一种基于ARM的仿生偏振光测试系统的研究 被引量：8

1

作者 刘利兵 金仁成 +1 位作者 赵开春 姚弘轶 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第05A期1788-1791,共4页

针对研制仿生导航微纳传感器的需要,设计了一种以光电二极管为光电转换元件、以ARM微处理器为控制核心的仿生偏振光测试系统.分析了仿生偏振光测试的原理,并对测试系统的硬件设计及基于实时操作系统uC/OS-II的软件开发进行了详细的阐述... 针对研制仿生导航微纳传感器的需要,设计了一种以光电二极管为光电转换元件、以ARM微处理器为控制核心的仿生偏振光测试系统.分析了仿生偏振光测试的原理,并对测试系统的硬件设计及基于实时操作系统uC/OS-II的软件开发进行了详细的阐述.该测试系统成功实现了对特定波段(370nm-520nm)的偏振光信号的采集,并利用三路信号进行了定位角度的计算. 展开更多

关键词 仿生导航微纳传感器 偏振光测试 arm uC/OS-Ⅱ

在线阅读 下载PDF 职称材料

芒果采摘包装车机械臂结构设计与分析

2

作者 张春芝 严宇晴 刘世豪 《包装工程》 北大核心 2025年第23期189-196,共8页

目的针对芒果种植区地形复杂、果柄含腐蚀性漆液等问题,设计一款履带式芒果采摘包装车。方法整机由履带行走底盘、三自由度电动缸调平平台、五自由度机械臂及末端执行器构成。采摘包装车的调平平台基于倾角传感器实时维持机械臂基座水平... 目的针对芒果种植区地形复杂、果柄含腐蚀性漆液等问题,设计一款履带式芒果采摘包装车。方法整机由履带行走底盘、三自由度电动缸调平平台、五自由度机械臂及末端执行器构成。采摘包装车的调平平台基于倾角传感器实时维持机械臂基座水平;末端执行器融合鳍条效应四指柔性抓取机构,集成压力传感实现无损抓取,并结合剪切式漆液吸附结构。机械臂通过D-H法建立运动学模型,结合动力学分析优化驱动参数,并进行结构轻量化优化。结果五自由度机械臂实现了结构轻量化,质量减少了13.8%;并且最大变形量为1.978 mm,最大等效应力为35.638 MPa,均满足刚度和强度要求。五自由度机械臂在芒果采摘包装环节具有良好的适应性,对降低人工成本、提升作业效率具有积极作用。结论采摘包装车具备柔性抓取、漆液高效处理及果实初步分类能力,为破解芒果机械化采摘包装难题提供有效的技术方案。 展开更多

关键词 芒果采摘包装车 履带式底盘 机械臂 结构优化 仿生设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

腿臂融合六足机器人仿生设计及分析 被引量：2

3

作者 郑羿 饶思贤 高佳篷 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期545-559,共15页

设计一种新型的腿臂融合仿生六足机器人,首先确定最优的机器人本体构型,从步长、步态以及转弯灵活性方面对两种本体构型进行对比;然后对机器人的不同肢体进行仿生设计。对于腿分支,根据仿生学原理确定了最优的关节转角范围、髋节长度以... 设计一种新型的腿臂融合仿生六足机器人,首先确定最优的机器人本体构型,从步长、步态以及转弯灵活性方面对两种本体构型进行对比;然后对机器人的不同肢体进行仿生设计。对于腿分支,根据仿生学原理确定了最优的关节转角范围、髋节长度以及大小腿节的长度比例,并从工作空间、速度椭圆和力椭圆3个方面评估六足机器人类昆虫式构型和类哺乳动物式构型的运动能力和承载能力,对于腿臂分支,参照人类手臂的关节布局,利用腿臂融合机制设计一种具有五自由度的腿臂分支,可实现腿/臂功能之间的灵活切换;在此基础上,将两者均布在圆周本体上组成了六足机器人的整体构型,最后设计机器人的整体系统,并利用研制的物理样机对机器人的步行功能、操作功能进行实验验证。研究结果表明:该仿生机器人相比于一般的六足机器人具有最优的腿分支拓扑结构,可以根据目标任务不同选择类昆虫构型或者类哺乳动物构型,并且由于类人手臂腿臂融合分支的存在,其不仅可以实现基本的步行功能,而且可实现一定的操作功能,同时完成这两种功能之间的灵活切换。 展开更多

