蛇形机器人步态产生及步态分析

以简化的Serpenoid曲线为基础,并根据蛇形机器人的3维运动由其水平和怪直两个平面的运动合成的理论,提出了一种蛇形机器人的3维步态产生方法.通过实验验证了各种步态,并在实验中得到了蛇形机器人各种步态的运动特性与相应的运动控制方程参数之间的关系.在实验中,得到了一种新步态,并将其命名为螺旋步态.对于螺旋步态,利用运动...     

水陆两栖蛇形机器人的研制及其陆地和水下步态

针对沼泽、浅滩等复杂环境对蛇形机器人的环境适应需求,在广泛分析国内外水陆两栖蛇形机器人研究最新进展的基础上,研发一种新型水陆两栖蛇形机器人。该机器人由9个具有密封设计的万向运动单元组成,保证了样机在陆地和水中均能灵活运动。基于简化的蛇形曲线得到水陆两栖蛇形机器人的基本二维运动步态即蜿蜒运动。对两个垂直平面上,即水平面和竖直面上基本步态进行复合,由基于启发式思想的三维步态生成方法,得到包括侧向蜿蜒等运动的水陆两栖蛇形机器人的多种陆地步态和水下步态,其中S形翻滚运动和螺旋翻滚运动为蛇形机器人的两种新型步态。通过步态试验验证了水陆两栖蛇形机器人的陆地和水下运动能力。在试验过程中,对陆地和水下步态的性能做出分析,分析结果对水陆两栖蛇形机器人在陆地和水下运动的位置和姿态控制具有重要意义。     

基于三角剖分的内窥镜肠道手术机器人体素地图构建方法

面向全自主内窥镜机器人诊疗系统,提出一种人体肠道内部结构体素地图构建方法,来实现内窥镜位姿的准确估计,同时构建可以用于手术机器人导航的体素地图.该方法使用单目内窥镜采集肠道内部图像序列,首先基于单目SLAM(同步定位与地图创建)方法估计内窥镜轨迹,同时针对肠道内部结构构建稀疏地图.然后基于稀疏特征点地图,提出一种基于三角剖分的稀疏地图稠密化方案,构建具有稠密几何信息、利于手术器械路径规划的体素地图.分别在模拟肠道和离体猪肠道内进行体素地图构建的实验研究和误差评估,在模拟肠道中直径和病灶尺寸的均方误差分别为1.16 mm和0.81 mm,内窥镜定位均方误差为2.163 mm.     

一种面向放疗机器人的人体胸腹体表-肿瘤呼吸运动模拟器

具有立体定向技术的放疗机器人在治疗胸腹腔肿瘤时,人体的呼吸运动给肿瘤精准定位造成的干扰无法忽视。为了补偿呼吸运动,提高放疗机器人的治疗精度,采取的主要方法是呼吸实时跟踪技术,即通过建立体内肿瘤和体表标记点之间的关联模型,由标记点的运动预测肿瘤位置,从而调节机械臂射束进行精确放疗。针对肿瘤呼吸运动跟踪建模问题,设计了一款三维肿瘤呼吸运动模拟器,该模拟器可以稳定地模拟肿瘤和标记点之间非线性和时滞的运动关系,为放疗机器人的肿瘤呼吸运动跟踪模型提供数据来源与验证平台。