仿生机器人发展研究

发布者: 发布时间:2021-03-01
本文摘要:仿生机器人是指模仿生物,专门从事生物特征工作的机器人。

仿生机器人是指模仿生物,专门从事生物特征工作的机器人。现在,在西方国家,机器人宠物非常受欢迎,另外,麻雀机器人可以兼任环境监测的任务,具有广阔的研究开发前景。二十一世纪的人类转向老龄化社会,发展“虚拟机器人”可以弥补老龄化劳动力的严重不足,解决问题老龄化社会的家庭服务和医疗等社会问题,建设新产业,建设新的就业机会。“仿生设计青蛙冲刺具有爆炸性强、距离远的特征,为了跨越障碍需要具备很好的环境适应性。

其生物结构和不道德方式合理、灵活、高效。在蛙的生物特征和冲刺运动机理分析的基础上,针对简单的结构展开修正,明确提出了冲刺运动的机构模型,开展了仿生蛙的设计。1 .研究背景和意义1.1国外研究水平加拿大麦吉尔大学分析了柔性机器人的控制算法,开发了动物利用肌肉、肌腱等弹性储能因素减少功耗、具有柔性髋关节和腿的单足冲刺机器人,达美国斯坦福大学与俄亥俄州大学合作,通过研究各种动物跳跃的运动步态和动力学特性,以动物运动时的功耗小、腿部的弹性储存和低惯性量为目标,开发了机器人。

日本东京工业大学的科学家,在猫爬墙的过程中,模仿了它的半身构造,开发了在运动中不执着于超过整体的高度,像猫一样用四肢的协商动作跨越障碍物的哆啦a梦。1.2国内研究水平哈尔滨工业大学通过分析蝗虫跳跃的运动原理,修正生物模型,建立机器人理论模型,从运动学和动力学展开分析,最后设计了基于电机和电磁铁驱动的两套样机,展开了实验研究上海交大模仿人体下肢设计了关节弹性步行机构。他们把弹性装置移动到机器人的小腿上,通过填充4组并联弹性元件和以机器人脚壳体为框架的4连杆机构,给机构带来了缓冲器、储藏效果。西北工业大学分析袋鼠的生物形态和运动机理,明确提出具有灵活脚趾的仿生袋鼠机器人机构模型,在机器人落地和凌空两个阶段展开运动学和动力学分析,研究全冲刺周期关节空间的轨迹规划,袋鼠1.3通常的冲刺机器人MIT脚实验室的Raibert教授于1980年开发了世界上第一个以冲刺方式运动的单脚机器人。

机器人的运动允许在平面内,脚上安装了气缸,起着与弹簧相同的作用。因此,地面上的运动类似于带弹簧的腿挂角。其基本运动模型如图所示,机构具有x方向的旋转维度、脚部和身体之间的旋转维度e,其冲刺和着陆过程经过运动学和动力学的分析和计算,按规则另行控制即可维持倒数的平稳冲刺运动,m.h . 另外,许多学者对类似机构从各个角度展开了数学分析和建模。

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目前,Raibert冲刺模型的研究集中在平衡控制这种非原始约束系统的方法上。1.4一般的青蛙机器人美国麻省理工大学Raibert教授们开发了多种仿生机器人和乌龟机器人。

其中有两种可以冲刺行驶的腿型机器人。一个是二维冲刺机器人Uniroo}42},腿的结构类似于袋鼠的后肢。请参见图。

机器人共计4个关节,即尾关节、骸关节、膝关节和跌倒关节,分别由4个液压缸驱动,控制系统构筑的冲刺和平衡,侧方利用连接在地面上的杆稳定。


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