关键词 腿臂融合 六足机器人 仿生设计 步态规划 单腿臂操作

在线阅读 下载PDF 职称材料

气电混合仿生机械臂运动建模及参数辨识

4

作者 赵明阳 谢银辉 +2 位作者 杨进兴 张东东 李俊 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第7期75-80,共6页

为了更好映射人体动作,同时在减轻机械臂自重的基础上提升负载能力,基于人体上肢的肌肉运动机理与骨骼特性,设计一种七自由度气电混合拮抗式仿生机械手臂,采用气动肌腱和伺服关节电机作为驱动源,利用运动学分析机器人末端执行器的位姿... 为了更好映射人体动作,同时在减轻机械臂自重的基础上提升负载能力,基于人体上肢的肌肉运动机理与骨骼特性,设计一种七自由度气电混合拮抗式仿生机械手臂,采用气动肌腱和伺服关节电机作为驱动源,利用运动学分析机器人末端执行器的位姿和关节角度,规划卧推动作运动轨迹,蒙特卡罗法仿真工作空间。搭建气动肌腱性能测试平台,对气动肌腱的拉力、收缩率、气压之间的关系进行数据测试,采用多项式回归拟合模型选择算法进行曲面拟合,建立三种型号的气动肌腱数学模型。通过仿生机械臂利用PID控制器对回归模型验证,腕部和肘部稳定响应角度精度≤±1.0°,臂长1.08 m,臂重≤18 kg。结果表明,该方法能够有效拟合气动肌腱的非线性关系,拟合优度高。 展开更多

关键词 仿生机械臂 气动肌腱 多项式回归拟合 模型选择策略

在线阅读 下载PDF 职称材料

七自由度仿人手臂双臂一体机器人协调运动学研究 被引量：4

5

作者 吴伟国 邓喜君 蔡鹤皋 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期45-47,共3页

双臂避碰、单臂内回避奇异及关节极限是仿人手臂双臂协调主作业实现的首要条件． 由于双臂协调和单臂运动是相关且并行的，所以，提出用对单臂运动学逆解进行修正的方法来得到双臂协调运动学逆解． 通过对双臂上任意臂杆避碰的分析，提... 双臂避碰、单臂内回避奇异及关节极限是仿人手臂双臂协调主作业实现的首要条件． 由于双臂协调和单臂运动是相关且并行的，所以，提出用对单臂运动学逆解进行修正的方法来得到双臂协调运动学逆解． 通过对双臂上任意臂杆避碰的分析，提出了相碰检验条件及避碰附加作业模型，并利用冗余自由度和Ｊａｃｏｂｉａｎ 矩阵的零空间分解得到了双臂避碰附加作业逆解，最后用此逆解修正单臂运动． 本方法对空间机器人双臂手、ｎＤ．Ｏ．Ｆ臂双臂协调运动学研究具有普遍的理论意义和实用价值． 展开更多

关键词 七自由度 双臂协调 仿人手臂 机器人 协调运动学

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于仿生学的上肢机构研究 被引量：7

6

作者 张永军 杨兰生 《机器人》 EI CSCD 北大核心 1998年第1期20-24,31,共6页

本文根据人体上肢的结构原理，提出一种上肢仿生机构，并对其进行了优化设计，运动分析和相应的动力学方程推导，为仿生手的设计提供了理论依据．

关键词 仿生学 上肢机构 机械手

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于虚拟样机技术的机器人机构研究 被引量：5

7

作者 满翠华 张华 +1 位作者 范迅 赵忠辉 《起重运输机械》 北大核心 2006年第7期52-54,共3页

分析了目前仿人机器人研究中存在的问题,提出一种新颖的5自由度手臂机器人方案。该机器人仿人手臂采用模块化设计、电气部分完全内部安装、尽可能减轻机器人负载的设计原则,已经成功应用于自主研制的娱乐机器人中。

关键词 仿人手臂 虚拟样机 ADAMS 机构

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于任务需求的仿生手臂在线协调控制技术 被引量：2

8

作者 苏海龙 张峻霞 +1 位作者 张建国 胡军 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期162-167,共6页

