微型空中飞行器——机器昆虫

不久前,美国佐治亚科技大学的科学家们研制出一种称为机器昆虫的微型空中飞行器。该机器昆虫(?)真昆虫一样灵活,会飞、会爬、会游泳。而目前科学家们已经设计出一种MAVs模型,它有一副由“化学肌肉”提供动力的翅膀,可使它像真昆虫一     

螃蟹样的机器人

近日，日本千叶工业大学和L．E.D设计所联合开发出了一种有8只脚的新型移动机器人Halluc-2。这台八脚机器人不仅可以靠轮胎行动．而且能像昆虫和动物那样迈步爬行。作为未来新型载人车辆的概念原型．这台机器人具有变换自如的8只脚．其中的每一只都能分别驱动伸屈变形．以便适应路面状况．真正做到了与环境和谐共存。     

美国研制太空微型“机器虫部队”

美国研制太空微型“机器虫部队”据英国《新科学家》周刊１９９６年３月２３日报道，美国得克萨斯休斯敦约翰逊航天中心正在试验一种由马克·蒂尔登创制的称为“ｐｉｘｅｌｓａｔ”的实验性机器昆虫。这种机器虫仿效昆虫的动作和行为。他制作的最复杂的机器虫仅用１２个晶...     

类圆规双足被动行走模型及其稳定性

研究一种两杆三质点类圆规双足被动行走模型,在行走模型上增加支撑脚横向和纵向两个自由度,以该模型为研究对象,求解被动动态行走步态,并分析其局部和全局稳定性.结果表明当模型的雅克比矩阵最大特征值在单位圆内且初始状态在吸引域内时,行走步态稳定.为理解双足行走的运动机理提供指导,同时也为设计稳定、高效的双足机器人提供分析思路.     

基于脉冲推力作用的双足机器人半被动行走

研究了半被动双足机器人行走过程固定点的全局稳定性问题.使用罗盘机器人模型,在脚与地面冲击前,采用支撑腿的脉冲推力作为行走的动力源.通过引入一个限位器使两腿间的夹角在脚与地面冲击时保持为常数.采用庞加莱映射方法证明了半被动双足机器人行走固定点的存在性及其稳定性.分析了脉冲推力作用方向对双足机器人稳定行走的影响,并讨论了固定点存在的动力学附加条件.针对模型已知和未知2种情况,分别设计了行走控制律.理论分析和仿真结果表明,采用所提出的控制方法,半被动机器人可以在水平面上稳定行走,当脉冲推力作用方向与前腿垂直时控制效率最高.     

美国：自行生长肌肉的微型机器

美国一家实验室研制出一种微型机器，能够凭借自身生长的肌肉行走。这项发明可能被用于研制神经刺激器，使瘫痪病人不用呼吸器就能呼吸：或者用于研制纳米机器人，来清除血管内的脂肪斑。     

深海底采矿机器车控制软件体系结构设计与实现

针对深海底采矿机器车特殊工作环境和特殊工作特性,采用混合体系结构,设计了深海底采矿机器车控制软件体系结构;该结构分为规划层、控制层和执行层.机器车的作业任务被规划为一系列子目标,每个子目标有一个相应的任务监视器,负责安排一套预编程的程序以实现子目标.以行走控制子目标为例,进一步说明了所设计体系结构的可行性.最后,采用VC 语言编制程序,验证了软件体系结构的设计.     

一种新型微型仿生机器鱼控制系统的设计

针对ICPF（ionic conducting polymer film）驱动的微型智能仿生机器鱼进行研究.以鱼类为仿生对象,通过对鱼类游动机理的仿生学研究,设计了鱼形结构的主体框架、两自由度的胸鳍和尾鳍推进机构及基于AVR单片机的机器鱼硬件控制系统.针对微型仿生鱼运动特点,设计了直线巡游和转弯运动等运动模式及自动避障功能.最后建立了仿生机器鱼实验系统,进行了仿生机器鱼驱动性能测试和推进实验,实现了仿生机器鱼的避障功能,验证了系统设计的可行性.     

油浸式变压器微型机器鱼姿态定位

为有效检测大型变压器内部的故障位置和故障类型,利用微型机器鱼对变压器内部进行视觉观测,可较直观地检查变压器内部器件有无异常等。在微型机器鱼检测过程中,如何实现微型机器鱼位姿的准确定位是机器鱼任务完成的关键。针对金属封闭空间内变压器油中微型机器鱼位姿检测的问题,提出了基于声-电位姿定位和惯性导航相结合的联合位姿检测方法。通过分析超声信号在变压器内部及外壳上的传播特性提出了声-电联合定位装置安装方式;基于内嵌式的安装方式设计了声-电联合定位传感器,构建了变压器机器鱼姿态计算数学模型,并对变压器机器鱼姿态定位进行了仿真测试,测试结果表明:基于声-电位姿定位方法并结合构建的变压器机器鱼姿态计算模型,可以实现机器鱼在变压器内的同步定位。     

五花八门的昆虫脚

在生趣盎然的昆虫世界里,昆虫脚的形态和功能可说是五花八门,多种多样.昆虫的脚共有三对,它们分别长在前胸、中胸和后胸的三个胸节上,叫作前脚、中脚和后脚.每个脚又分成好几节,一般由基节、转节、腿节、胫节和跗节组成.由于     

具有手脚融合功能的多足步行机器人结构设计

为了拓展多足步行机器人的应用,开发了具有手脚融合功能的模块化多足步行机器人.该机器人至少1支腿既可以行走又可以抓取物体,具有手脚融合功能.抓取物体时,利用3条腿支撑身体,具有手脚融合功能的腿作为能抓取物体的机械手,行走时该腿就执行脚的功能.机器人由机体模块、行走腿结构模块、手脚融合腿部结构模块、控制模块等组成.各模块之间方便联结与扩展.在物理样机上进行了相关试验,结果表明该机器人能够行走和抓取特定目标物,实现了手脚融合功能.     

