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蛇形机器人的机构设计及运动分析 被引量：7
1
作者 张玲玲 曲泽超 《机电工程》 CAS 2012年第5期512-515,共4页
蛇形机器人以其独特的身体结构和运动形式能够适应各种复杂环境。为了验证蛇形机器人的运动能力,设计了一种前进中可做周期性运动的蛇形机器人,重点讨论了其关节机构的设计和运动原理;通过建立蛇形机器人运动的数学模型,并结合其运动的... 蛇形机器人以其独特的身体结构和运动形式能够适应各种复杂环境。为了验证蛇形机器人的运动能力,设计了一种前进中可做周期性运动的蛇形机器人,重点讨论了其关节机构的设计和运动原理;通过建立蛇形机器人运动的数学模型,并结合其运动的周期性,详细分析了三连杆模型的运动步态特性。研究结果表明,三连杆运动步态提高了蛇形机器人的运动能力。 展开更多
关键词 蛇形机器人 周期性运动 关节设计 三连杆 运动步态
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十字轴万向节式蛇形机器人机构设计 被引量：4
2
作者 毛湘宇 李青松 施明銮 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2013年第5期8-11,共4页
在研究高冗余自由度蛇形机器人自由度的计算方法时,发现当蛇形机器人所有舵机均带有负载时,蛇形机器人的自由度数等于舵机的总数。为实现高冗余自由度蛇形机器人的多种运动模式,提出了一种新型的关节连接方式——十字轴万向节连接方式,... 在研究高冗余自由度蛇形机器人自由度的计算方法时,发现当蛇形机器人所有舵机均带有负载时,蛇形机器人的自由度数等于舵机的总数。为实现高冗余自由度蛇形机器人的多种运动模式,提出了一种新型的关节连接方式——十字轴万向节连接方式,它由机械结构中经常用到的十字轴万向节演变而来,使每个体节具有了2个自由度,并且实现了2个动力输出轴的完全正交。该结构使得蛇形机器人的运动更加灵活且运动控制更为方便,适合机器人实验教学的需求。 展开更多
关键词 蛇形机器人 自由度 十字轴万向节
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欠驱动蛇形机器人轨迹跟踪算法
3
作者 吕翔 许彦阳 +1 位作者 秦国栋 吉爱红 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期407-414,共8页
蛇形机器人由于其狭长的机械臂和超冗余自由度,在复杂极端环境中具有优越的灵活性。本文在欠驱动蛇形臂机器人的结构基础上,提出了基于等效杆长和等效虚拟关节的两种轨迹跟踪算法,实现蛇形臂机器人对目标曲线的跟踪,满足蛇形臂机器人的... 蛇形机器人由于其狭长的机械臂和超冗余自由度,在复杂极端环境中具有优越的灵活性。本文在欠驱动蛇形臂机器人的结构基础上,提出了基于等效杆长和等效虚拟关节的两种轨迹跟踪算法,实现蛇形臂机器人对目标曲线的跟踪,满足蛇形臂机器人的运动控制需求。最后,设计了臂长1075 mm包含7关节单元的蛇形机器人样机,并进行了轨迹跟踪实验,结果表明蛇形机器人可轻松穿过直径90 mm以上的狭小管道。运动过程平稳、无振动,验证了轨迹控制算法的正确性和结构设计的合理性。 展开更多
关键词 欠驱动 蛇形机器人 分层驱动 轨迹跟踪 虚拟关节
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人工肌肉多自由度弯曲柔性关节的仿生蛇形机器人 被引量：3
4
作者 章军 须文波 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2006年第3期337-340,共4页
