灾后救援显神威

<正>从蜥蜴到跳跃机器人由美国加州大学柏克利分校生物学家和工程师组成的研究团队发现,蜥蜴在跳跃过程中能够通过摆动尾巴在空中保持平衡而安全着陆,即使在滑倒和绊倒时也能成功,避免因为前移距离控制不当而与树相撞。从蜥蜴尾巴获得灵感,科学家们发明了一款名叫"Tailbot"的跳跃机器人。它在跳起来之后,总能保持正确的落地姿势。如果是以头朝上脚向下从空中落下,"Tailbot"跳跃机器人就会     

漫游澳洲

<正>考拉、鸭嘴兽、伞蜥蜴、袋食蚁兽……Key正将这些小动物的习性——记录到笔记本上。这时,一只色彩斑斓的"大鸟"从空中飞过,Key被深深地吸引住了。     

蜥蜴的防卫攻略

世界上蜥蜴的种类约有4000多种,分为16个科,包括鬣蜥、避役（俗称＂变色龙＂）、巨蜥、壁虎等。一年级的小朋友从《小壁虎找尾巴》的课文里就可以领教壁虎如何断尾求生的本领。绝大多数蜥蜴都具备这种本领，只不过新生的尾巴仅由软骨支撑，断尾前尾巴里的尾椎骨是无法再生的，     

蜥蜴不得已才断尾

蜥蜴在受到突然袭击时,常常忍痛断其尾,然后趁袭击者正在迷惑不解之际逃之天天。科学家认为,蜥蜴断尾是它防御手段中的最后一招,实属万不得已。那么,对于蜥蜴来说,失去尾巴意味着什么呢?     

基于探索者平台的多足仿生机器人实验研究

随着仿生机器人技术的不断进步,其应用领域越来越多。以"探索者"模块化机器人平台为基础,探索多足仿生机器人的运动控制规律,首先,对探索者机器人实验平台的组成进行了介绍;其次,根据仿生机器人的行走原理来构建仿生四足机器人3D模型,并进行实物搭建;最后,通过对蜥蜴的肢体运动规律进行研究,利用编程实现机器人对蜥蜴步态的模拟。     

仿生轻量化柔性水上滑行机器人的设计

本设计仿照蛇怪蜥蜴水上行走机理,建立仿蛇怪蜥蜴水上行走机器人及其外界环境整个系统数学模型,搭建机器人的控制系统,完成整个机器人的样机,最后对仿蛇怪蜥蜴水上行走机器人进行了户外水上行走的实验,测定了水上行走过程中的相关数据。     

空中机器人(UAV)轨迹规划设计与仿真

研究空中机器人(UAV)的轨迹规划,使空中机器人(UAV)可以在顺利躲避障碍物的前提下从初始点到目标点。通过对空中机器人(UAV)的轨迹环境采用栅格化处理,在基于栅格划归的轨迹环境下运用蚁群算法寻求空中机器人(UAV)从初始点到目标点的最短路径,并在MATLAB中进行轨迹仿真。经过轨迹仿真,可以明显证明基于蚁群算法的空中机器人(UAV)可以寻求一条从初始点到目标点的最短路径。     

跳跃机器人各关节的动力学仿真分析

基于跳跃机器人在越障方面优于轮动或爬行机器人的特点,设计了一个三关节跳跃机器人,并建立了简化的机构模型.从分析力学的角度对机器人进行运动分析,采用拉格朗日法建立了站立相和腾空相的动力学方程,并用Matlab对动力学方程进行了数值仿真.仿真结果表明各关节在电机驱动下有小幅度振动.这一结果说明在研究跳跃机器人的稳定性时,要解决各关节小幅度振动问题.     

