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基于混合地图的护理机器人室内导航方法
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作者 张立志 殿 刘维惠 《北京航空航天大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期991-1000,共10页
护理机器人在室内三维结构化环境下进行导航时,面临着三维建图计算量大且地图中缺乏语义信息的缺点。提出了基于点和平面特征的混合地图构建方法,结合点和平面在地图构建中的优势,并基于该混合地图搭建室内导航系统。首先,快速地提取特... 护理机器人在室内三维结构化环境下进行导航时,面临着三维建图计算量大且地图中缺乏语义信息的缺点。提出了基于点和平面特征的混合地图构建方法,结合点和平面在地图构建中的优势,并基于该混合地图搭建室内导航系统。首先,快速地提取特征点和特征平面,使用解释树的方法进行数据关联,并使用平滑建图工具构建因子图,进行机器人位姿和路标的联合优化,改进并更新混合地图。然后,搭建室内导航系统,实现了三维障碍物检测、路径规划与运动控制。最后,在走廊环境下进行了室内导航实验,并以由激光雷达构建的二维栅格地图为参考,分析了地图构建效果和机器人定位精度,证明了基于混合地图的室内导航系统在室内结构化环境下的优势。 展开更多
关键词 护理机器人 室内导航 同步定位与建图 数据关联 障碍物检测 路径规划
机器人安全性研究现状及发展趋势 被引量:1
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作者 赵京 张自强 +2 位作者 郑强 殿 桂顺 《北京航空航天大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期1347-1358,共12页
随着机器人逐渐应用于生产生活的各个领域,安全性也成为了机器人研究的重要方向之一。根据安全性研究目标对象的不同,分别从机器人自身安全性和交互安全性两方面概述了国内外研究现状,分析了机械结构与控制算法对提高机器人安全性所起... 随着机器人逐渐应用于生产生活的各个领域,安全性也成为了机器人研究的重要方向之一。根据安全性研究目标对象的不同,分别从机器人自身安全性和交互安全性两方面概述了国内外研究现状,分析了机械结构与控制算法对提高机器人安全性所起到的作用。在此基础上,分析了目前研究还存在结构设计过于传统、对突发情况判断能力较弱、复杂条件下控制柔顺性不足等问题,限制了机器人的推广应用。指出了机器人安全性的研究正向着刚柔混合一体化机构、准确快速的环境判断、良好的柔顺控制的方向发展。 展开更多
关键词 机器人安全性 自身安全性 交互安全性 结构设计 柔顺控制
利用示教学习的移动机械臂轨迹避障算法 预览
3
作者 刘维惠 殿 张立志 《哈尔滨工程大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第9期1546-1553,共8页
了提高服务机器人的环境适应性和减轻操作者的控制负担,本文提出了一种利用示教学习的轨迹修正算法。利用动态动作基元模型,生成与示教轨迹形状相似的新轨迹。进而提出改进的距离加权k-近邻算法,实现移动机械臂末端轨迹形状的局部修正... 了提高服务机器人的环境适应性和减轻操作者的控制负担,本文提出了一种利用示教学习的轨迹修正算法。利用动态动作基元模型,生成与示教轨迹形状相似的新轨迹。进而提出改进的距离加权k-近邻算法,实现移动机械臂末端轨迹形状的局部修正。本文设计了避免相邻有效训练数据丢失的在线更新方法,并在人机交互系统上进行避障和实时性测试。实验结果证明了本文提出的轨迹避障算法具有对新任务的适应能力,不同场景下的避障决策能力和在线修正能力,从而保证友好、流畅的人机交互过程。 展开更多
关键词 服务机器人 示教学习 人机交互 移动机械臂 轨迹避障 在线修正 K-近邻算法 动态动作基元
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基于云计算的陪护机器人设计与实现 预览 被引量:1
