湿吸型仿生六足机器人的设计

基于昆虫湿吸力的理论模型,利用BIOLOID机器人套件设计了一种用于爬壁的仿生六足机器人,参考昆虫足垫特性设计了机器人的湿吸足垫,并基于胶带剥离原理规划了机器人步态及吸附、剥离动作.结果表明:机器人能严格按照三角步态,行走于小于等于50°的坡面,且方向正确、姿态平稳,腿部能顺利吸附、剥离地面;通过对机器人爬坡实验的分析表明:为了增加足垫吸附力,必须选择质地柔软的材料作为足垫,在足垫上雕刻适当深度与密度的凹槽,着地后对足垫施加一定的压力,选用适当浓度的粘液并产生较薄的液体膜.     

基于无线智能控制的六足仿生机器人

传统两足机器人因支撑足数量较少而对工作地面的平整度依赖性高,普通多足机器人又往往存在控制系统过于复杂、多足之间不易协调等缺点。本文采用模块化集成使机器人六足分别固定在两个基于三角平面的模块上,比传统的足式机器人有更好的移动性和稳定性,自动化程度高,具有丰富的动力学特性。它可以较易地跨过比较大的障碍(如沟、坎等),并且机器人足所具有的大量的自由度可以使机器人的运动更加灵活,对凹凸不平的地形的适应能力更强。     

四足机器人刚柔耦合仿生脊柱研究进展

 四足机器人的仿生脊柱对提高机器人非结构化环境的机动性和稳定性具有重要作用。系统分析了国内外四足机器人仿生脊柱的研究现状,将仿生脊柱分为局部柔顺脊柱和整体柔顺脊柱两类,对比分析不同四足机器人仿生脊柱的结构特点,提出未来发展趋势。四足机器人仿生脊柱从传统的整体刚性结构向刚柔耦合结构方向发展,具有类生物变刚度、可柔顺弯曲特性的新型仿生脊柱突破仿生驱动、神经元精细控制等关键技术,向高效能量转换的类生物系统方向发展。     

四足仿生机器人单腿结构设计与仿真

借鉴四足哺乳动物腿部的解剖学成果,确定机器人仿生单腿的3自由度配置。通过对腿部的运动学分析,建立四足机器人单腿运动学方程,仿真分析了足端运动范围,验证腿部结构设计的合理性和有效性。     

仿生四足机器人嵌入式控制系统设计与实验分析

仿生设计一款小型的单腿具有四自由度的仿生四足机器人,开展机器人运动学正逆解分析。基于ARM Cortex-M3内核的嵌入式芯片建立了机器人控制系统。该控制系统以半双工串口通讯方式向各个关节数字舵机发送步态数据包,控制舵机转动角度值,从而精确地控制四足机器人的稳定协调运动。实验结果表明:机器人在行走过程中机身的横滚角、俯仰角、偏航角(RPY角)变化较小,运动较为平稳,验证了机器人运动学正逆解准确性;以及所设计的嵌入式控制系统能较为精确地控制四足机器人运动,实现稳定的四足行走。该小型的嵌入式控制系统具有运算处理速度快、外设可扩展性和存储能力强的优点,满足仿生四足机器人智能算法、低功耗运动要求。     

仿生甲虫六足机器人结构设计与步态分析

在分析仿生甲虫生物原型的特点及运动机能的基础上,进行了仿生甲虫六足机器人的结构设计与样机设计,运用机器人的结构仿生和功能仿生原理,基于甲虫原型设计了六足机器人,给出了每足3自由度的机器人结构。原型样机是以身体纵向中心线为对称的八边形设计,6条腿均布身体两侧,所有腿关节均由伺服电机驱动,关节间连接构件采用性能良好的合成塑料代替金属构件,设计从结构上保证了仿生机器人能够有效地模拟甲虫的运动能力。通过对仿生甲虫机器人三足运动步态,特别是直线行走步态和定点转弯步态的分析,给出了直行和转弯动作时6条腿的末端位置矢量表达式,利用SOLIDWORKS和ADAMS软件进行了机器人运动仿真,结果证明仿生甲虫机器人运动平稳,满足设计要求。     

基于SCS的四足仿生机器人运动仿真平台

SCS(Simulation Construction Set)是Yobotics公司开发的对机械设备、仿生机械系统等复杂的多刚体系统进行运动仿真的软件包.基于SCS开发出一套面向四足仿生机器人的专用运动仿真平台,包括四足仿生机器人机构建模、基于VMC(Virtual Model Control)的动力学建模、地面接触模型及环境建模和数据处理模块设计.利用该仿真平台对一款16自由度四足仿生机器人的动态行走进行了仿真.结果表明:仿真过程流畅、快速、机器人行走平稳,验证了该仿真平台的实用性和可靠性.     

