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水下蛇形机器人关节旋转机构建模与运动分析
1
作者
安晓松
李智卿
+3 位作者
马书根
王瑞琳
刘阳
祝华英
《传感器与微系统》
CSCD
北大核心
2023年第4期35-38,42,共5页
为满足水下蛇形机器人在管道检测、资源勘测的运动灵活性的需求,研发出一种两自由度关节旋转机构。介绍水下蛇形机器人整体设计和两自由度关节旋转机构结构。对关节旋转机构进行简化,建立齿轮传动系统数学模型,分析关节旋转机构的运动...
为满足水下蛇形机器人在管道检测、资源勘测的运动灵活性的需求,研发出一种两自由度关节旋转机构。介绍水下蛇形机器人整体设计和两自由度关节旋转机构结构。对关节旋转机构进行简化,建立齿轮传动系统数学模型,分析关节旋转机构的运动表现。建立关节旋转机构三维结构模型,并将简化三维模型导入Adams仿真软件,进行运动仿真,验证在不同角速度下关节旋转机构的运动情况。进行关节旋转机构实物实验,验证其运动实际可行性。实验结果对实现蛇形机器人水下蜿蜒运动具有重要指导意义。
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关键词
水下蛇形机器人
关节旋转机构
两自由度
ADAMS仿真
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职称材料
软体机器人3D打印制造技术研究综述
被引量：
21
2
作者
王永青
邓建辉
+3 位作者
李特
刘阔
刘海波
马书根
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第15期186-198,共13页
基于弹性、软质材料的软体机器人变形能力强、人-机-环境共融性好,在工业、医疗、家庭服务等众多领域具有良好的应用前景。软体机器人是本体、驱动、感知等高度集成的新型机电一体化智能系统。软体机器人呈现的诸多新特征给机器人领域...
基于弹性、软质材料的软体机器人变形能力强、人-机-环境共融性好,在工业、医疗、家庭服务等众多领域具有良好的应用前景。软体机器人是本体、驱动、感知等高度集成的新型机电一体化智能系统。软体机器人呈现的诸多新特征给机器人领域的制造、驱动、建模、感知及控制等技术带来了全新的挑战。软质材料3D打印技术与装备的快速发展为软体机器人制造实现提供了有力支撑。首先,介绍了主流软质材料3D打印技术的基本原理与特点,包括熔融沉积成形、直接墨水书写、喷墨打印、光固化成型和选择性激光烧结3D打印技术。然后,针对软体机器人一体化制造发展需求,介绍了多材料3D打印、4D打印、嵌入式3D打印等前沿技术。最后,介绍和分析了国内外基于3D打印技术的软体驱动器和柔性传感器经典案例,结合控制-传感-驱动一体化的类生物结构软体机器人发展需求,预测了未来3D打印技术主要发展趋势与技术挑战。
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关键词
3D打印
软体机器人
一体化制造技术
软体驱动器
柔性传感器
原文传递
尾部带有推进器的水下蛇形机器人的高效运动模式
3
作者
高明
孔德天
+2 位作者
任超
张婧一
马书根
《机器人》
EI
CSCD
北大核心
2023年第4期462-471,共10页
目前水下机器人已经在海洋开发中的探查、监控、搜救和维护等领域广泛应用。而水下蛇形机器人作为多关节、高灵活性的水下机器人,在运动效率、功能执行、环境适应、自主学习等方面相比传统水下机器人更具优势。本文针对一类尾部带有推...
目前水下机器人已经在海洋开发中的探查、监控、搜救和维护等领域广泛应用。而水下蛇形机器人作为多关节、高灵活性的水下机器人,在运动效率、功能执行、环境适应、自主学习等方面相比传统水下机器人更具优势。本文针对一类尾部带有推进器的水下蛇形机器人的运动效率问题,提出了一种结合蜿蜒运动和推进器推进的高效运动模式。首先建立水下蛇形机器人动力学模型。然后通过运输经济度量法来评价蛇形机器人的运动效率,基于此评价方法采用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对3个蜿蜒步态参数(关节运动的幅值、关节运动的频率、关节之间的相位角偏差)和推进器推力共4个运动参数进行仿真优化。优化结果表明,在3种运动模式中:在低速段采用蜿蜒模式效率最高;在中速段,采用蜿蜒运动与推进器推进相结合的混合运动模式效率最优,该情况下不仅能够达到蜿蜒模式难以达到的速度,而且整体的运动效率高于推进器模式;在高速段,仅由推进器提供动力具有最高的运动效率和最大前向运动速度。最后,通过水池实验,验证了所提出的运动模式的有效性,该模式可以最大程度地发挥带有推进器的水下蛇形机器人的运动能力,提高机器人的运动效率,并延长其电池续航时间。
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关键词
水下蛇形机器人
推进器
多目标优化
高效运动
NSGA-Ⅱ
蜿蜒步态
原文传递
题名
水下蛇形机器人关节旋转机构建模与运动分析
1
作者
安晓松
李智卿
马书根
王瑞琳
刘阳
祝华英
机构
北京化工大学信息科学与技术学院
立命馆大学机器人系
北京机电工程总体设计部
出处
《传感器与微系统》
CSCD
北大核心
2023年第4期35-38,42,共5页
文摘
为满足水下蛇形机器人在管道检测、资源勘测的运动灵活性的需求,研发出一种两自由度关节旋转机构。介绍水下蛇形机器人整体设计和两自由度关节旋转机构结构。对关节旋转机构进行简化,建立齿轮传动系统数学模型,分析关节旋转机构的运动表现。建立关节旋转机构三维结构模型,并将简化三维模型导入Adams仿真软件,进行运动仿真,验证在不同角速度下关节旋转机构的运动情况。进行关节旋转机构实物实验,验证其运动实际可行性。实验结果对实现蛇形机器人水下蜿蜒运动具有重要指导意义。