4
作者 赵林山 殿 《机器人技术与应用》 2017年第1期29-35,共7页
本文基于云计算领域的云基础设施服务和云软件服务,设计了陪护机器人控制系统软件结构,以满足居家老人与远方子女沟通与陪伴的需求,并针对开放式互联网无连接、无状态、内网访问限制等问题设计基于lSON的实时消息传输机制,保证机器... 本文基于云计算领域的云基础设施服务和云软件服务,设计了陪护机器人控制系统软件结构,以满足居家老人与远方子女沟通与陪伴的需求,并针对开放式互联网无连接、无状态、内网访问限制等问题设计基于lSON的实时消息传输机制,保证机器人运动的实时控制和信令的可靠传输,子女可以随时随地控制机器人在家中进行运动并观察周围的环境信息。系统采用智能语音交互技术和友好的操作界面,机器人也可为老人提供生活服务和娱乐功能,减少老年人的孤寂感。本文对陪护机器人的整体框架以及各系统的组成和内部实现机制进行详细介绍,最后通过测试实验证明了陪护机器人系统的可行性。 展开更多
关键词 陪护机器人 云计算 远程控制 智能交互
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面向工程教育的STEP教学模式 被引量:2
5
作者 于靖军 郭卫东 殿 《高等工程教育研究》 CSSCI 北大核心 2017年第4期73-77,共5页
工程教育要永远面向工程实践。在新时代的工程教育改革和工程认证大环境下,从中国的国情、校情出发,借鉴CDIO等国内外先进的教育理念,提出了对工程教育具有普适性的STEP教学模式。为此,对STEP的内涵以及STEP与工程认证、STEP与CDIO之间... 工程教育要永远面向工程实践。在新时代的工程教育改革和工程认证大环境下,从中国的国情、校情出发,借鉴CDIO等国内外先进的教育理念,提出了对工程教育具有普适性的STEP教学模式。为此,对STEP的内涵以及STEP与工程认证、STEP与CDIO之间的关系进行了阐述;考虑STEP教学模式在课程群以及本研一体化等方面的可扩展性,提出了STEP BY STEP的教学模式。其中,单一课程中的STEP教学模式强调项目训练、软件使用、理论教学与实验教学等教学环节之间的有机融合;课程群或本研一体化系列课中更强调知识体系的关联性、项目设置的层次性与不同软件工具的无缝连接,做到真正意义上的STEP BY STEP(进阶)。近5年,两种层次的STEP教学模式在机械原理、精密机械设计等少数课程中进行尝试,取得了良好的教学效果。教学实践验证了STEP教学对工程教育的有效性。 展开更多
关键词 工程教育 STEP CDIO 工程认证 本研一体化
新型缓冲腿结构设计及性能分析
6
作者 张自强 殿 科位 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2091-2098,共8页
腿部结构是实现仿生蝗虫跳跃机器人良好缓冲性能的重要组成部分,因此对其进行结构设计及分析具有重要的意义。为实现更好的着陆缓冲性能,基于蝗虫腿部生理结构和现有仿生串联腿的结构形式,设计了一种新型的用于跳跃机器人的缓冲腿。在... 腿部结构是实现仿生蝗虫跳跃机器人良好缓冲性能的重要组成部分,因此对其进行结构设计及分析具有重要的意义。为实现更好的着陆缓冲性能,基于蝗虫腿部生理结构和现有仿生串联腿的结构形式,设计了一种新型的用于跳跃机器人的缓冲腿。在对缓冲腿的力学性能进行分析的基础上,根据缓冲性能评价原则,对结构参数进行了分析及优化,并对同时处于最优状态下的新型缓冲腿和原有仿生串联缓冲腿的缓冲性能进行分析比较。相对于原有仿生串联缓冲腿,改进后的新型缓冲腿受到地面作用力的幅值减小了25.3%,储能能力提高了34.6%。这为仿生蝗虫跳跃机器人及其他着陆机构的研制提供了依据。 展开更多
关键词 仿生机器人 缓冲腿 结构设计 参数优化 性能分析
翅膀对仿蝗虫机器人空中姿态影响分析 被引量:2
7
作者 科位 殿 +1 位作者 张自强 张本光 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期165-171,共7页
