26为核心设计了最多可用于32关节的机器人运动控制器的硬件电路与软件流程,阐述了PSoC程序,上位机程序以及二者之间通讯程序的实现方法,最后描述了应用于六脚机器人时的具体控制方法.     

仿生软体驱动器的研究综述

软体驱动器是智能和交互式软体机器人的核心部件,由于其高度的灵活性、良好的环境适应能力以及安全可交互等优势,被广泛应用于工业、农业、医学、救护和公告服务等领域。研究人员通过对生物的模仿制造出了各种类型的软体驱动器。围绕国内外近些年来软体驱动器的研究成果,介绍了国内外软体机器人中所采用的软体驱动器技术的基础研究发展现状;针对软体驱动器的基本特性对其进行了系统归纳分类,介绍了各类型软体驱动器的基本工作原理,介绍了各种软体驱动器各领域的的应用现状以及各种类型驱动器的优缺点和在实践应用中存在的问题;对软体驱动器未来的发展趋势进行展望。     

基于EAP驱动器的并联式管道机器人机构设计

电活性聚合物是一类较新的聚合物,其高效的电能和机械能转换特性可用于驱动器的开发。本文介绍EAP材料作为驱动器的机理以及EAP移动、转动驱动器的设计,并与其他功能材料的驱动特性进行了比较;提出了一种基于EAP驱动器的并联式管道机器人机构,对其管道内行走运动进行了规划;该机器人具有较强的非结构环境适应性。     

基于连杆机构的四足仿生机器人的设计

利用图形解析法和MATLAB软件对该行走足机构进行运动学分析,基于连杆机构的移动机器人行走足设计一个四足仿生机器人,可为同类机器人的设计研究提供借鉴.     

下肢外骨骼仿生驱动器的设计与仿真

提出了一种新型仿生驱动器设计方案,用于下肢外骨骼的刚性驱动和柔性驱动模式切换,模拟人体步行过程中下肢肌肉的工作特性。首先,基于仿生特性和助力需求,设计驱动器对应的机械结构,同时介绍了驱动器工作模式;对驱动器进行动力学建模,分析不同的系统参数对系统的影响;最后,建立虚拟样机模型,利用ADAMS进行运动学仿真,仿真结果表明驱动器能够实现人体运动有效助力,验证了模型的合理性。     

救援机器人仿生造型设计

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基于齿轮传动的结构仿生螃蟹机器人设计

基于螃蟹的结构特性,运用仿生学原理设计了一款由八只足和两只钳螯组成的仿生螃蟹机器人。控制行走步进电机驱动齿轮曲柄摇杆机构实现螃蟹机器人的横向行走、转向等基本动作,控制升降步进电机驱动齿轮齿条机构实现钳螯的升降,控制摆动舵机实现钳螯的左右摆动,控制抓取舵机驱动两不完全齿轮双摇杆机构实现钳螯的抓取。该仿生螃蟹机器人传动灵活、动力传递效率高、维修方便,有很好的路况适应能力。该机器人在复杂路况下进行搜救与探测等方面,具有较好的应用潜力。本文为极端环境下的多足仿生探测机器人的传动设计提供了借鉴和参考。     

基于仿生肌肉驱动器的腕关节康复外骨骼的设计与仿真

基于生物肌肉的微观结构及运动机理,提出了一种机械类的电磁收缩仿生肌肉驱动器,并将其运用在腕关节康复外骨骼中。首先,进行仿生肌肉驱动器和腕关节康复外骨骼的机构设计;其次,进行基于仿生肌肉驱动器的腕关节康复外骨骼机构的运动学仿真分析,研究不同串、并联情况下驱动器对腕关节康复外骨骼的性能影响;最后,验证了设计的腕关节康复外骨骼在腕关节康复应用中的可行性。     

基于SEA的机器人仿肌弹性驱动关节研究

为了实现机器人的拟人运动,提高其对外部环境的适应性,基于串联弹性驱动器(SEA)驱动形式提出一种仿肌弹性驱动的机器人转动关节,以实现机器人在受迫振动或受冲击下的柔顺自调整运动。该关节机构参考人体肌肉-肌腱组织的Hill-type模型,采用具有对抗形式的主动弹性驱动和被动弹性牵制的设计方案,模拟肌肉收缩运动和功能,产生牵拉力以驱动机器人的关节。通过对该弹性驱动关节进行建模分析,得到其动力学描述方程,结合多次仿真测试中获得的系统运动特性曲线,在掌握其运动规律的基础上完成了其动力学性能评估。此外,针对关节机构具有的强弹性、低刚度特点,提出一种基于虚拟刚度补偿的控制方法,并应用在具有仿肌弹性驱动关节的二自由度机器臂上,实验结果表明其可行、有效。     

