对仿生爬行动物机器人的研究与设计

基于爬行类动物仿生学原理,利用此原理设计并构造出一种仿生爬行机器人。利用相关软件建立虚拟机构,绘制3D模型,对于机构的运动进行模拟,分析其可行性,并给出分析的具体步骤及方法,得到仿生爬行装置的运动轨迹和运动规律。     

基于仿生运动的康复机器人结构设计与优化

本文的主要研究内容就是对于康复机器人的运行状态以及运行效果进行了讨论,首先分析了人体下肢康复理论以及下肢相关骨骼。基于康复利润以及下肢骨骼,本文对于使用的康复机器人进行了自由度配置、关节选择、驱动方式选择、仿生关节设计五个部分的讨论和阐述。最终得出结论,康复机器人的设计需要给予康复理论和人体骨骼情况来选择驱动方式、配置方式,而康复机器人的优化方式则是尽量加强踝关节,重视行走的基础部分,只有这样才能够达到最佳的效果。     

仿生机器蛇的设计

文章主要描述仿生机器蛇的设计,包括机器蛇的结构设计和运动规划连贯动作的实现。通过对蛇形机器人在有障碍物和无障碍物环境中,进行不同连贯动作的运动规划和运动形式变化,找出机器人设计的不同侧重点;最后,将对本文的不足和实验时所遇到的困难进行总结,并加以展望。     

仿生尺蠖型小车

1．运动方式 这款机器人是靠曲柄连杆对两个躯干的拉伸实现运动的，原理如图1所示。     

仿生蜘蛛机器人的设计与实现

将仿生学与机器人相结合,是根据生物界蜘蛛的生理结构和行为举止,设计了一种能够运用6足稳定,实现行走、转弯、攻击、趴下等系列动作的仿生蜘蛛机器人,并添加了睡眠模式、声音启动、遥控操作等功能。不仅在硬件方面模仿生物蜘蛛的外观,而且在软件上设计了其生物行为,实现了机器人的生物特性。     

压电陶瓷驱动三自由度精密移动定位微小机器人

使用压电陶瓷堆材料作为微驱动元件，设计了一种三自由度基于尺蠖蠕动原理工作的精密移动定位微小型机器人。采用显微镜作为测量元件，通过测量机器人移动时像素点位置的方法，完成了对该机器人沿X、Y方向的直线移动定位以及绕Z轴的θ角转动定位的试验测试，测试结果证明了设计的合理性与实用性。     

基于STC单片机的仿生六足机器人设计

为满足特殊环境对于机器人的提出的要求,应用仿生学原理,设计一六足机器人,可模仿生物的运动形式;它以STC12C5A60S2型单片机为控制核心,通过YZW-Y09G型舵机来驱动的运动关节,选用AET168P1舵机控制板,在系统软件控制下来实现其各项功能.这种仿生六足机器人对各种地面有很强的适应能力,不易陷入松软地面里,且制作成本低,抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠,具有较高的使用价值.     

毫米级全方位微装配机器人的识别、定位及运动控制

介绍了一种毫米级全方位微机器人,设计用于微型工厂中的微装配操作.采用外部计算机视觉系统进行监控,先利用CCD摄像头捕捉微型机器人顶部及夹钳上的特征标志,再通过设计的视觉处理方法,实现了对微机器人的高精度识别和定位.在利用计算机视觉进行反馈控制的基础上,采用了对装配平台进行分区、快速前进与高精度步进相结合的运动控制策略,实现高精度的微装配任务.实验验证了以上方法和策略的有效性.     

仿生型触觉传感器在机器人上的应用

本文以人类皮肤的结构、特性及其触觉机理为出发点,介绍了一种仿生型多功能触觉传感器(Tactile Sensor)——人工皮肤。并就“人工皮肤”的结构及其材料的合理选择进行了研究与探讨,在一定程度上揭示了用PVF_2作敏感材料模拟“人工皮肤”的可行性。另外,还说明了用微型机代替人类大脑,对“人工皮肤”及其感受到的外界信息进行判断,识别、计算的控制方法。     

全方位精密定位微小移动机器人

设计了一种由压电陶瓷驱动、尺寸为50 mm×50 mm×12 mm、基于尺蠖蠕动原理工作的全方位精密定位微小型移动机器人,并可作为移动负载平台使用。建立了机器人的动力学模型并对其进行了动力学分析,推导出了柔性铰链刚度与机器人微运动速度关系模型。通过实验测试,该机器人最大运动速度为200μm/s、最高工作频率为32 Hz,最小圆周运动半径为15μm,定位精度为1μm,其全方位运动性能也取得了较好的效果。     