为验证蝗虫通过翅膀不对称运动进行空中姿态调整机理,设计了仿蝗虫空中姿态调整机器人系统,通过曲柄摇杆机构实现翅膀拍动。分析了机构特性,建立了翅膀拍动模型,计算了不同拍动频率、不同拍动幅值下翅膀受力及力矩情况,分析了左右翅膀... 为验证蝗虫通过翅膀不对称运动进行空中姿态调整机理,设计了仿蝗虫空中姿态调整机器人系统,通过曲柄摇杆机构实现翅膀拍动。分析了机构特性,建立了翅膀拍动模型,计算了不同拍动频率、不同拍动幅值下翅膀受力及力矩情况,分析了左右翅膀同步拍动与异步拍动时对机体产生的影响。最后,搭建了实验验证平台,实验结果表明,左右翅膀的同步拍动不会引起机体姿态较大变动,而两侧翅膀拍动相位的不同将引起机体来回摆动,拍动幅值的不同将引起机体的滚转运动,且拍动频率越高,机体滚转越明显。证明了蝗虫利用翅膀不同步运动进行空中姿态调整机理的正确性,也为仿蝗虫机器人空中姿态调整设计提供了依据。 展开更多
关键词 仿蝗虫机器人 空中姿态调整 仿生机构 翅膀不同步拍动 影响分析
人机协作下的机械臂轨迹生成与修正方法 被引量:3
8
作者 刘维惠 殿 张立志 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期504-512,共9页
针对日常生活中多障碍物环境下的服务机器人机械臂轨迹规划问题,提出了一种人机协作下的轨迹生成与修正方法.首先,基于动态动作基元(DMP)模型,设计了一个能生成与示教轨迹形状相似的路径的方法.该方法针对多自由度耦合产生的轨迹形状... 针对日常生活中多障碍物环境下的服务机器人机械臂轨迹规划问题,提出了一种人机协作下的轨迹生成与修正方法.首先,基于动态动作基元(DMP)模型,设计了一个能生成与示教轨迹形状相似的路径的方法.该方法针对多自由度耦合产生的轨迹形状畸变问题,通过将3维目标点投影于示教轨迹平面,再利用罗德里格旋转公式生成3维路径,保证了生成轨迹在各个方向都具有较稳定的形状特征.其次,针对存在多种形状障碍物的复杂操作环境,提出了通过插入交互点对轨迹形状进行修正的方法.并采用双抛物线插值算法使修正后的轨迹平滑.最后,基于人机协作的思想,在ROS(robot operating system)环境下搭建一个交互界面.从而操作者能够直观地辅助机械臂完成无障碍物和有障碍物的情况下的末端轨迹生成和修正.实验结果验证了该方法的直观性和灵活性,该方法适用于具有多种障碍物的复杂日常环境. 展开更多
关键词 人机协作 机械臂 轨迹生成 避障 人机交互界面 服务机器人
养老院安全监护系统软件的设计与实现 预览
9
作者 曾炳霖 殿 +2 位作者 王敏 赵林山 孙振 《机器人技术与应用》 2016年第5期27-33,共7页
本文针对养老院内老人的监护需求,设计了基于Windows操作系统的针对养老机构的安全监护系统上层软件。应用该软件并配合底层报警设备,护理人员可以实时监测到老人的离床信息,洗手间报警信息,大小便检测信息以及位置报警信息。该系... 本文针对养老院内老人的监护需求,设计了基于Windows操作系统的针对养老机构的安全监护系统上层软件。应用该软件并配合底层报警设备,护理人员可以实时监测到老人的离床信息,洗手间报警信息,大小便检测信息以及位置报警信息。该系统采用RS232串口与底层系统通信,包括实时监控、报警查询、数据管理三个功能模块。本文对安全监护系统软件的总体架构与各模块实现进行详细介绍,并搭建模拟底层系统与上层软件进行测试,验证了该监护系统软件的可靠性。 展开更多
关键词 机器人 养老 安全监护 上层软件 数据管理
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仿蝗虫跳跃机器人弹跳腿分析与设计 预览
10
作者 科位 殿 +2 位作者 张自强 沈奇 凌潇 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2015年第10期1127-1130,1135共5页
