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面向深空探测的仿生机器人研究综述
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作者 周国华 张斌斌 +1 位作者 涂开武 罗晨阳 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2024年第4期94-107,共14页
介绍了面向深空探测的仿生机器人的仿生原理、构型特征、性能参数等研究情况;对比分析了不同类型仿生结构的优缺点,例如躯体扭动型机器人运动自由度大但控制难度高、成熟度低,而支腿爬行型机器人结构刚度大但运动形式单一;提出了仿生机... 介绍了面向深空探测的仿生机器人的仿生原理、构型特征、性能参数等研究情况;对比分析了不同类型仿生结构的优缺点,例如躯体扭动型机器人运动自由度大但控制难度高、成熟度低,而支腿爬行型机器人结构刚度大但运动形式单一;提出了仿生机器人在深空着陆探测任务中涉及的仿生设计、材料科学、自主性控制等关键技术。在后续研究中,应重点关注能源管理、环境适应性设计等方面。上述研究结果,可为深空探测仿生机器人发展提供参考。 展开更多
关键词 深空探测 仿生机器人 行星表面 极端地形 弱引力 仿生结构
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一种适应月面极端地形六支链轮足机器人设计与步态验证
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作者 崔宇新 韩亮亮 +4 位作者 谷程鹏 徐坤 丁希仑 张玉花 张崇峰 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期21-28,共8页
针对未来月球探测大范围移动、复杂地形进入任务需求,设计了一种六支链轮足复合机器人,可满足可折展、高冗余度、高安全性的月面使用要求;设计了机器人足式、腿式、轮足结合通过极端地形条件的特殊步态,在仿真环境及地面模拟地形条件下... 针对未来月球探测大范围移动、复杂地形进入任务需求,设计了一种六支链轮足复合机器人,可满足可折展、高冗余度、高安全性的月面使用要求;设计了机器人足式、腿式、轮足结合通过极端地形条件的特殊步态,在仿真环境及地面模拟地形条件下对机器人构型及步态设计开展了验证,仿真及试验结果表明,六支链轮足复合机器人对崎岖地形、大障碍地形等复杂地形有较强的适应能力.多种移动模式、灵活步态为未来机器人在月面的多样化应用提供了更大的可能性,可为后续无人及载人月球探测提供方案参考. 展开更多
关键词 月球探测 极端地形 六支链机器人 轮足复合 构型设计 步态规划
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小型星表探测机器人发展现状与趋势 被引量:4
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作者 辛鹏飞 李德伦 +3 位作者 刘鑫 张沛 陈磊 刘宾 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期110-125,共16页
针对深空探测中(尤其是月球、火星和小行星探测)大型着陆探测器对小型移动机器人作为重要科学载荷的需求,综述了国内外小型星表探测机器人领域的发展现状,着重介绍了面向月球探测、火星探测和小行星探测的代表性小型机器人的任务需求、... 针对深空探测中(尤其是月球、火星和小行星探测)大型着陆探测器对小型移动机器人作为重要科学载荷的需求,综述了国内外小型星表探测机器人领域的发展现状,着重介绍了面向月球探测、火星探测和小行星探测的代表性小型机器人的任务需求、基本构型和样机测试情况。在系统总结小型星表探测机器人关键技术及发展趋势的基础上,提出了未来中国在该领域发展、完善的建议。分析表明:月球探测的高研究价值区域多位于崎岖地形中,体积小、运动性能强的轮式、足式机器人受到广泛关注,日本、英国、瑞士等国家已提出多种小型机器人概念,并研发原理样机进行测试试验;针对火星等存在稀薄大气层的星体探测,定位于配置组件的旋翼式无人机已成为国内外关注和研制的重点之一,同时面向特殊极端地形探测的小型轮式、翻滚式机器人也进入到原理样机测试阶段,美国在这些领域均保持突出优势;针对小行星等小质量、弱引力天体探测,小型翻滚式机器人成为其着陆探测的主流,美国开展了原理样机设计与试验,日本通过“隼鸟2号”任务已成功实现在轨应用。 展开更多
关键词 深空探测 星表探测 极端地形 智能机器人 越障能力 翻滚运动
