仿生機(jī)器蟹前肢結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度評(píng)估開題報(bào)告-文庫吧
2025-04-25 12:48 本頁面
【正文】 在海底進(jìn)行水雷搜索和引爆的作業(yè)。機(jī)器龍蝦是一種八足水下步行機(jī)器人。如圖 12 所示。它包括 4 8 英寸的殼體，殼體由 8 條 3 自由度腿驅(qū)動(dòng)，能夠浮游與爬行，頭部裝有 2 個(gè)鉗子，起到液動(dòng)控制舵的作用，尾部伸出 8 英寸長的水流動(dòng)力控制平面來保持穩(wěn)定。機(jī)器龍蝦靠 8 條腿行走，每條腿以 3 個(gè)關(guān)節(jié)為基礎(chǔ)進(jìn)行基本的動(dòng)作，關(guān)節(jié)的動(dòng)作采用肌肉型驅(qū)動(dòng)器 (用形狀 記憶合金鎳欽諾做成的力可恢復(fù)型人造肌肉 )，采用基于神經(jīng)元環(huán)路的控制器來控制。該控制器采用了一套決定機(jī)器龍蝦行為的行為庫，行為庫是基于圍繞決定機(jī)器龍蝦行動(dòng)的一組狀態(tài)變量而組織的命令。同時(shí)它也能承載用于銷毀水雷的傳感器和少量炸藥。 圖 12 機(jī)器龍蝦 德國的 Fraunhofer Institut Antonome intelligente Systeme(Ais)也在美國 DARPA 的資助下進(jìn)行該方面的研究。他們研制的是一種以蝎子為生物原型的八足仿生步行機(jī)器人“ SCORPION”，機(jī)器人總長 52cm，寬 40cm，高 23cm，總重 (包括 的蓄電池以及通訊設(shè)備和傳感器 )。每一條足為 3 關(guān)節(jié)，每個(gè)關(guān)節(jié)由 6W 的 24V 直流電機(jī)通過大傳動(dòng)比齒輪副驅(qū)動(dòng)?！?SCORPION”采用 CPG 與反射方式相結(jié)合的運(yùn)動(dòng)生成模式，能夠?qū)崿F(xiàn)狹小環(huán)境中的多向行走功能。 美國麻省理工學(xué)院研制出一種仿昆蟲的多足步行機(jī)器人 — “埃爾瑪”，它是一種形似蝗蟲的智能多腦機(jī)器人。它的特點(diǎn)在于能夠由感應(yīng)的信息直接導(dǎo)致類似人類條件反射活動(dòng)的反應(yīng)。它的每條腿上都有自己獨(dú)立的人造神經(jīng)系統(tǒng)，它的智力水平與昆蟲大致相當(dāng)，它是目前世界上步行智能機(jī)器人中最先進(jìn) 的。 國內(nèi)對(duì)多足步行機(jī)器人的研究是在上個(gè)世紀(jì)八十年代末九十年代初起步的。北京航空航天大學(xué)于上個(gè)世紀(jì)九十年代初研制過一臺(tái)仿牲畜的四足步行機(jī)器人，它采用液壓驅(qū)動(dòng)，每條足有二個(gè)自由度，總重約二噸。 中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所與長春光機(jī)所于 1989 年 3 月共同研制了“海蟹號(hào)”六足步行機(jī)器人。它采用的是極坐標(biāo)的具有 25 個(gè)自由度的六足機(jī)構(gòu)，潛水深度為 300 米，重 噸。 清華大學(xué)在 1990 年研制出了一臺(tái) WQ– II 型全方位四足步行機(jī)器人，各足沿圓周均勻分布，每條腿三個(gè)自由度，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)， 大小腿垂直布置。在此樣機(jī)基礎(chǔ)上做了直走，橫走各種步態(tài)和轉(zhuǎn)彎等各種實(shí)驗(yàn)研究。 上海交通大學(xué)曾研制了一種形狀記憶合金絲驅(qū)動(dòng)的微小型六足機(jī)器人，它的行走機(jī)構(gòu)重 平均行走速度為 1mm/s，采用 電源，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、小巧、輕便。該學(xué)校還研制出了一種仿哺乳動(dòng)物的關(guān)節(jié)式四足步行機(jī)器人“ TJUWM– III”，它能以對(duì)角線步態(tài)行走，在足底安裝了 PVDF 測(cè)力傳感器。在上位機(jī)中利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)力反饋信息進(jìn)行處理，調(diào)整步行參數(shù)，提高了步行的穩(wěn)定性。 此外，燕山大學(xué)、北京航空航 天大學(xué)、上海交通大學(xué)、沈陽自動(dòng)化研究所等對(duì)多足步行機(jī)器人的有關(guān)理論做過深入的研究。 現(xiàn)代仿生學(xué)與機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合的研究和應(yīng)用已經(jīng)得到了各國相關(guān)研究人員和專家的極大關(guān)注，取得了大量可喜成果和積極進(jìn)展，主要集中在以下幾個(gè)方面開展廣泛和深入的研究。 機(jī)器人的自由度越多，機(jī)構(gòu)越復(fù)雜，必將導(dǎo)致控制系統(tǒng)的復(fù)雜化。復(fù)雜大系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)不能全靠子系統(tǒng)的堆積，要做到“整體大于組分之和”同時(shí)要研究高效優(yōu)化的控制算法才能使系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)處理能力。 在仿生機(jī)器人的設(shè)計(jì)開發(fā)中
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