针对仿生手臂在目标任务需求改变后对规划平稳动态过程的需求,提出了实时检测动态参数并将其反馈至前向控制环节进行在线协调控制的算法。该算法以基于Kane方程的仿生手臂动力学模型为基础,能够实现动力学参数值快速在线调控,判断仿生... 针对仿生手臂在目标任务需求改变后对规划平稳动态过程的需求,提出了实时检测动态参数并将其反馈至前向控制环节进行在线协调控制的算法。该算法以基于Kane方程的仿生手臂动力学模型为基础,能够实现动力学参数值快速在线调控,判断仿生手臂目标检测点的动态参数偏差,并据此调节仿生手臂各部分姿态参数,使其能按离线动作规划平稳准确地完成目标任务。采用Matlab的Simulink控制工具箱进行仿真,测评了仿生手臂基于不同目标任务运动过程的生物效能性。实验数据表明,该算法改善了仿生手臂的生物效能性。 展开更多

关键词 仿生手臂 任务需求 在线协调控制 KANE方程 生物效能性

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种形状记忆合金丝驱动的微小型六足机器人 被引量：18

9

作者 李明东 奚汉达 +2 位作者 储金荻 马培荪 程君实 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第10期1426-1429,共4页

为解决有限空间中形状记忆合金 ( SMA)丝驱动的转动关节臂输出角位移不足的问题 ,提出两种方法 :1减小关节的回转半径 ,用富余的输出力补偿输出角位移的不足 ;2在三维可用空间中布置 SMA丝 ,增大 SMA丝的长度 .开发了一种 SMA丝驱动的... 为解决有限空间中形状记忆合金 ( SMA)丝驱动的转动关节臂输出角位移不足的问题 ,提出两种方法 :1减小关节的回转半径 ,用富余的输出力补偿输出角位移的不足 ;2在三维可用空间中布置 SMA丝 ,增大 SMA丝的长度 .开发了一种 SMA丝驱动的六足步行机器人 ,机器人的肢体布局和结构符合仿生学原理 ,轮廓尺寸为 2 5mm× 2 5mm× 2 5mm.并介绍了一种实现该机器人静步态行走的控制策略 . 展开更多

关键词 微型步行机器人 形状记忆合金 仿生学

在线阅读 下载PDF 职称材料

仿生机器蟹样机研究 被引量：20

10

作者 王立权 孙磊 +2 位作者 陈东良 张玲 孟庆鑫 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期591-595,共5页

文中介绍的仿生机器蟹具有8足,24个自由度,基于ARM的双层分布式递阶控制方式,通过多传感器获取环境信息,调节身体的姿态,目标是可以自主地在海滩、礁石区和崎岖不平的环境行走.文中介绍了仿生机器蟹原理试验样机研制的过程和主要研究方... 文中介绍的仿生机器蟹具有8足,24个自由度,基于ARM的双层分布式递阶控制方式,通过多传感器获取环境信息,调节身体的姿态,目标是可以自主地在海滩、礁石区和崎岖不平的环境行走.文中介绍了仿生机器蟹原理试验样机研制的过程和主要研究方法,主要包括生物原形分析、模型的建立、运动学分析、步态问题、机械结构设计、控制系统设计和原理样机的试验等内容.在单步行足的控制实验的基础上,进行了原理样机的整机行走实验研究.仿生机器蟹能够实现前进、后退、横行、转弯等功能,并具有一定的越障能力.进行仿生机器蟹的研究,目地是建立多足步行机器人的研究平台. 展开更多

关键词 机器蟹 多足机器人 仿生学 arm

在线阅读 下载PDF 职称材料

仿生四足机器人嵌入式控制系统设计与实验分析 被引量：7

11

作者 李锦方 王鹏 +1 位作者 俞志伟 戴振东 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第23期87-91,共5页

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,... 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。 展开更多

关键词 仿生四足机器人 arm Cortex—M3 嵌入式控制系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

新型仿生机械臂肩关节运动学仿真分析 被引量：1

12

作者 关天民 李宁 +1 位作者 轩亮 王美令 《大连交通大学学报》 CAS 2018年第1期65-70,共6页

基于仿生学,人体解剖学等基础知识,参照人体肩关节基本运动机理,合理分配自由度及确定各关节运动范围,根据不同关节运动特点选取相应驱动,设计新型肩关节结构.并进行运动学计算,以确定其关节与末端位置相互关系.通过运动学仿真验证运动... 基于仿生学,人体解剖学等基础知识,参照人体肩关节基本运动机理,合理分配自由度及确定各关节运动范围,根据不同关节运动特点选取相应驱动,设计新型肩关节结构.并进行运动学计算,以确定其关节与末端位置相互关系.通过运动学仿真验证运动学理论计算正确,并确定其工作空间及运动轨迹.说明机械臂肩关节结构及尺寸参数设计合理,并为后续动力学分析和控制提供良好基础. 展开更多