为提高小型跳跃机器人的负重能力,设计了一款利用人工肌肉作为动力源的仿蝗虫腿跳跃机器人。观测了蝗虫后腿结构,并利用高速摄像机记录了跳跃过程中后腿关节变化情况。据此模仿蝗虫后腿结构,设计了仿蝗虫跳跃机器人弹跳腿,利用人工肌肉... 为提高小型跳跃机器人的负重能力,设计了一款利用人工肌肉作为动力源的仿蝗虫腿跳跃机器人。观测了蝗虫后腿结构,并利用高速摄像机记录了跳跃过程中后腿关节变化情况。据此模仿蝗虫后腿结构,设计了仿蝗虫跳跃机器人弹跳腿,利用人工肌肉收缩拉动三连杆快速摆动实现起跳。建立了弹跳机构的动力学模型,分析得出影响其弹跳性能的因素。仿真结果表明,该弹跳机构在无额外负重时,跳跃高度可达578mm,在负重1kg情况下,仍能实现约199mm的跳跃高度,且起跳稳定。证明了该机构能实现类似于蝗虫的跳跃,为仿蝗虫跳跃机器人的设计提供了借鉴与参考。 展开更多
关键词 仿蝗虫机器人 弹跳后腿 人工肌肉 模拟仿真
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仿生机器人研究现状与发展趋势 预览 被引量:65
11
作者 王国彪 殿 +1 位作者 科位 张自强 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第13期27-44,共18页
仿生机器人是指依据仿生学原理,模仿生物结构、运动特性等设计的性能优越的机电系统,已逐渐在反恐防爆、太空探索、抢险救灾等不适合由人来承担任务的环境中凸显出良好的应用前景。按照工作环境可将仿生机器人分为陆面仿生机器人、空中... 仿生机器人是指依据仿生学原理,模仿生物结构、运动特性等设计的性能优越的机电系统,已逐渐在反恐防爆、太空探索、抢险救灾等不适合由人来承担任务的环境中凸显出良好的应用前景。按照工作环境可将仿生机器人分为陆面仿生机器人、空中仿生机器人以及水下仿生机器人三类。指出仿生机器人经历了原始探索、宏观仿形与运动仿生、机电系统与生物性能部分融合三个阶段,并概述三类仿生机器人国内外研究现状。分析发现当前研究还存在着生物运动机理研究不深,结构设计、材料应用、驱动及控制方式大多较为传统、能量利用率低等问题,导致了仿生机器人从宏观到微观与生物都存在较大差异,"形似而神不似",远未达到实际应用程度。指出仿生机器人正向着刚柔混合结构,仿生结构、材料、驱动一体化,神经元精细控制,高效的能量转换的类生命系统方向发展。 展开更多
关键词 仿生机器人 刚柔混合结构 结构材料驱动一体化 类生命系统
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仿生蝗虫机构着陆缓冲过程中的能量分配 预览 被引量:3
12
作者 殿 张自强 科位 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第13期196-202,共7页
着陆缓冲是仿生蝗虫跳跃机器人研究的重要问题之一,由于蝗虫的前腿、中腿和后腿尺寸不同,因此对缓冲过程中每条腿能量的分配直接影响到机器人受到地面冲击力和腿部肌肉力的大小,从而影响缓冲性能。在对蝗虫形态及着陆过程进行试验观测... 着陆缓冲是仿生蝗虫跳跃机器人研究的重要问题之一,由于蝗虫的前腿、中腿和后腿尺寸不同,因此对缓冲过程中每条腿能量的分配直接影响到机器人受到地面冲击力和腿部肌肉力的大小,从而影响缓冲性能。在对蝗虫形态及着陆过程进行试验观测的基础上,采用弹簧等效代替蝗虫腿部肌肉,建立仿生蝗虫机构模型,并通过对机构进行受力分析,求得地面对机构各条腿支撑力与弹簧刚度系数之间的函数关系式。基于地面支撑力、腿部弹簧力以及每条腿的抗冲击能力的不同,提出了使得力的变化平缓、无冲击载荷的能量分配原则,根据该原则可求得各条腿的弹簧刚度系数。从算例中可以看出,此时仿生蝗虫机构所受到的地面支撑力和腿部弹簧力与不同着陆腿的抗冲击能力相吻合,且力的变化趋势平稳,可实现较好的缓冲效果。分析结果表明了分配方法的可行性,这为仿生蝗虫机构设计时腿部弹簧的选型提供了依据。 展开更多
关键词 仿生蝗虫机构 着陆缓冲 受力分析 能量分配
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电动往复式步态矫形器机构优化设计 预览 被引量:2
13
作者 殿 宁萌 +1 位作者 阮子喆 张本光 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第21期33-41,共9页