蛇尾巴的功能

蛇的尾巴有长有短,有粗有细。生活在丛林中的蛇尾巴又细又长,生活在丘陵山区的蛇尾巴相对粗短,生活在荒漠中的蛇尾巴短而钝,穴居的蛇尾巴大都已退化,生活在海洋中的蛇尾巴均呈侧扁状。蛇的尾巴千姿百态,到底都有什么功能呢?运动功能我们知道蛇是从蜥蜴类进化而来的,当它的四肢退化后,蛇尾巴便替代了部分四肢的功能。盲蛇形状如蚯蚓,主要营穴居生活,行动迟缓,尾巴极短已失去存在的意义。蛇在运动时尾巴起平衡身体、协调运动和改变运动方向的作用。纤细的蛇尾巴就像人的手指一样,非常灵活。树栖的绿瘦蛇,尾巴的长度几乎相当于头和躯干的一半。…     

平面单腿关节型跳跃机器人建模及步态规划

为研究平面单腿关节型跳跃机器人的建模和步态规划问题,首先运用拉格朗日动力学方程推导了该机器人的解析动力学模型;然后提出一种单质心的机器人模型来进行跳跃步态规划,同时,在Matlab Simulation环境中建立包括地面模块的SimMechanics模型,使其成为平面单腿关节型跳跃机器人的仿真平台;最后,通过对给定参数的跳跃机器人3种模型的仿真及结果比较,说明以上这些模型的有效性与关联性。结果表明,平面单腿关节型跳跃机器人的3种模型协作能够满足其运动仿真和研究需求。     

基于SLIP模型的液压驱动单腿机器人竖直跳跃控制

针对液压驱动足式机器人竖直跳跃控制,提出一种基于SLIP竖直跳跃动力学模型实现液压驱动机器人竖直跳跃的控制策略。分析SLIP竖直跳跃动力学模型并求解其动力学微分方程得到质心运动轨迹,将关节型单腿机器人竖直跳跃髋部的运动轨迹映射到SLIP模型质心的运动轨迹,通过机器人运动学逆解得到机器人关节运动轨迹,以此驱动关节运动;同时建立关节型单腿机器人竖直跳跃动力学方程和液压驱动执行器动力学方程,应用MATLAB/Simulink软件进行动态跳跃控制仿真并进行样机试验。研究结果表明:基于SLIP竖直跳跃动力学模型的控制策略可实现液压驱动单腿机器人持续稳定的竖直跳跃,为足式机器人动态步态行走控制研究提供参考。     

单足弹跳机器人弹跳机构设计与弹跳动力学分析

为了阐明弹跳机器人弹跳运动,包括弹跳的必要条件、弹跳高度等,基于仿生学原理、通过模仿青蛙的跳跃,本文设计并制作了一种结构简单、新颖的弹跳机构.通过将其简化成双质量弹簧模型,得出其能实现跳跃时弹簧所需储存的最小能量.在此基础上进一步推导出双质量弹簧系统在空中阶段质心和底座重心运动的规律.仿真结果表明,弹跳腿所能储存的能量超过其跳起的必要条件,从而进一步说明该设计是可行的.     

具有柔性关节的四足机械腿设计与分析

为解决四足机器人驱动单元功率密度低的问题,借助串联弹性机构的能量放大作用,设计出一款具有串联弹性、适用于四足机器人腿部构型的电驱动柔性关节,并据此柔性关节设计制作了具有柔性特性的四足机器人单腿样机.为研究柔性机械腿能量运用情况,提出一种简化的柔性单腿跳跃模型,对单次跳跃过程中从屈膝静止到跳离地面过程建立了运动学微分方程,应用解析法进行求解,分析了串联弹性能量放大作用在足式机器人中的应用,同时通过分析驱动单元功率曲线,揭示了能量放大实现机理.利用足式机器人单腿垂直跳跃实验平台完成单腿样机跳跃过程的初步实验,验证了柔性在四足机械腿中的能量放大作用.     

