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足式机器人马蹄型仿生足设计及垂向动力学研究
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作者 吕娜 宋延松 +1 位作者 刚宪约 柴汇 《山东理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2025年第2期37-43,共7页
针对足式机器人行走垂向缓冲及越沙防陷的需求,借鉴马蹄高负载、广适应的生物特征,提出一种集金属靴、橡胶蹄球和可更换蹄掌为一体的马蹄型仿生足结构。在充分考虑足部结构自身材料非线性和接触非线性的基础上,对比分析了仿生足静刚度... 针对足式机器人行走垂向缓冲及越沙防陷的需求,借鉴马蹄高负载、广适应的生物特征,提出一种集金属靴、橡胶蹄球和可更换蹄掌为一体的马蹄型仿生足结构。在充分考虑足部结构自身材料非线性和接触非线性的基础上,对比分析了仿生足静刚度、动刚度、冲击特性及越沙防陷等垂向动力学性能。结果表明,仿生足能够有效缓冲行进过程中的足部冲击,外凸内凹的蹄掌设计能确保机器人具有良好的越沙性能,马蹄型仿生足垂向动力学性能总体优于原始足。 展开更多
关键词 仿生足 垂向动力学性能 足式机器人 缓冲性能 越沙性能
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仿生人体足部行走特性的两足机器人足部设计 被引量:3
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作者 胡小春 张召 葛鹏 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第2期202-205,共4页
人体足部的触地模式和结构柔性是人体行走平稳的重要特征和保障。研究论述在双足行走机器人足部设计中仿生人体足部特征对提高其行走平稳性的作用机制,并提出一种基于直线驱动、具有空间三并联五杆柔性机构的机器人仿生足部。参照人体... 人体足部的触地模式和结构柔性是人体行走平稳的重要特征和保障。研究论述在双足行走机器人足部设计中仿生人体足部特征对提高其行走平稳性的作用机制,并提出一种基于直线驱动、具有空间三并联五杆柔性机构的机器人仿生足部。参照人体足部行走实验的位移和形变数值,进行了仿生机器人足部的强度设计和柔性设计。通过有限元分析,对仿生足部在全足支撑相位的柔性、强度和触地受力情况进行了验证。 展开更多
关键词 仿生足部 触地方式 结构柔性 三并联五杆柔性机构 全足支撑相
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足式机器人脚的仿生结构设计 被引量:1
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作者 卢松明 郭策 戴振东 《机械制造与自动化》 2012年第6期160-161,164,共3页
基于蝗虫脚掌在与接触面间接触时能够实现稳定附着这一优异性能,并参照轮胎中轮辋与胎圈的结合技术,设计了一种新型的具有花瓣型结构的仿生机器人脚,为机器人脚的研制提供了一种新的思路。
关键词 蝗虫 机器人脚掌 仿生设计
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爬壁机器人尖爪型仿生脚掌设计 被引量:5
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作者 管兴伟 张昊 +1 位作者 吉爱红 戴振东 《机电工程》 CAS 2009年第2期1-3,8,共4页
为了设计出适合爬壁机器人使用的脚掌,对大黄蜂等昆虫的足掌结构进行了研究,同时对几种爬壁机器人脚掌结构进行了对比分析,采用了带有尖爪的仿生脚掌结构。该脚掌利用尖爪实现抓附,并由一根柔索传递驱动力;根据大黄蜂跗节链的运动机理... 为了设计出适合爬壁机器人使用的脚掌,对大黄蜂等昆虫的足掌结构进行了研究,同时对几种爬壁机器人脚掌结构进行了对比分析,采用了带有尖爪的仿生脚掌结构。该脚掌利用尖爪实现抓附,并由一根柔索传递驱动力;根据大黄蜂跗节链的运动机理设计了脚掌关节、脚掌跗节和脚掌尖爪,并辅以有限元法对其强度进行计算校核。实验结果表明,该尖爪型仿生脚掌可以实现多足爬壁机器人在粗糙壁面上稳定、可靠地爬行。 展开更多
关键词 仿生设计 爬壁机器人 脚掌结构 有限元法
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尺蠖式仿生微型机器人的结构和致动机理研究
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作者 李宇鹏 孙洪胜 单彦霞 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1423-1427,共5页