步行机相交面运动规划

针对步行机的一般结构特征,提出一种步行机在任意夹角相交面上的运动规划,对其在各种不同情况下的相应运动过程分别进行了分析。根据步行机车体姿态调整能力,以最大调整姿态角和最少相交面落足点变化为优化目标,建立了运动模型,同时确定出最佳初始状态。最后,对几种典型的相交面运动进行了仿真和实验,结果表明,步行机能够成功地实现在不同夹角相交面上的运动。应用该运动规划和优化算法,可以充分发挥步行机灵活的运动能力,大大简化其在相交面上的运动过程。     

Motion speed modulates walking direction discrimination: The role of the feet in biological motion perception

The human visual system is tuned to the motions of biological entities, which provide potentially vital information for survival. The current study examines the interplay between motion speed and motion direction perception. Following a brief presentation of a point-light walker walking straight ahead or slightly leftward or rightward, observers were asked to quickly judge the walking direction (left or right). Participants showed better direction discrimination when the walker walked at a fast pace compared to a natural or slow pace, and this was not simply due to a difference in motion cycles. Moreover, walking direction sensitivity could be enhanced by increasing the feet motion speed alone, so long as the direction of feet movement was consistent with that of the other body parts. These findings demonstrate that our perception of walking direction is influenced by local motion speed, and highlight the role of the feet in biological motion perception.     

被动行走测试系统的建立与实验研究

本文针对平面直腿的被动行走模型,建立了被动行走的测试系统．主要测试的参数为两腿的摆动角速度、角度和足底接触的法向作用力,利用陀螺仪和薄膜力传感器等实验设备可以实现这些参数的测量．同时利用建立的实验系统,可以对被动行走的动力学过程进行研究,得到了被动行走过程中足与地面的接触过程．     

双脚步进式微型机器人系统的研究

模仿人走路的方式，提出一种新的“双脚步进式”微型机器人的进给机构和实现方法，通过对该机器人系统的研制与性能测试，获得了步进精度高，移动范围大，移动速度、方向可调等良好效果。     

Contact mechanics of pad of grasshopper (Insecta: ORTHOPTERA) by finite element methods

During locomotion, insect feet endure dramatic impact force and generate adhesive force which is controlled by the architecture of the foot. The patterns of smooth attachment pads in insect feet vary widely among insect orders and families. The functional significance of the micro-structure and geometric design of insect feet remains largely unknown. In this study, we developed a two-dimensional finite element model of a grasshopper’s attachment pad. Realistic geometric microstructure and material propertie...     

双足机器人快速直线步行的一种步态规划

本文把双足步行机器人简化成五连杆平面模型,提出了用平稳步行和ZMP点的约束条件来解决冗余自由度问题的方法,在此基础上分析了上身躯参数对其初始摆动角和角速度的影响,最后用多项逼近的方法给出了动力学模型的近似解,实现了实时步态规划。     

新型压电行走机构的行走特性

压电行走机构是利用压电陶瓷逆压电效应和谐振特性,将电能转化为机械能的一种新型驱动装置。为避免惯性、摆动、两足移动式压电行走机构运动形式单一问题,研制了一种新型的压电行走机构振动测试系统。通过实验获得了驱动电压、谐振频率、负载载荷、振动角等诸多因素对机构行走速度和在沿行走方向上的驱动力的影响规律。分析显示,行走机构在滑移状态下,行走速度出现最大值,运行平稳;行走装置的后足设置行走轮时,行走状态最好。实验结果为压电行走机构驱动控制系统的设计提供了必要的数据依据。     

微型打印机应用系统字符点阵格式转换技术

为解决微型打印机所要求输送的字符格式与PC机字库中字符格式不同的问题,利用PC机的ASC码和汉字字库,用C语言编程实现字符点阵格式转换,则可直接送微型打印机应用系统打印出各种字符．此方法简单,具有实用价值,已成功应用于一些单片机开发系统。     

小型爬壁机器人系统设计与应用

针对一种小型的双足爬壁机器人,设计开发了基于DSP2812处理芯片的控制系统.该机器人系统采用双足真空吸盘式结构和用3个电机驱动5个关节的欠驱动结构.双足真空吸盘式结构使其可以在光滑的墙面和天棚行走,又能够在交接面之间完成跨步行走.而欠驱动结构减少了电机的数目,从而减小了机器人的尺寸和降低了机器人的质量和能量消耗,但它也给机器人的控制和运动规划带来了新的挑战.已完成的系统设计包括运动模式设计、关节控制、通信模块设计和吸盘足控制等.实验结果证明了所提出方案的可行性.