针对原有往复式步态矫形器对患者体力消耗较大、步态差异大且失真严重、膝关节康复效果微弱等问题,对矫形器进行改进设计,分别在矫形器的髋关节和膝关节处增加了驱动机构,设计出一种电动往复式步态矫形器(Electric reciprotating ga... 针对原有往复式步态矫形器对患者体力消耗较大、步态差异大且失真严重、膝关节康复效果微弱等问题,对矫形器进行改进设计,分别在矫形器的髋关节和膝关节处增加了驱动机构,设计出一种电动往复式步态矫形器(Electric reciprotating gait orthosis,ERGO),可通过穿戴在患者下肢上,协助无行走能力的患者实现行走功能。由于人体下肢运动关节的复杂性,电动往复式步态矫形器与人体下肢运动关节不可避免存在一定的差异,因此需要通过机构的优化使得人.机之间髋、膝关节的运动规律及下肢末端轨迹更加接近,从而避免患者在使用过程中由于人.机运动偏差而造成不必要的伤害。在此基础上通过仿真分析和试验验证,证明了电动式往复式步态矫形器的可行性和优化结果的有效性。 展开更多
关键词 矫形器 下肢康复 驱动机构 结构设计 优化分析
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改变世界的智能机器——智能机器人发展思考 被引量:9
14
作者 王田苗 殿 +1 位作者 陶永 李剑 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第21期16-22,共7页
随着云计算、大数据、智能感知、微纳制造、生物材料、智能交通等高新技术的深入发展,智能机器即智能机器人作为世界经济与产业增长方式转变过程中的关键因素,正在进入新的发展阶段。本文从智能机器人的需求和背景出发,介绍工业机器人... 随着云计算、大数据、智能感知、微纳制造、生物材料、智能交通等高新技术的深入发展,智能机器即智能机器人作为世界经济与产业增长方式转变过程中的关键因素,正在进入新的发展阶段。本文从智能机器人的需求和背景出发,介绍工业机器人、家用服务机器人、特种服务机器人的定义和发展现状,分析未来智能机器人的前沿技术发展和产业化趋势。 展开更多
关键词 智能机器人 世界经济 服务机器人 人发 高新技术 工业机器人 智能感知 生物材料
浅谈10kV线路的防雷措施 预览
15
作者 殿 《科学与财富》 2015年第21期133-134,共2页
从目前我国10kV 线路的供电运行现状可以发现,雷击事件的频发严重影响了我国10kV 线路的可靠性,对人民的生产生活也有着严重影响.10kV线路之所以容易遭受到雷击,是因为10kV 线路供电面积大,线路长,容易遭受到雷电袭击,影响到变压器以及... 从目前我国10kV 线路的供电运行现状可以发现,雷击事件的频发严重影响了我国10kV 线路的可靠性,对人民的生产生活也有着严重影响.10kV线路之所以容易遭受到雷击,是因为10kV 线路供电面积大,线路长,容易遭受到雷电袭击,影响到变压器以及整个线路的供电.本文以10kV 线路为中心,在探析了雷击对10kV线路的危害的基础上提出几点做好10kV线路防雷工作的措施,旨在为实际的10kV 线路防雷工作提供切实可行的理论参考. 展开更多
关键词 10KV线路 雷击 防雷措施
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项目研究式分组教学模式的研究 预览 被引量:3
16
作者 殿 张观欣 王田苗 《北京航空航天大学学报:社会科学版》 2013年第3期103-107,共5页
先修课程多,学生间基础知识差异大等问题给教学中的课程讲授带来困难。北京航空航天大学现代机电控制课程采用项目研究式分组教学模式,让学生以典型机电系统为任务牵引,使学生自学互学的积极性得到发挥,获得了较好效果。调查显示,... 先修课程多,学生间基础知识差异大等问题给教学中的课程讲授带来困难。北京航空航天大学现代机电控制课程采用项目研究式分组教学模式,让学生以典型机电系统为任务牵引,使学生自学互学的积极性得到发挥,获得了较好效果。调查显示,该模式提高了学生整体对基础知识的学习和运用能力,缩小了学生间的差距,使学生掌握了机电控制系统设计与开发的能力,学生对课程的总体评价较高,有推广价值。 展开更多
关键词 项目研究式教学 分组实践教学 基础差异