提出并设计了一种新型偏动式双程SMA驱动器,以此驱动器为基础研发出一种靠交替摩擦自锁方式行走的尺蠖运动式仿生微型机器人。提出一种四杆机构无关节新型腿,这种新型腿可以有效改变SMA驱动器输出力的方向。分析了四杆机构新型腿的摩擦... 提出并设计了一种新型偏动式双程SMA驱动器,以此驱动器为基础研发出一种靠交替摩擦自锁方式行走的尺蠖运动式仿生微型机器人。提出一种四杆机构无关节新型腿,这种新型腿可以有效改变SMA驱动器输出力的方向。分析了四杆机构新型腿的摩擦自锁机理,并求解出腿实现摩擦自锁的条件,使微型机器人能可靠地实现摩擦自锁作用下的稳步行进。阐述了新型微型机器人的定向运动机理,对微型机器人的尺蠖式收缩和伸张运动规律、步幅、频率等进行了分析及求解。 展开更多
关键词 仿生微型机器人 SMA驱动器 尺蠖运动 四杆机构腿 摩擦自锁
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一种新型竞赛四足仿生机器人的研发设计 被引量:2
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作者 杨要恩 吴松 +1 位作者 刘明治 王志伟 《电子器件》 CAS 北大核心 2020年第5期1185-1190,共6页
针对全国大学生机器人大赛Robtac机器人对抗赛的比赛规则,设计研发了一种四足船足棘铲仿生机器人系统。该系统包括机械机构和控制系统两大部分。采用三维建模软件Solidworks设计了一种新颖的电机可控升抬棘铲机构作为攻击机构,该机构还... 针对全国大学生机器人大赛Robtac机器人对抗赛的比赛规则,设计研发了一种四足船足棘铲仿生机器人系统。该系统包括机械机构和控制系统两大部分。采用三维建模软件Solidworks设计了一种新颖的电机可控升抬棘铲机构作为攻击机构,该机构还可作为机器人登上高台时的前支点;并设计了一种新颖的船足电机控制驱动式四足双向行走机构。采用STM32单片机对所设计的机器人车辆进行加速向左转和减速向左转、加速向右转和减速向右转、加速直行和减速直行、加速后退和减速后退等运动控制。采用软件对所设计的船足机器人进行直线往返模拟测试、左转右转模拟测试。模拟测试结果表明:直线前进后退运动灵活,步行速度快,可达到为50 cm/s,比履带式及轮胎式机器人运行速度快;地形适应性强、转弯速度可达到45 cm/s。在2019年全国大学生机器人比赛中获得二等奖的好成绩。 展开更多
关键词 仿生机器人 船足 棘铲 单片机控制 电机控制
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基于慧鱼技术的四足仿生机器人设计 被引量:1
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作者 高晗 吴鑫辉 +2 位作者 蔡常荣 郭可奇 马婧鑫 《机电工程技术》 2023年第8期114-117,共4页
为了提高运载工具应对相对困难的道路条件的能力,满足特定的功能要求,避免恶劣的工作环境对人体造成的损害,现在经常使用移动机器人来实现工作目标或执行人体难以独立完成的任务。基于仿生学的原理,在分析四足步行动物运动机理的基础上... 为了提高运载工具应对相对困难的道路条件的能力,满足特定的功能要求,避免恶劣的工作环境对人体造成的损害,现在经常使用移动机器人来实现工作目标或执行人体难以独立完成的任务。基于仿生学的原理,在分析四足步行动物运动机理的基础上,对四足仿生机器人的步态运动原理进行了分析,采用SolidWorks软件设计三维模型,采用UGNX软件对机器人腿部连杆机构和足部轨迹进行了运动学模拟仿真和分析,并利用软件和硬件的结合开发了控制程序,如慧鱼ROBO PRO可视化编程软件和TXT控制板,并采用慧鱼创意组合模型方式,搭接出四足仿生机器人实物,并进行了一系列步行实验。从结构设计、步态规划以及系统仿真和实物构建等各种方面,探索研究一般意义上的四足仿生机器人系统的设计和实现方法。目前已经实现了四足仿生机器人的前进、后退、前后俯仰、左右侧倾、避障并重新规划路线等动作。 展开更多
关键词 仿生机械 四足仿生机器人 足端运动学仿真 慧鱼组合模型
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仿生足式管道机器人结构设计 被引量:2
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作者 郭霆 王毅 +2 位作者 王策 刘帅克 刘书豪 《科技创新导报》 2022年第3期41-45,共5页
随着城市不断发展,原始管道与新增管道组成了规模庞大复杂的管网,使得管道管理、养护等方面问题突出。长期布置在地下的管道存在大量对人体有害气体,若其出现断裂损坏,不仅不利于人工进行排查,还会对环境造成污染。基于上述原因,本文拟... 随着城市不断发展,原始管道与新增管道组成了规模庞大复杂的管网,使得管道管理、养护等方面问题突出。长期布置在地下的管道存在大量对人体有害气体,若其出现断裂损坏,不仅不利于人工进行排查,还会对环境造成污染。基于上述原因,本文拟设计一仿生足式管道机器人,用于地下管道破坏点的检测与排查,利用红外线摄像头或者声波盘查管道损坏处并对机器人各个关节尺寸进行了设计,并校核机械结构强度,使得机器人能够独立行走进行勘测。 展开更多