仿生四足机器人对角步态规划及稳定性分析

本文以仿生四足机器人作为研究对象,为改善对角步态的稳定性,提出了通过改变对角步态中支撑足的初始位置来提高机器人运动稳定性的方法。通过支撑足位置参数n来改变其初始支撑位置,仿真表明:n从0开始递增直至0.3,稳定性逐渐提高;在 n=0.3附近翻转角达到最小,机身偏转最小,稳定性最好;n>0.3之后稳定性又逐渐减弱;此外在步态规划中研究发现以复合摆线作为足端轨迹相比于椭圆曲线更有利于机器人行走的稳定性。仿真与实验证明了该方法的准确性以及可行性。因此,通过调整支撑足的初始位置以及选择复合摆线作为足端轨迹能使机器人的稳定性有较大提高,为仿生四足机器人的对角快速稳定行走奠定基础。     

基于力控制模式的四足仿生机器人的动力学仿真

针对四足仿生机器人,研究了基于力控制模式下的四足仿生机器人的动力学仿真实现方法.首先利用虚拟现实建模语言对四足仿生机器人进行仿真模型的建立和有关参数的定义;然后对四足仿生机器人按照空间向量代数建立运动学方程;接着,采用迭代牛顿-欧拉算法对四足仿生机器人进行逆动力学分析,以求得在力控制模式下的动力学仿真所需的各关节驱动扭矩,并建立了基于机器人中间件的动力学仿真系统.最后,通过四足仿生机器人在对角小跑步态下的动力学仿真实验,验证了该方法的有效性和实用性.     

四足机器人气动人工肌肉驱动的仿生柔性机体动力学分析

基于四足生物动态步行时其柔性机体辅助腿机构的运动机理,设计了一种由气动人工肌肉、仿生脊柱、前机体和后机体组成的四足机器人仿生柔性机体.采用几何法分析仿生柔性机体运动学,建立四足机器人转向时仿生柔性机体弯曲角与气动人工肌肉长度变化间的关系,通过控制气动人工肌肉长度以控制机体弯曲.基于浮动坐标法和动量矩定理进行仿生柔性机体刚柔耦合动力学建模,对比分析了不同机体刚度下机体弯曲所需气动人工肌肉驱动力.设计仿生柔性机体弯曲控制实验系统,采用PID控制算法进行机体弯曲实验分析.四足机器人的仿生柔性机体分析,为提高其非结构化环境机动性奠定了基础.     

偏心轮腿六足机器人四足步态规划

提出了一种适用于偏心轮腿六足机器人的直行四足步态规划.以一个运动周期为例,分析了偏心轮腿六足机器人直行过程中5个阶段的运动状态,以及每个运动状态中偏心轮腿步态的参数变化并用状态矩阵加以描述.将该步态用于所设计的偏心轮腿六足机器人,在驱动电机的控制下,能保证机器人的直行前进.     

多足爬壁机器人新型足—掌机构运动学和力解析

本文介绍了一种新型足－掌机构，利用该机构可以解决多足爬壁机器人从地面向壁面过渡行走的难题。通过对机构的运动学正、逆问题的求解，推导出足端的工作空间以及可达的极限位置，同时对机构进行了受力分析，为规划多足爬壁机器人地壁过渡行走、机构参数的选择以及优化设计提供了理论依据。     

长江下游陆生等足目的研究（Ⅱ）：南京陆生等足目记述

记述了采自南京陆生等足目，共７种，隶属４科４属，其中南京球形虫（Ｓｐｈｅｒｉｌｌｏｎａｎｊｉｎｅｎｓｉｓｓｐ．ｎｏｖ．）和老山气肢虫（Ｔｒａｃｈｅｌｉｐｕｓｌａｏｓｈａｎｅｎｓｉｓｓｐ．ｎｏｖ．）为新种，美丽卷甲虫（ＡｒｍａｄｉｌｌｉｄｉｕｍｐｉｃｔｕｍＢｒａｎｄｔ，１８３３）为新记录种．并对新种、新记录种的分类特征、生态习性作了描述和讨论．     