基于膜式液压放大的压电驱动器设计与试验

为解决叠堆式压电陶瓷输出位移微小的问题,结合液压放大的优点,提出了一种基于膜式液压放大的压电驱动器,并对关键部件--橡胶膜片进行有限元静力学、模态等分析。分析结果表明：橡胶膜片具有足够的安全强度和良好的工作频宽。在此基础上,研制其实物样机,搭建其测控平台,并进行了试验研究。开环试验结果表明：在0～100V电压控制下,所研制的压电驱动器输出位移范围为0～0.24mm,放大比约为5;闭环控制试验结果表明：采用分段PID的驱动器控制效果优于采用常规PID的控制效果,稳态误差约为±0.5μm。     

摩擦力不确定的机器人液压驱动器的精确控制

基于H∞鲁棒控制器来改善机器人液压系统位置控制性能。首先经液压动力学和机械动力学分析,建立液压驱动系统的数学模型,摩擦力采用Dahl模型。然后按系统参数标称值设计基于混合灵敏度的H∞鲁棒控制器,对权值函数进行优化选择。最后经仿真和实验验证得出如下结论：该控制方法可以有效抑制摩擦力参数误差对位置跟踪控制的影响,尤其在速度换向时摩擦力模型的不确定性产生的影响,显著减小了位置跟踪误差,且该控制器稳态和过渡性能都优于传统PID控制器。     

基于介电弹性体驱动的仿生象鼻软体驱动器设计分析

在软体机器人的发展过程中,软体驱动器结构简单化、轻量化设计一直是研究热点。受到象鼻结构与驱动原理的启发,设计了一种基于介电弹性体和多孔PDMS材料的仿生软体驱动器。首先对介电弹性体人工肌肉驱动机理进行了分析,并通过驱动变形实验确定了最大形变参数;然后设计了基于多孔PDMS材料的支撑脊柱结构,并通过压缩实验测试了力学性能;最后,通过将介电弹性体包覆在支撑脊柱外层,形成了具有圆柱结构的仿生软体驱动器。驱动实验结果表明,软体驱动器在电压激励下能够获得大角度(最大42°)连续稳定弯曲变形以及较快的响应速度。     

液压油缸检测机器人设计研究

科技的进步,液压油缸检测机器人的发明为人们生活提供很大便利。随着液压油缸检测机器人的产生,其为国家进一步发展做出卓越贡献。加强液压油缸检测机器人设计的研究,科技人员已经提出了一种新型技术,可以用来对液压油缸检测机器人进行检测以及设计。便携式、大变径、全驱式的油缸检测的液压油缸检测机器人的设计主要采用的模块思想,对称设计可确保液压油缸检测的准确性。本文是针对液压油缸液压油缸检测机器人的研究现状、液压油缸检测机器人设计组成、原理、运动速度的实验的相关概述。     

水下机器人液压泵站设计研究

水下机器人液压泵站设计研究陈建平＊１前言一般陆用液压泵站设计时，其布置方式有三种，即顶置式（泵、电机设在油箱顶部）、旁置式（泵、电机设在油箱旁侧）和浸没式（泵浸没于油中）。根据不同的使用条件，可以选择不同的布置方式。电机、泵一般为标准产品，油箱采用钢...     

湿式制动形液压驱动器的设计

煤矿井下无轨胶轮车的应用日益普遍,由于巷道高度所限,车厢底板不能过高,无法布置驱动后桥,急需开发轮边驱动器,才能实现其车辆后轮的驱动功能.文中对湿式制动器进行了改进,采用低速液压马达,增设全浮式半轴,既解决了无桥车厢轮轴的动力问题,又保证了制动器的防爆性能.     

一种仿生软体驱动器的设计与弯曲建模研究

针对软体驱动运动学建模的问题,对软体驱动器两气压驱腔耦合驱动、内嵌约束弹簧和施加气压状态下的弯曲运动等方面进行了研究,提出了一种新型的仿生软体驱动器结构,实现在单个方向内前后大角度的弯曲。利用驱动器变形后的几何分析以及力矩平衡方程,建立了软体驱动器的静态模型和主动弯曲数学模型,建立了驱动器输入气压与弯曲角度和弯曲半径二者之间的映射关系;提出了一种电、气联合控制,且基于SMC气压比例阀的实验系统,对软体驱动器进行了输入气压发生弯曲的实验。研究结果表明:在0. 18 MPa的气压范围内,实验结果数据与理论数据基本一致,验证了理论模型的正确性。     

基于DSP的仿生机器人平台

根据六足昆虫的灵活结构搭建了一个基于DSP控制的仿生机器人平台。重点介绍了控制系统的设计，提出了一个机器人平台的程序结构。