关键词 仿生机械臂 肩关节 运动学 仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

形状记忆合金丝驱动的仿生转动关节臂 被引量：9

13

作者 李明东 马培荪 +1 位作者 马建旭 程君实 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第10期1284-1287,共4页

提出了动物关节臂的力学模型，讨论了形状记忆合金（ＳＭＡ）和动物骨骼肌生物力学行为的相似性和力学性能的差异．基于仿生学的原理，研究了用ＳＭＡ丝驱动仿生转动关节的技术．研制了能实现ＳＭＡ感知功能的控制电路和ＳＭＡ丝驱动的... 提出了动物关节臂的力学模型，讨论了形状记忆合金（ＳＭＡ）和动物骨骼肌生物力学行为的相似性和力学性能的差异．基于仿生学的原理，研究了用ＳＭＡ丝驱动仿生转动关节的技术．研制了能实现ＳＭＡ感知功能的控制电路和ＳＭＡ丝驱动的仿生转动关节驱动器，并用该关节驱动器开发了一个两自由度的微型关节臂，该微型关节臂可用于微型步行机器人和人工假肢． 展开更多

关键词 机器人 转动关节臂 仿生学 形状记忆合金丝 驱动

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种嵌入式仿生测角传感器的设计与实现 被引量：5

14

作者 张强 赵开春 +1 位作者 褚金奎 王体昌 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第9期106-108,111,共4页

模仿沙漠蚂蚁复眼的偏振敏感导航定位机理,设计了一种以光电二极管为光电转换元件、以ARM微处理器为控制处理核心的航向角度测量传感器。分析了仿生测角传感器的工作原理,设计了传感器的硬件结构与软件程序,构建了传感器原理样机。利用... 模仿沙漠蚂蚁复眼的偏振敏感导航定位机理,设计了一种以光电二极管为光电转换元件、以ARM微处理器为控制处理核心的航向角度测量传感器。分析了仿生测角传感器的工作原理,设计了传感器的硬件结构与软件程序,构建了传感器原理样机。利用精密转台进行角度输出实验,结果表明:该传感器性能稳定,精度较高,能满足实际导航需求。 展开更多

关键词 仿生视觉 测角传感器 偏振光 arm

在线阅读 下载PDF 职称材料

外骨骼机械手臂的运动分析及伺服控制 被引量：1

15

作者 张志军 王世斌 王利波 《沈阳理工大学学报》 CAS 2013年第1期27-31,共5页

用三维软件UG对外骨骼机械手臂的结构进行设计,根据外骨骼机械手臂结构进行力学分析以及稳定性研究,研制一套可穿戴的外骨骼机械手臂,可实现手臂的负重和残疾人手臂的康复训练;建立机械手臂的物理模型;研究平衡阀和伺服换向阀的工作稳... 用三维软件UG对外骨骼机械手臂的结构进行设计,根据外骨骼机械手臂结构进行力学分析以及稳定性研究,研制一套可穿戴的外骨骼机械手臂,可实现手臂的负重和残疾人手臂的康复训练;建立机械手臂的物理模型;研究平衡阀和伺服换向阀的工作稳定特性。对手臂控制的稳定性做一定分析。研究结果表明,设计的外骨骼机械手臂满足设计要求。 展开更多

关键词 外骨骼 仿生机械手臂 齐次变换矩阵 伺服控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Arduino的智能勘探车的设计 被引量：1

16

作者 刘志君 席文 《辽宁科技学院学报》 2022年第5期25-27,共3页

文章详细介绍了智能小车系统的设计与实现。采用多种传感技术设计了复杂条件下的环境探测与搜救机器人;采用红外技术实现小车自动避障功能;采用超声波技术实现测距的功能;使用蓝牙传感器实现无线遥控小车与上位机通信的功能;采用GPS技... 文章详细介绍了智能小车系统的设计与实现。采用多种传感技术设计了复杂条件下的环境探测与搜救机器人;采用红外技术实现小车自动避障功能;采用超声波技术实现测距的功能;使用蓝牙传感器实现无线遥控小车与上位机通信的功能;采用GPS技术对小车地理位置进行定位并在上位机显示,智能勘探车同时可以实现控制机械手臂清除障碍物的功能。 展开更多

