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基于起跳稳定性的仿蝗虫八杆跳跃机器人设计 被引量：1
1
作者 莫小娟 葛文杰 +2 位作者 任逸飞 赵东来 魏敦文 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期41-52,共12页
通过模仿蝗虫起跳过程中的后足胫节末端的直线运动轨迹和起跳稳定性,提出了一种仿蝗虫八杆跳跃机器人设计方法。建立运动学模型并利用天牛须搜索算法对机构的尺寸参数进行优化设计,优化后的八杆跳跃机构的等效胫节末端轨迹和蝗虫后足胫... 通过模仿蝗虫起跳过程中的后足胫节末端的直线运动轨迹和起跳稳定性,提出了一种仿蝗虫八杆跳跃机器人设计方法。建立运动学模型并利用天牛须搜索算法对机构的尺寸参数进行优化设计,优化后的八杆跳跃机构的等效胫节末端轨迹和蝗虫后足胫节起跳过程的末端轨迹吻合,基本为一条斜直线。基于拉格朗日方程对八杆跳跃机构的起跳动力学进行建模,并分析了身体所在杆的质心位置对起跳过程的影响,发现通过增大等效跗节杆的质量能提高起跳动力学稳定性。根据运动学和动力学分析的结果,设计了仿蝗虫八杆跳跃机器人,并利用高速摄像机搭建实验平台记录其起跳过程,验证了等效跗节杆的质量对起跳动力学稳定性具备有效的调节效果。 展开更多
关键词 仿蝗虫 直线轨迹 动力学稳定性 八杆跳跃机构 拉格朗日方程
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仿蝗虫机器人的弹跳腿结构设计与优化 被引量：4
2
作者 王欣 邹光明 +1 位作者 周世凡 王炯 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第A01期126-130,共5页
首先对蝗虫的生理结构及其弹跳腿的组成进行了研究,提出了一种采用不完全齿轮、弹簧、连杆等部件建立的仿蝗虫弹跳机器人结构模型。给出了约束条件,以跳跃距离最大作为优化目标,运用信赖域优化算法对机器人的相关结构参数进行了优化,并... 首先对蝗虫的生理结构及其弹跳腿的组成进行了研究,提出了一种采用不完全齿轮、弹簧、连杆等部件建立的仿蝗虫弹跳机器人结构模型。给出了约束条件,以跳跃距离最大作为优化目标,运用信赖域优化算法对机器人的相关结构参数进行了优化,并确定了其弹跳腿的机构尺寸,优化后的腿部结构尺寸较优化前总体减小了13.33%,同时跳跃距离增大了10.42%。通过ADAMS在蓄能阶段运动的仿真分析,验证了机构设计的可行性,为实现高性能的仿蝗虫弹跳机器人奠定了基础。 展开更多
关键词 仿蝗虫弹跳机器人 弹跳机构 信赖域优化算法 优化仿真
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微小型仿蝗虫机器人设计及其无翻转跳跃运动实现 被引量：1
3
作者 许毅 张雨来 +3 位作者 斯云昊 李昌 黄强 石青 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1-11,共11页
以跳跃类昆虫为仿生对象,研制出一种微小型仿蝗虫机器人,可实现微小尺度下无翻转跳跃运动。通过分析蝗虫后胸跳跃足的骨骼肌肉模型,设计了基于斯蒂芬森六杆机构的仿生跳跃足结构;根据运动学优化六杆参数,解决了跳跃足末端轨迹的非线性... 以跳跃类昆虫为仿生对象,研制出一种微小型仿蝗虫机器人,可实现微小尺度下无翻转跳跃运动。通过分析蝗虫后胸跳跃足的骨骼肌肉模型,设计了基于斯蒂芬森六杆机构的仿生跳跃足结构;根据运动学优化六杆参数,解决了跳跃足末端轨迹的非线性和能量储存受限的问题;利用蝗虫蓄力时海特勒肿块与肌腱锁死实现能量锁存的工作机制,设计了基于棘轮-棘爪机构的锁能与释放装置,实现了机器人蓄力时能量的持续累积锁定,及起跳时的能量瞬时释放;利用动力学分析解算出机器人起跳阶段冲量矩和速度波动角的变化,从理论上验证了本机器人可实现无翻转跳跃的运动特性。最后,通过物理样机实验验证,表明设定胫节与地面夹角75°时,可实现机器人的无翻转、高爆发跳跃,即保持与起跳时一致的空中姿态且跳跃最大高度可达5倍体高。 展开更多
关键词 仿蝗虫机器人 仿生跳跃足 能量转换机制 运动稳定性
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仿蝗虫跳跃机器人弹跳腿分析与设计 被引量：1
4
作者 陈科位 陈殿生 +2 位作者 张自强 沈奇 凌潇 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2015年第10期1127-1130,1135,共5页
为提高小型跳跃机器人的负重能力,设计了一款利用人工肌肉作为动力源的仿蝗虫腿跳跃机器人。观测了蝗虫后腿结构,并利用高速摄像机记录了跳跃过程中后腿关节变化情况。据此模仿蝗虫后腿结构,设计了仿蝗虫跳跃机器人弹跳腿,利用人工肌肉... 为提高小型跳跃机器人的负重能力,设计了一款利用人工肌肉作为动力源的仿蝗虫腿跳跃机器人。观测了蝗虫后腿结构,并利用高速摄像机记录了跳跃过程中后腿关节变化情况。据此模仿蝗虫后腿结构,设计了仿蝗虫跳跃机器人弹跳腿,利用人工肌肉收缩拉动三连杆快速摆动实现起跳。建立了弹跳机构的动力学模型,分析得出影响其弹跳性能的因素。仿真结果表明,该弹跳机构在无额外负重时,跳跃高度可达578mm,在负重1kg情况下,仍能实现约199mm的跳跃高度,且起跳稳定。证明了该机构能实现类似于蝗虫的跳跃,为仿蝗虫跳跃机器人的设计提供了借鉴与参考。 展开更多
关键词 仿蝗虫机器人 弹跳后腿 人工肌肉 模拟仿真
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传统生态治虫技术的再思考——以养鸭治蝗技术为例 被引量：3
5
作者 赵艳萍 卢勇 《农业考古》 北大核心 2012年第1期283-289,310,共8页
以农为本的中国自农业发生以来,虫害问题是最大的障碍之一,数千年来劳动人民与虫害斗争,积累了丰富而实用的除虫技术。时至今日,除虫技术已发展到相当高效、纯熟的地步,大规模化学药剂的使用将虫害的影响降至最低,可人类却因此陷入生态... 以农为本的中国自农业发生以来,虫害问题是最大的障碍之一,数千年来劳动人民与虫害斗争,积累了丰富而实用的除虫技术。时至今日,除虫技术已发展到相当高效、纯熟的地步,大规模化学药剂的使用将虫害的影响降至最低,可人类却因此陷入生态环境的恶性循环中,人类的健康受到严重威胁。 展开更多
关键词 治虫技术 生态环境 治蝗 养鸭 传统 化学药剂 恶性循环 虫害
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