一种改进型机器人仿生认知神经网络

为了更好地模拟人类视觉系统中的注意力选择,本文提出一种改进型机器人仿生认知神经网络.首先模拟人类视觉皮层结构,在已有模型基础上建立改进型仿生认知神经网络模型;增加位置层(Position Motor,PM)到感受野(Receptive Field,RF)的自上而下(top-down)的视觉注意,同时下颞叶(Inferior Temporal,IT)不再接收全局视觉信息,而改为接收带有自下而上(bottom-up)视觉注意的局部信息,不仅降低数据处理的复杂度,也更加符合人类格式塔心理;最后利用该模型实现机器人复杂背景下目标识别与跟踪.实验结果证明该方法在有效减少数据冗余、缩短处理时间的同时,还可有效提高机器人视觉系统对目标的识别准确率.     

管道微机器人中压电执行器的研究

微执行器作为微机械系统的核心单元,一直是微机械发展关键。文章介绍了一种应用于管道微机器人的足式压电执行器。在交变电压作用下,该压电执行器将压电体的弯曲振动转化成其弹性足沿管壁的移动,从而实现执行器的运动。在分析其工作原理的基础上,研制了压电微执行器的驱动电源,并进行了简单的实验研究。研究表明该执行器具有结构简单,易于微型化,响应快,驱动方便等特点。     

A Continuous Pressure Positioning Sensor with Flexible Multilayer Structures Based on a Combinatorial Bionic Strategy

A high-performance flexible pressure sensor is one of the most important components of electronic skin, which can endow artificial devices with human-like capabilities. However, the electronic skin usually relies on the arrays of sensors to simultaneously obtain both pressure magnitude and position, making the data processing time-consuming, tedious, and error-prone. Here, a novel continuous pressure positioning sensor (PPS) with flexible multilayer structures based on a combinatorial bionic strategy is designed and fabricated. This PPS is composed of the pressure sensing layer (PSL) and the pressure positioning layer (PPL). The PSL exhibits high sensitivity (18.87 kPa⁻¹) owing to the bionic crack structures. Based on the connection/disconnection of the upper and lower conductive layers, this PPL exhibits excellent positioning properties with excellent resolution (≈35 µm). More importantly, due to stable signal change and synchronization of signals between the two functional layers (>21 pa), this PPS can recognize the type of signal. Applications of the PPS for pressure monitoring, tire safety monitoring, lunar rover road condition monitoring, and emotional communication in human–computer interaction are further demonstrated to measure magnitude, position, and recognition of pressure signals. So, it will have broad application prospects in fields such as pressure detection and human–computer interaction.     

基于MSP430F2234微型机器人无线控制系统

介绍一种基于MSP430F2234单片机的微型机器人无线控制系统.控制系统主要由PC机工作站、MSP430F2234单片机、nRF24L01无线收发电路和微型步进电机驱动电路组成.设计完成微型机器人无线控制系统硬件电路以及各个部分的软件.实验表明,微型机器人无线控制系统具有很好的稳定性、快速性和准确性.     

基于视觉的取药机器人系统设计

针对现有药房药剂师取药任务繁重、效率低下等问题,设计了基于机器视觉的取药机器人系统,提出了一种基于融合局部特征匹配和Mean Shift算法的药品识别算法,系统整体实现了药品的识别、定位及抓取任务.首先,安装于药架之间的抓药机器人接收上位机发送的药品信息,通过摄像头识别药品,使用AKAZE算法对货架上的药品进行匹配,获...     

用于微装配的三维微力传感器的研究

采用硅基应变片设计了一种可用于精密微装配作业过程,检测x、y、z方向微接触力的三维微力传感器;经微小改动后,该传感器可成为五维微力传感器。分析了力传感器测量原理,建立其测量模型,并设计了传感器信号放大电路。测试了微力传感器的性能指标,在x、y、z3个方向的微力测量分辨率为0.001 N,测量精度可达0.005 N,测量范围为-0.5~ 0.5 N。最后设计了微装配作业控制系统,并利用该传感器实现力位移混合控制,顺利完成了180μm微型轴与200μm微型孔间的精密微装配实验研究。