一种带关节手指的仿生模拟与优化设计

以再现手指握拳的动作姿态和运动轨迹为主要目标，探讨了一种带关节仿生手指的优化设计。重点讨论了手指运动矩阵的建立，预期目标的采集，仿生手指的结构模拟，确定优化目标与约束函数，求数学模型的逼近解等问题。其设计计算结果与预期目标比较具有较高的逼真效果，为从“微型”到“放大型”手指的系列设计提供了优化方法。     

一种仿生螳螂救援机器人设计

针对地震等灾害发生时,废墟里被困人员需要救援物资维持生命体征的问题,设计了一种仿生螳螂救援机器人。基于六足机器人姿态控制理论,通过SolidWork三维软件对机器人整体进行了结构设计。使用Arduino Uno主控板控制总线舵机与电机模块来控制机器人步态,头部图将画面传输给使用者。制作了模型实物,试验测试结果表明：此机器人平地爬行1 m所需平均时间需要5.64 s,能越过高度5 cm的障碍,最大爬坡角度约为26°。机器人具备了较强的越障能力,能在较为复杂的路面行走,以及运输救援物资,为足型救援机器人的研究和结构设计提供参考。     

仿生柔性关节关键技术综述

仿生柔性关节融合生物关节生理结构与柔性运动特性,能够根据外部环境与自身负载变化动态调整关节刚度以减缓外部环境刚性冲击,实现关节能量的积蓄与回收,满足机器人跑、跳等动态行走方式需求,具有广泛的应用前景。作为一个新兴的研究领域,国内外对仿生柔性关节的研究尚处在起步阶段,并没有成熟的技术可借鉴,因此有必要对现有研究成果进行系统分析和深入总结,以促进仿生柔性关节的进一步发展。文中简要介绍了国内外仿生柔性关节研究现状,详细探讨了制约仿生柔性关节研究的柔性结构设计和柔性控制方法等关键技术问题,并对仿生柔性关节研究未来发展趋势进行了构想与展望。     

仿生拱泥机器人运动数学模型研究

介绍了基于蠕动原理仿生拱泥机器人的用途和基本工作原理。对基于蠕动原理仿生拱泥机器人的运动路线进行了分析,并推导出运动路线的表达公式。在此基础上,分段建立了基于蠕动原理仿生拱泥机器人整体运动的数学模型。这些数学模型可以用作基于蠕动原理仿生拱泥机器人运动过程计算机仿真研究的仿真模型,同时也为改进基于蠕动原理仿生拱泥机器人试验样机的设计打下了一定的数学基础,并为设计基于蠕动原理仿生拱泥机器人工作用机和进行仿生拱泥机器人的应用分析打下了一定的理论基础。     

一种新型仿生介入微机器人的研究

基于腹足动物运动机理,介绍了一种新型动脉内仿生介入微机器人.该机器人前、后两个舱体在同一时刻所受环境管壁的摩擦力有很大差异,随着直线步进电机的伸张与收缩实现机体的前进与后退.用ADAMS对机器人运动进行仿真,证明该机器人驱动机理是可行性的,实验分析了该机器人运行速度和直线步进电机伸缩速度之间的关系.     

关于21世纪初我国仿生机械与仿生制造的若干思考

讨论世纪之交仿生机械及仿生制造的特点和走势,列举我国在此领域已经取得的成果,提出我国在该领域应优先发展的研究方向,论述这些重点研究方向对国民经济的科学价值及其应用前景。     

仿生机器人体系结构的研究

针对非结构化的、未知的工作环境要求，提出了一种适用于第四代仿生机器人的仿生式体系结构，阐述了仿生控制的思想与原理，实现了代与代之间的反射式行为控制向本能式行为控制的进化和本代内由慎思式行为控制向反射式行为控制的学习升华，弥补了基于慎思式AI和基于反应式AI的两种模型的不足，可使机器人具备良好的主动学习和自适应能力。     

柔性仿生手指关节的触觉力/角度感知

柔性仿生机器人的感知功能实现需要传感器可集成且具备一定的柔性,否则由于顺应性不足很难得到良好应用效果。在本文中,作者将柔性仿生手指作为应用载体,探索一种基于液态导电金属的柔性触觉力/应变感知纤维,可完全贴合载体,同时实现手指指尖触觉力和关节角度两个物理量测量。具体来说,本文将液态导电金属注入到一定长度的预制硅胶软管替代常规的微流腔道制作,进而形成管状且可任意变形和布局的柔性传感纤维,实现检测不同的变形物理量（本文中利用其力和应变感知性能）,该方法在保证器件柔性和功能性的前提下也极大地降低微流腔道工艺的复杂性与繁琐性。最后,测量实验结果表明,基于液态导电金属的柔性传感纤维可嵌入并完全贴合柔性手指结构,并实现对手指的指尖触觉力感知（约1 600 kPa）和关节角度变化（约60°）同时感知及某一特定力/角度下的准确跟踪,展示了其作为柔性感知单元,可应用在更多类型的柔性或软体类应用载体的巨大潜力。     

一种摆动式柔性关节的遥控仿生机器鱼

该文提出一种波壳伸缩式摆动式柔性关节 ,突出了由弯曲关节构成的仿生机器鱼的设计。此关节采用板弹簧为柔性骨架 ,波壳弹性体受气压后轴向膨胀作为肌肉动力。文中给出了柔性关节的简单结构、仿生机器鱼的基本构造、接受与控制系统的硬件组成以及驱动系统的原理     

具有救援工作模拟功能的仿生机器人的研制

为了研究应用于灾害救援的机器人,研制了可以模拟救援工作的六足蜘蛛仿生机器人,该机器人采用光敏传感和超声波传感技术,能根据环境光线的强弱情况以及行走线路上的障碍物情况自动调整行走方向.系统采用一个单片机进行18路PWM作为18个舵机的驱动信号,系统具有良好的稳定性、快速性和准确性,是理想的仿生救援机器人模型.     