裂足轮虫还是裂足臂尾轮虫

通过分析比较了裂足轮虫(Brachionus diuersicornis)、方型臂尾轮虫(B．quadridentatus)、壶状臂尾轮虫(B．urceus)、矩形臂尾轮虫(B．1eydigi)、萼花臂尾轮虫(B．calyciflorus)等5种轮虫的线粒体细胞色素氧化酶亚基I(COI）的部分序列，并结合4种海水臂尾轮虫的序列数据，用西氏晶囊轮虫(Asplanchna．sieboldi)作外群构建UPGMA树和NJ树，探讨了烈足轮虫的分类学问题，认为将裂足轮虫归属千臂尾轮虫属市为合适。     

陆生等足目第一触角的超微结构

对海蟑螂、光滑鼠妇、糙皮鼠妇、普通卷甲虫、美丽卷甲虫和普通卷甲虫红色变形体等陆生等足目的第一触角，进行了扫描电镜观察、比较。陆生等足目第一触角由４节组成，即底节、基节、中节和顶节。从而纠正了一百多年来公认的２￣３年的描述。底节小，且被基节所遮挡，故有时不易见到，顶节具感觉刺，可能是第一触角的鞭节或退化了的鞭节，第一触角存在着种间差异性和种内稳定性，并且感觉功能。     

自然地形下六足步行机器人基于落足点的位姿调整策略

以搭载双目视觉系统的六足步行机器人HITCR-II为研究对象,根据选取的落足点,设计了机器人兼顾运动效率和稳定性的位姿调整策略。通过足端轨迹规划和机器人逆运动学算法求得各个关节的运动轨迹,在Adams中对机器人在自然地形中行走过程进行了运动学仿真实验。实验结果表明,使用该位姿调整策略,能够使六足步行机器人HITCR-II实现在自然地形下的高效稳定地运动。     

足动式健身鼠标的设计

电脑的广泛使用在给人提供便利的同时,也给人的身体造成了巨大的伤害。双手超负荷工作,双脚长期得不到运动,十分不利于身体健康,为此设计研发一款足动式健身鼠标。这款鼠标的工作平台从桌面移到了地面上,并且在鼠标表面上按照足底的穴位安装了红外线,同时将滚轮加宽改造成有突起的按摩滚。对称式设计可以方便双脚交替进行,平衡肢体的工作量。达到减轻双手负担,按摩健身的目的。     

四足步行机伺服系统的稳定性分析

在用模拟电路实现的四足步行机伺服系统中,为了保证步行机能按较高速度运行,伺服系统往往需有一段时间工作在饱和状态.本文用第二方法对伺服系统工作在线性区域和饱和区域进行了分析,提出了一种新的函数,从理论上说明了系统结构和参数选择的正确性和系统的大范围稳定性.     

偏心轮六足机器人爬坡稳定性分析

研究了一种偏心轮构造的六足机器人,介绍了其基本的机械结构,并使用稳定锥方法对其建立了爬坡时的运动模型以及力学约束.设计了一种呈波浪形式的爬坡步态,对这种运动模式下的机器人最易倾翻的姿态进行了分析,结合其机械结构特征,使用稳定锥方法验证了机器人运行的稳定性,求出了机器人爬坡时的坡度临界角,并进行了仿真和实物实验验证.在采用此机械结构以及使用相应的爬坡步态的情况下,机器人能够有较好的爬坡表现,实验环境中测得机器人稳定爬坡角度最大可至33°左右.      

足正面颠球部位标准化的研究

本人在足球脚背正面颠球教学时,发现同学颠球部位略有不同,颠球质量相差甚远,为此对国内多所高校中足球专选同学脚背正面颠球之部位进行了调查并分别用各种颠球部位进行了实验研究,通过对实验结果的整理、分析以及对相关文献的查阅和专家访谈,发现脚背正面颠球时采取不同部位进行颠球对体能消耗、足球稳定性、踢球准确性和稳定性等多方面存在明显影响,希望本研究能够引起足球教学、教练人员的重视,为提高我国足球事业做出努力。