关键词 ARDUINO 智能勘探车 仿生机械臂 自动避障

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于仿生学原理多自由度柔性臂及其控制的研究

17

作者 陈洁 《渤海大学学报（自然科学版）》 CAS 2007年第3期257-259,共3页

基于仿生学原理研究设计了一种新型的气动驱动多自由度柔性臂,通过研究构建了其动力学模型和控制系统模型,为该装置的实际应用奠定了理论基础。

关键词 仿生学 柔性臂 动力学模型 柔性控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

新型四臂扶持式康复机器人设计 被引量：5

18

作者 毛志贤 韦建军 +6 位作者 王春宝 孙正迪 王同 刘铨权 段丽红 王玉龙 龙建军 《广西科技大学学报》 2020年第3期1-7,共7页

针对现有康复机器人以健康者为分析模型,灵活度受到限制,脑卒中患者步态康复效果受限的问题,利用医工结合分析治疗师手臂生理结构,模仿治疗师康复手法,建立治疗师手臂模型,创新设计四臂机器人,测量人体髋部运动空间范围,利用运动学仿真... 针对现有康复机器人以健康者为分析模型,灵活度受到限制,脑卒中患者步态康复效果受限的问题,利用医工结合分析治疗师手臂生理结构,模仿治疗师康复手法,建立治疗师手臂模型,创新设计四臂机器人,测量人体髋部运动空间范围,利用运动学仿真得到机器人运动空间范围.结果表明:设计的四臂康复机器人运动空间远远大于人体髋部运动空间,验证了机构的合理性,实现了治疗师手法步态训练模拟,为后续治疗师手法再现模拟提供了基础. 展开更多

关键词 仿生 四臂康复机器人 协调运动训练

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于串联弹性驱动器的柔顺机械臂设计与仿真 被引量：5

19

作者 梁涛 梁延德 何福本 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第2期145-148,153,共5页

基于串联弹性驱动器(SEA)提出了一种三自由度柔顺机械臂的设计方案,用来模拟人手臂的运动,提高其对环境的适应力,实现良好的柔顺性。利用三维造型软件Inventor建立了三自由度柔顺机械臂的三维模型;针对柔顺机械臂关节提出了一种具有拮... 基于串联弹性驱动器(SEA)提出了一种三自由度柔顺机械臂的设计方案,用来模拟人手臂的运动,提高其对环境的适应力,实现良好的柔顺性。利用三维造型软件Inventor建立了三自由度柔顺机械臂的三维模型;针对柔顺机械臂关节提出了一种具有拮抗形式的弹性驱动方法,采用主动驱动弹簧和被动约束弹簧构成柔性张拉弹簧组合,以模拟肌肉-肌腱组织的收缩运动;通过动力学仿真软件Adams进行了驱动仿真分析和静动态冲击实验,结果表明在受到冲击时,柔性关节可以产生较大的柔性转角并快速衰减到稳定的运动状态,证明了该机械臂可以有效减小冲击,具有良好的柔顺性。 展开更多

关键词 机械臂设计 串联弹性驱动器 动力学仿真 柔顺性

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于气动肌肉仿人肩关节的运动控制 被引量：4

20

作者 洪熠 施光林 《机械与电子》 2009年第4期62-65,共4页

设计了一种使用气动人工肌肉作为驱动器的仿人肩关节实验装置;介绍了气动肌肉对拉关节的原理,设计了仿人肩关节的机械结构,使用PLC、角度位移传感器及高速开关阀搭建了实验装置的气动回路及控制系统,并在此基础上实现了3个自由度的闭环... 设计了一种使用气动人工肌肉作为驱动器的仿人肩关节实验装置;介绍了气动肌肉对拉关节的原理,设计了仿人肩关节的机械结构,使用PLC、角度位移传感器及高速开关阀搭建了实验装置的气动回路及控制系统,并在此基础上实现了3个自由度的闭环位置控制.实验结果表明所设计的仿人肩关节具有较好的定位运动控制效果. 展开更多

关键词 气动肌肉 仿人手臂 PLC 高速开关阀

在线阅读 下载PDF 职称材料