关键词
水下蛇形机器人
关节旋转机构
两自由度
ADAMS仿真
Keywords
underwater snake-like robots
joint rotation mechanism
two-degree-of-freedom
Adams simulation
分类号
TP242.3 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP391.9 [自动化与计算机技术—控制科学与工程]
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职称材料
题名
软体机器人3D打印制造技术研究综述
被引量：
21
2
作者
王永青
邓建辉
李特
刘阔
刘海波
马书根
机构
大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室
立命馆大学机器人系
出处
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第15期186-198,共13页
基金
国家自然科学基金(51805071)
中央高校基本科研业务费(DUT18RC(3)073)
大连市人才专项计划(2019RQ026)资助项目。
文摘
基于弹性、软质材料的软体机器人变形能力强、人-机-环境共融性好,在工业、医疗、家庭服务等众多领域具有良好的应用前景。软体机器人是本体、驱动、感知等高度集成的新型机电一体化智能系统。软体机器人呈现的诸多新特征给机器人领域的制造、驱动、建模、感知及控制等技术带来了全新的挑战。软质材料3D打印技术与装备的快速发展为软体机器人制造实现提供了有力支撑。首先,介绍了主流软质材料3D打印技术的基本原理与特点,包括熔融沉积成形、直接墨水书写、喷墨打印、光固化成型和选择性激光烧结3D打印技术。然后,针对软体机器人一体化制造发展需求,介绍了多材料3D打印、4D打印、嵌入式3D打印等前沿技术。最后,介绍和分析了国内外基于3D打印技术的软体驱动器和柔性传感器经典案例,结合控制-传感-驱动一体化的类生物结构软体机器人发展需求,预测了未来3D打印技术主要发展趋势与技术挑战。
关键词
3D打印
软体机器人
一体化制造技术
软体驱动器
柔性传感器
Keywords
3D printing
soft robot
integrated manufacturing technology
software driver
flexible sensor
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
原文传递
题名
尾部带有推进器的水下蛇形机器人的高效运动模式
3
作者
高明
孔德天
任超
张婧一
马书根
机构
天津大学电气自动化与信息工程学院
立命馆大学机器人系
出处
《机器人》
EI
CSCD
北大核心
2023年第4期462-471,共10页
基金
国家自然科学基金(62073235).
文摘
目前水下机器人已经在海洋开发中的探查、监控、搜救和维护等领域广泛应用。而水下蛇形机器人作为多关节、高灵活性的水下机器人,在运动效率、功能执行、环境适应、自主学习等方面相比传统水下机器人更具优势。本文针对一类尾部带有推进器的水下蛇形机器人的运动效率问题,提出了一种结合蜿蜒运动和推进器推进的高效运动模式。首先建立水下蛇形机器人动力学模型。然后通过运输经济度量法来评价蛇形机器人的运动效率,基于此评价方法采用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对3个蜿蜒步态参数(关节运动的幅值、关节运动的频率、关节之间的相位角偏差)和推进器推力共4个运动参数进行仿真优化。优化结果表明,在3种运动模式中:在低速段采用蜿蜒模式效率最高;在中速段,采用蜿蜒运动与推进器推进相结合的混合运动模式效率最优,该情况下不仅能够达到蜿蜒模式难以达到的速度,而且整体的运动效率高于推进器模式;在高速段,仅由推进器提供动力具有最高的运动效率和最大前向运动速度。最后,通过水池实验,验证了所提出的运动模式的有效性,该模式可以最大程度地发挥带有推进器的水下蛇形机器人的运动能力,提高机器人的运动效率,并延长其电池续航时间。
关键词
水下蛇形机器人
推进器
多目标优化
高效运动
NSGA-Ⅱ
蜿蜒步态
Keywords
underwater snake robot
thruster
multi-objective optimization
efficient motion
NSGA-Ⅱ
lateral undulation gait
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
水下蛇形机器人关节旋转机构建模与运动分析
安晓松
李智卿
马书根
王瑞琳
刘阳
祝华英
《传感器与微系统》
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
2
软体机器人3D打印制造技术研究综述
王永青
邓建辉
李特
刘阔
刘海波
马书根
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
21
原文传递
3
尾部带有推进器的水下蛇形机器人的高效运动模式
高明
孔德天
任超
张婧一
马书根
《机器人》
EI
CSCD
北大核心
2023
0
原文传递
已选择
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引证文献
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