一种多关节仿生变色龙机器人设计

以变色龙为研究原型,制作一个模仿变色龙爬行、变色的四足机器人。为解决机器人爬行的问题,通过Arduino控制变色龙机器人行进,分析蜥蜴类爬行动物的步态以及结合四足机器人行进的稳定裕度,规划出一套机器人步态。基于SolidWorks软件建模,设计机器人机械结构,利用3D打印将零件打印出来,再将打印零件组装成变色龙机器人。为解决机器人的摆尾机械结构问题,通过齿轮结构,构造出傅里叶摆尾,详细地对机器人摆尾的齿轮运作原理和齿轮运动轨迹的进行数学分析;在介绍稳定裕度的同时分析机器人在各种步态情况下稳定裕度。从电路控制、结构设计、数学分析、步态模拟分析、样机试验等方面设计出一个可灵活爬行、在各方面领域有着广阔应用前景的变色龙机器人。     

仿生机器人的研究与实现

本文主要研究仿生机器人的步态生成与控制系统.仿生机器人根据超声波传感器的测距功能,能够实现自主避障与自主控制,当机器人在行进过程中遇到较复杂的环境无法自主判断时,可以通过红外遥控的方式控制仿生机器人的行进.     

四足机器人仿生关节的研究现状综述

兼具高速度、高机动和高适应性已成为四足机器人发展的必然趋势,仿生关节作为重要的基础运动部件,对四足机器人的运动学和动力学研究具有重要的作用。从气动柔性的仿生关节、液压减震的仿生关节、串联弹性驱动器的仿生关节和变刚度柔性的仿生关节4方面出发,对四足机器人关节仿生的研究现状进行了全面综述,并准确分析各种类型的仿生关节缺陷,最后对四足机器人仿生关节的未来发展趋势进行概述。随着研究的深入,四足机器人的仿生关节必然会在生产服务、科学探索、未来战争等多个领域中发挥广泛的应用。     

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。     

一种新型的多足仿生机器人的机构设计与研究

提出一种新型的多足仿生机器人的运动机构,该机构具有运动灵活,自由度少的特点.利用D-H矩阵对该机构基本运动单元的运动学进行了理论分析,给出了运动学方程.基于虚拟样机技术对该运动学方程进行了仿真验证,结果表明运动学方程是正确的.建立了这种新型的多足仿生机器人的虚拟样机,并对其进行了虚拟样机的仿真研究.制作出了简易的一对足的实物试验机构.     

仿生攀爬机器人的步态分析

面向农业、林业和建筑等领域的高空作业,提出一种具有攀爬和操作功能的双手爪式模块化仿生机器人,以期代替人们在高空复杂环境中从事危险工作.给出机器人的一种5自由度构型,分析其在空间两杆之间攀爬过渡的能力,然后根据其构型特征提出、分析和比较三种攀爬步态.在ADAMS仿真环境下,对机器人采用这三种步态攀爬各种方位的杆件时主要关节所需的力矩和机器人所消耗的能量进行计算和对比.仿真结果为机器人的攀爬步态规划提供了依据.     

四足仿生机器人单腿机构工作空间的优化设计

四足仿生机器人工作空间的形状和大小对其优化设计具有重要的作用.因此,对设计的四足仿生机器人单腿机构进行了简化,根据其髋关节、膝关节的运动参数范围,采用蒙特卡洛方法在Matlab软件上画出了其工作空间的形状,利用数值积分的思想求出了工作空间的面积大小并对几何误差进行了分析.最后,以足端工作空间面积最大为优化目标,确定了大腿和小腿的最优比例,实现了四足仿生机器人单腿机构工作空间的优化设计.     

基于蛇类生物的仿生变体机器人运动学研究

基于仿生机械学的原理,本文提出了仿生变体机器人的物理结构,讨论了仿生变体机器人的运动机理,分析了仿生变体机器人线形运动的基本步态.并对该机器人系统进行了运动学分析,实验结果证明了这种运动步态的可行性.最后指出了这种基本运动步态的局限性和改进的方向.     

输电线路巡检机器人仿生结构研究

针对传统高压输电线路巡检机器人作业范围小,受障碍物尺寸限制以及不能跨越引流线等问题,通过观察长臂猿手臂和运动特点,结合仿生学原理,提出了一种基于灵长类动物特征的三臂对称分布式高压输电线路仿生机器人,并建立了机器人的虚拟样机。结合ADAMS软件仿真分析了机器人模拟长臂猿在线路行走及跨越引流线过程,并通过实验反复验证,验证了机器人仿生机构的合理性与稳定性,同时机器人能够稳定可靠的跨越线路障碍,具有越障效率高等优点。