设计了一种由气体驱动的波壳伸缩式人工肌肉的、多方向弯曲的柔性关节,阐述了由此弯曲关节为基础的模块、及由多模块构成的蛇形机器人的设计思路.此关节原理采用万向节为柔性骨架,弹性的波壳受气压后轴向膨胀作为肌肉动力.给出了柔性关... 设计了一种由气体驱动的波壳伸缩式人工肌肉的、多方向弯曲的柔性关节,阐述了由此弯曲关节为基础的模块、及由多模块构成的蛇形机器人的设计思路.此关节原理采用万向节为柔性骨架,弹性的波壳受气压后轴向膨胀作为肌肉动力.给出了柔性关节的简单结构、蛇形机器人的基本构造、接受与控制系统的硬件组成,气体驱动系统的原理图以及旋转配气阀的结构. 展开更多
关键词 蛇形机器人 柔性关节 多自由度弯曲 驱动系统
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蛇形机器人的运动控制研究 被引量：3
5
作者 张莹 李彬艳 +3 位作者 姜宇 欧思程 赵弈博 向玲 《湘潭大学自然科学学报》 CAS 北大核心 2014年第3期100-104,共5页
蛇形机器人具有很高的运动稳定性和环境适应性,非常适应于不确定性及复杂的环境中工作,如地震救援、火灾以及其他自然灾害等等.该文研究了一种正交模块组成的蛇形机器人,采用PXA270芯片作为主控制器和AVR128单片机作为从控制器,实现了... 蛇形机器人具有很高的运动稳定性和环境适应性,非常适应于不确定性及复杂的环境中工作,如地震救援、火灾以及其他自然灾害等等.该文研究了一种正交模块组成的蛇形机器人,采用PXA270芯片作为主控制器和AVR128单片机作为从控制器,实现了主从分布式控制.在简化的Serpentine曲线基础上,研究了由离散关节组成的蛇形机器人控制,最后得到机器蛇运动时各个关节电机相应的旋转角度和旋转速度,并通过安装超声波传感器测距实现了自主避障.实验结果表明方案是可行和可靠的. 展开更多
关键词 蛇形机器人 正交关节 主从控制 Serpentine曲线 自主避障
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一种拉线式蛇形机器人设计与研究 被引量：2
6
作者 焦海坤 张添一 谢哲东 《中国农机化学报》 北大核心 2018年第8期33-36,共4页
蛇形机器人属于智能机器人的一种。通过对生物蛇的身形结构、爬行方式进行分析,对超冗余自由度进行合理匹配。提出一种拉线控制关节蛇形机器人,选择十字轴关节俯仰和侧航两个自由度并简化关节结构,具备空间灵活性强,响应快,成本低等优... 蛇形机器人属于智能机器人的一种。通过对生物蛇的身形结构、爬行方式进行分析,对超冗余自由度进行合理匹配。提出一种拉线控制关节蛇形机器人,选择十字轴关节俯仰和侧航两个自由度并简化关节结构,具备空间灵活性强,响应快,成本低等优点。对运动控制系统进行初步设计,本着模块化、轻量化设计理念,对关节和驱动单元模块进行结构设计,并利用CATIA软件对整体机进行虚拟装配姿态仿真,测出实现蛇形机器人三维运动的所需主要尺寸参数,对质量进行估算。 展开更多
关键词 蛇形机器人 结构设计 拉线 十字轴关节
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水压蛇形灭火机器人中水压自伺服摆动缸运动特性的研究 被引量：1
7
作者 梅鹏 蒋林 +4 位作者 赵慧 晏晚君 胡金 邹竞刚 吴若麟 《液压与气动》 北大核心 2014年第8期26-31,共6页
针对蛇形灭火机器人中,直流电机输出力矩小,液压驱动系统易燃等缺点,设计出一种水压自伺服摆动缸作为蛇形灭火机器人的驱动装置,以解决蛇形灭火机器人驱动力不足和阻燃性不好等问题。通过建立水压自伺服摆动缸的数学模型,得到了系统的... 针对蛇形灭火机器人中,直流电机输出力矩小,液压驱动系统易燃等缺点,设计出一种水压自伺服摆动缸作为蛇形灭火机器人的驱动装置,以解决蛇形灭火机器人驱动力不足和阻燃性不好等问题。通过建立水压自伺服摆动缸的数学模型,得到了系统的传递函数。通过MATLAB的Simulink仿真模块对该模型进行了动态特性仿真分析。仿真结果表明,水压自伺服摆动缸动态响应快、跟随性准确而稳定,而且抗干扰能力强,总体性能较好。 展开更多