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基于FastSLAM的绳系机器人同时定位与地图构建算法 被引量:4
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作者 王小涛 张家友 +1 位作者 王邢波 韩亮亮 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期179-188,共10页
绳系式移动机器人可用于极端地形的探测,如陡峭斜坡、松软土壤、高耸悬崖、沟壑等。在运动过程中移动机器人的绳索不可避免地与障碍物接触甚至缠绕。由于绳索与障碍物之间的接触点不相互独立以及机器人模型的非线性特性,经典的FastSLAM... 绳系式移动机器人可用于极端地形的探测,如陡峭斜坡、松软土壤、高耸悬崖、沟壑等。在运动过程中移动机器人的绳索不可避免地与障碍物接触甚至缠绕。由于绳索与障碍物之间的接触点不相互独立以及机器人模型的非线性特性,经典的FastSLAM框架不适用于绳索机器人的同时定位和地图创建(SLAM)问题。提出基于改进FastSLAM框架的绳系机器人SLAM算法。在该框架中,分别利用无迹滤波和粒子滤波解决接触点位置估计和机器人位姿估计问题,并利用非线性观测模型的无迹变换来简化粒子权重更新。仿真结果表明,该算法可有效地估计接触点位置,同时提高机器人位姿估计性能。 展开更多
关键词 移动机器人 极端地形 同时定位和地图创建(SLAM) 粒子滤波 无迹变换
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极端地形绳系机器人研究进展 被引量:1
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作者 王小涛 张家友 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第5期1717-1723,共7页
行星表面有探索价值的区域多处于极端地形之中,目前应用于探索该类地形的多为绳系机器人。首先简要评述极端地形绳系机器人的发展现状,依据现有极端地形绳系机器人机构构型的不同,将其划分为4类,分别为腿式、轮式、履带式及复合式,并分... 行星表面有探索价值的区域多处于极端地形之中,目前应用于探索该类地形的多为绳系机器人。首先简要评述极端地形绳系机器人的发展现状,依据现有极端地形绳系机器人机构构型的不同,将其划分为4类,分别为腿式、轮式、履带式及复合式,并分析其优劣所在;其次分析绳系机器人关键技术,即系绳管理技术的发展现状。为了避免系绳缠绕,系绳从最初作为基本组件逐步发展为基于系绳的同步定位与建图(tethered simultaneous localization and mapping,TSLAM)问题,同时讨论了现有方法的局限性及未来可能的发展方向。 展开更多
关键词 极端地形 绳系机器人 系绳管理技术 系绳的同步定位与建图(TSLAM)
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可分离机器人在极端地形探测中的应用研究
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作者 王超 苏云 +1 位作者 郑国宪 宫辉 《深空探测研究》 2013年第1期43-46,共4页
本文主要介绍了一种适用于深空探测中星球表面极端地形探测的可分离式机器人DuAxel,这个机器人由两个独立的Axel巡视器及中央单元组合而成。当机器人移动到火山口、悬崖、陡坡等极端地形附近时,其中一个Axel巡视器叮以与整机分离,依... 本文主要介绍了一种适用于深空探测中星球表面极端地形探测的可分离式机器人DuAxel,这个机器人由两个独立的Axel巡视器及中央单元组合而成。当机器人移动到火山口、悬崖、陡坡等极端地形附近时,其中一个Axel巡视器叮以与整机分离,依靠绳系连接单独在极端地形中执行探测任务;整机仍然定位在极端地形边缘,起到同定、对地通讯、采集太阳能等作用。每个Axel巡视器内部都配备有传感器、执行器、电子器件、电源及探测仪器载荷,巡视器结构坚固且移动灵活,能够克服极端恶劣的地形环境。本文首先总结了当前各类极端地形巡视机器人的发展现状.随后分析了DuAxel机器人的系统设计、工作方式、电子学系统、制动系统等内容。 展开更多
关键词 可分离机器人 极端地形探测 深空探测 巡视器 机器人系统
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