巨龙国度

正如果穿越回1亿年前的地球,那时陆地上的统治者是成群的恐龙。而恐龙中的王者,就是脖子和尾巴长长、身体笨重的蜥脚类恐龙。先跟几位"嘉宾"打招呼吧。别急着为霸王龙打抱不平,先听听古生物学家是怎么说的。蜥脚类恐龙长着蜥蜴一样的脚,是有史以来最大、最重的陆地动物。这些巨龙称霸时间超长,生存年代从三叠纪晚期开始,直到白垩纪结束,而霸王龙只蹦跶了几百万年就和所有其他恐龙一起灭绝了。巨龙家族成员还特别多,沉重的脚步曾经震撼了每一块     

腿型跳跃机器人控制系统设计与实现

为了研究跳跃机器人的运动性能和控制方法,介绍了一种双关节腿型跳跃机器人系统的特点,并根据其功能要求提出了机器人控制系统的设计目标．据此设计并实现了以TMS320F2812为核心的控制系统,针对相应的功能完成了各功能模块的设计及软硬件实现．最后在试验平台上进行了相关试验,试验结果表明该控制系统的性能指标能够满足对跳跃机器人进行实时控制的要求．     

沧龙的祖先是蜥蜴吗？

绳龙是沧龙的祖先，它们是晚侏罗纪到中白垩纪生活在欧洲的一种水生蜥蜴。成年绳龙体长可达1米，尾巴扁平，但还没有进化出像它们的后裔沧龙那样的鳍状肢。     

跳跃机器人浮动基动力学模型及试验

研究了平面腿型跳跃机器人浮动基动力学模型的建立、仿真及试验问题.将跳跃机器人模型抽象成由三根均质连杆组成的平面跳跃机构,建立3个坐标系研究跳跃运动的变约束性.分别对支撑相和腾空相的运动模型进行分析,建立了Lagrange动力学方程.由于支撑相足尖与地面满足Pfaffian约束,因此将机器人足尖平移坐标与关节变量统一作为广义坐标,建立显含力约束的跳跃机器人浮动基动力学模型.确定跳跃运动约束方程和相互识别条件.通过仿真和样机试验说明了跳跃机器人浮动基动力学模型的正确性.     

对仿猫跳跃机器人起跳过程中腰部作用的分析

家猫灵活善跳,分析其跳跃规律可为腿型跳跃机器人的设计提供灵感。以能模拟家猫跳跃的仿猫机器人为模本,对其进行结构简化并进行动力学和运动学分析,得到其腰部力矩随时间变化规律,以此分析其腰部在起跳过程中的作用。从能量角度分析起跳时腰部初始夹角与到达特定起跳姿态机构所需做功关系,并对比了有无腰部辅助跳跃时的区别。分析结果说明了腰部在起跳准备阶段的姿态调整对提高效率的作用,证明了有腰部辅助跳跃的机构相比于无腰部辅助跳跃的机构更加灵活高效。     

仿青蛙跳跃机器人的动力学分析

设计了一种仿青蛙跳跃机器人,该机器人以跳跃能力突出的青蛙为原型设计机械结构,以气动人工肌肉作为其驱动器.这样使得整部机器人的结构接近生物青蛙,具有较高的隐蔽性,能够满足军事侦察等任务的要求.但是,由于仿生结构的复杂性给运动学和动力学的分析带来了困难.运用拉格朗日法对机器人在不同的跳跃阶段进行动力学分析,得出每个跳跃阶段的动力学方程.并利用AD-AMS和Matlab联合仿真的方法对得到的动力学方程进行验证,其结果说明了分析的正确性.这为后续研究工作奠定基础.     

树障清理机器人的设计与实现

针对环境复杂的区域,高大树木、复杂地形等问题容易造成用电危险,而传统的人工清理树障的方法易造成安全事故,我国现有研发的机器人具有空中姿态控制不稳定以及数据传输不稳定等问题,对树障清理空中机器人进行了设计和实现.该机器人的结构组成主要包括多旋翼无人机、控制系统、远程监控系统、通信系统和刀具装置.通过确定地面坐标系和无人机坐标系的关系,建立空中机器人的动力学模型.充分考虑环境等因素对空中机器人传感器采集数据的影响,建立了传感器的数据融合算法,对传感器采集数据进行处理.采用PID(Proportion Integral Differential)控制方法对空中机器人的姿态控制器进行设计.为了验证该树障清理空中机器人的性能,对其进行了姿态控制试验和树障清理试验.试验结果表明机器人的姿态控制响应时间较短,最短可达1.2 s.在进行树障清理时,最大可清理树障直径约为4 cm,切割最长时间为3 s.