关键词 水压自伺服摆动缸 水压灭火机器人 蛇形机器人关节 动态特性分析
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一种PR结构蛇形机器人的结构优化设计 被引量：1
8
作者 李永梅 张卫芬 迟英姿 《电子机械工程》 2015年第1期61-64,共4页
根据仿生蛇多冗余、多自由度的特点,提出了PR结构蛇形机器人机械机构。该机构的主要特点是关节机构的模块化,每个关节具有3个自由度,关节结构中采用了弹簧零件,每个关节有2个电机。在电机没有力作用的情况下,弹簧通过预紧力恢复至初始位... 根据仿生蛇多冗余、多自由度的特点,提出了PR结构蛇形机器人机械机构。该机构的主要特点是关节机构的模块化,每个关节具有3个自由度,关节结构中采用了弹簧零件,每个关节有2个电机。在电机没有力作用的情况下,弹簧通过预紧力恢复至初始位置,不需要电气和程序控制,大大简化了操作流程。蛇体运行更加贴合外环境表面,增加了其执行任务过程中的稳定性。突破性实现了轴向伸缩、背部腹部弯曲等功能体态。 展开更多
关键词 PR结构 蛇形机器人 关节结构 轴向伸缩
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基于新型渐开线球形齿轮的蛇形机器人设计分析 被引量：1
9
作者 王树凤 崔国臣 +1 位作者 张玉峰 王万振 《机械传动》 北大核心 2019年第1期69-74,共6页
提出一种基于新型渐开线球形齿轮的蛇形机器人模型。首先介绍了蛇形机器人的结构和工作原理,分析了3D打印渐开线球形齿轮的啮合特点,对由偏摆单元以及驱动单元组成的偏摆角度及位置实时可控的单骨节进行设计分析,再对5骨节的蛇形机器人... 提出一种基于新型渐开线球形齿轮的蛇形机器人模型。首先介绍了蛇形机器人的结构和工作原理,分析了3D打印渐开线球形齿轮的啮合特点,对由偏摆单元以及驱动单元组成的偏摆角度及位置实时可控的单骨节进行设计分析,再对5骨节的蛇形机器人位置坐标进行分析,最后对单骨节和蛇形机器人的运动进行仿真以及单骨节实物的运动模拟和实验,结果表明设计可行有效。 展开更多
关键词 蛇形机器人 渐开线球形齿轮 3D打印 骨节运动
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蛇形机器人桥梁缆索攀爬步态控制研究 被引量：16
10
作者 魏武 孙洪超 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1230-1236,共7页
使用基于迭代链拟合与关键帧提取的蛇形机器人缆索攀爬步态生成方法,对一种正交关节蛇形机器人桥梁缆索攀爬步态控制进行了研究。该方法可建立蛇体骨干曲线定向位移与底层驱动器输入之间的联系,可将传统的骨干曲线法和控制函数法两种步... 使用基于迭代链拟合与关键帧提取的蛇形机器人缆索攀爬步态生成方法,对一种正交关节蛇形机器人桥梁缆索攀爬步态控制进行了研究。该方法可建立蛇体骨干曲线定向位移与底层驱动器输入之间的联系,可将传统的骨干曲线法和控制函数法两种步态生成方法的优点有效地结合。使用该方法生成步态既可直观地得到骨干曲线的形状及运动趋势,又可得到以关节号和时间为变量的控制函数。该方法可有效提高蛇形机器人桥梁缆索攀爬的安全性、步态灵活性,同时,也便于控制底层驱动器。最后,通过实验验证了所提出方法的有效性。 展开更多
关键词 蛇形机器人 正交关节 迭代链拟合 关键帧提取 螺旋攀爬步态控制
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