关键词 仿生足 管道机器人 结构强度 环境勘测
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一种适应火星主要地形的航天器仿生足设计
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作者 徐杰 徐雄 +2 位作者 左堃罡 夏善涛 许可 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2023年第5期69-77,共9页
火星地形以大面积的沙漠和崎岖陡峭的山地为主,传统火星车容易陷入沙土或难以翻越障碍。为提高火星探测任务的成功率和探索范围,文章设计一种适应火星主要地形的航天器仿生足。该仿生足兼顾沙漠和山地,具备大面积多弧形足底的柔性垫,可... 火星地形以大面积的沙漠和崎岖陡峭的山地为主,传统火星车容易陷入沙土或难以翻越障碍。为提高火星探测任务的成功率和探索范围,文章设计一种适应火星主要地形的航天器仿生足。该仿生足兼顾沙漠和山地,具备大面积多弧形足底的柔性垫,可有效在沙漠中起到防滑防陷的作用;还具备可多向安装的仿生钩爪,支持足式火星机器人攀越崎岖山地。开展多弧形柔性足垫在沙地中的受力分析,论证其优越的防滑防陷功能。构建钩爪与大倾角地形作用的球接触力学模型,分析总结其在不同角度下建立有效抓附效果的规律。制作足部实物进行性能测试,得到了单足最佳钩爪的配置为6根钩爪,弯曲角为125°。开展足式火星机器人的运动仿真试验,验证了仿生足的越野性能和减震性能。试验结果和理论分析表现一致,仿生足具备针对火星探测的应用前景和研究价值。 展开更多
关键词 火星机器人 仿生钩爪 多弧形底面足部 接触力学分析 抓附力测试
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基于Arduino智能仿生机器人的研究 被引量:3
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作者 陈可飞 匡丛维 杨春柳 《价值工程》 2018年第24期115-119,共5页
文章是基于基本的仿生学原理,依据自然界中六只脚的蜘蛛为基本原型和其基本的运动形态设计出一种仿生机器人,该机器人可以很多复杂的环境中进行运动和完成相应的工作要求。机器人的外观零件结构是采用铝片分割设计而成的,机器人主控制板... 文章是基于基本的仿生学原理,依据自然界中六只脚的蜘蛛为基本原型和其基本的运动形态设计出一种仿生机器人,该机器人可以很多复杂的环境中进行运动和完成相应的工作要求。机器人的外观零件结构是采用铝片分割设计而成的,机器人主控制板是Arduino开源平台,以Arduino Mini USB版32路舵机控制板作为从控制核心板,用MG996R模拟舵机来做每只脚的连接点,采用三角步态的运动方式,在主控芯片的控制下可以让机器人完成一些基本的运动。实验结果表明,该构造的六足机器人能够很好的维持躯体的稳定性,使得自身在运动的过程中更加平稳,而且其适应环境的能力比较强,可以在光滑、崎岖、丛林的环境中运动,具有很高的实用价值。 展开更多
关键词 六足机器人 运动步态分析 仿生原理 MG996R舵机 ARDUINO 32路舵机控制器 DHT11
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仿蝗虫脚掌的机器人脚结构设计及其优化 被引量:8
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作者 卢松明 郭策 戴振东 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第26期2463-2468,共6页
基于蝗虫脚掌有利于稳定附着的主要几何形态和材料特性,设计了一种新型具花瓣型结构的机器人仿生脚掌结构,并利用非线性有限元方法对其进行了接触力学和抓地性能分析.同时,利用快速成型法制备了机器人仿生脚掌试样,对其进行摩擦性能实验... 基于蝗虫脚掌有利于稳定附着的主要几何形态和材料特性,设计了一种新型具花瓣型结构的机器人仿生脚掌结构,并利用非线性有限元方法对其进行了接触力学和抓地性能分析.同时,利用快速成型法制备了机器人仿生脚掌试样,对其进行摩擦性能实验,以验证有限元分析结果的可靠性,并在此基础上进一步对脚掌结构进行优化设计.研究结果表明,仿蝗虫脚的机器人脚掌结构具有优良的地面抓附能力.在保证机器人脚一定承载能力的条件下,花瓣数目越少,机器人脚掌的抓地性能越好. 展开更多
关键词 蝗虫 机器人脚掌 仿生设计 有限元
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