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老有所依的智能化生活(四):智能居室系统——构建贴心便利的老人生活空间 预览 被引量:3
17
作者 彭昭亮 殿 王田苗 《机器人技术与应用》 2013年第4期20-24,共5页
本文面向老年人提出了一套智能居室系统的解决方案,将智能家居设备引入到居室环境中,采用网络化集成的方法把智能设备集成起来构成一个智能居室系统.该系统实现了对室内照明、窗帘、影音、环境、安全等家居设备的智能控制,具有多种控制... 本文面向老年人提出了一套智能居室系统的解决方案,将智能家居设备引入到居室环境中,采用网络化集成的方法把智能设备集成起来构成一个智能居室系统.该系统实现了对室内照明、窗帘、影音、环境、安全等家居设备的智能控制,具有多种控制模式,能自动感知外界环境的变化,完成数据共享,根据环境的变化做出相应的反应.目前该系统已经在北京市海淀区四季青镇敬老院实施,建立了面向老人的智能居室,提高了居室智能化,为敬老院老人提供了便利的生活方式. 展开更多
关键词 机器人 智能居室 智能家居设备 网络化集成
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基于“逐层深入”系统的e-Bed功能定位与创意构思 预览 被引量:4
18
作者 姜茜 刘静华 殿 《图学学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期85-89,105共6页
为准确定位用户需求,提出了多种用户研究方法串联进行的"逐层深入"用户研究系统,并在床、椅一体化护理平台(简称e-Bed)的项目中应用该系统研究用户,得到需求域。进而将用户需求域提升为产品功能域,形成产品的初步功能定位及创意构... 为准确定位用户需求,提出了多种用户研究方法串联进行的"逐层深入"用户研究系统,并在床、椅一体化护理平台(简称e-Bed)的项目中应用该系统研究用户,得到需求域。进而将用户需求域提升为产品功能域,形成产品的初步功能定位及创意构思。在该系统中,又提出并实践了基于实际场景的角色代入的用户研究方法,以求更为准确、深入地挖掘用户需求。 展开更多
关键词 用户研究系统 用户需求域 产品功能域 角色代入法 床椅一体化
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床椅一体化多功能护理床——实现卧床老人生活自理的梦想 预览 被引量:1
19
作者 胡木华 刘静华 +1 位作者 殿 王田苗 《机器人技术与应用》 2013年第2期42-46,共5页
针对失能老人的自理生活需求,开发模块化、可变形的床椅一体化多功能护理床:有效实现床椅转换与自动对接、抬背与曲腿及翻身等多种功能;配备血压、脉搏和体温等生理参数监测及报警系统、网络视频娱乐、吃药提醒、与远方子女进行视频... 针对失能老人的自理生活需求,开发模块化、可变形的床椅一体化多功能护理床:有效实现床椅转换与自动对接、抬背与曲腿及翻身等多种功能;配备血压、脉搏和体温等生理参数监测及报警系统、网络视频娱乐、吃药提醒、与远方子女进行视频交流等。在四季青敬老院示范应用中,该床大大减轻了,护理人员的负担,扩大了失能老人的活动范围和独立生活能力。 展开更多
关键词 服务机器人 床椅一体化
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仿蝗虫跳跃机构设计与分析 被引量:3
20
作者 尹军茂 殿 沈奇 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1348-1353,1359共7页
以蝗虫跳跃特性为依据,设计出一种仿蝗虫弹跳机构并对其弹跳机理进行研究.首先从生物学和机构运动学相结合的角度,对蝗虫的跳跃过程进行观察和分析,研究蝗虫后腿的跳跃机理,发现跳跃后腿膝关节在起跳过程中的重要作用.利用虚拟样机建立... 以蝗虫跳跃特性为依据,设计出一种仿蝗虫弹跳机构并对其弹跳机理进行研究.首先从生物学和机构运动学相结合的角度,对蝗虫的跳跃过程进行观察和分析,研究蝗虫后腿的跳跃机理,发现跳跃后腿膝关节在起跳过程中的重要作用.利用虚拟样机建立蝗虫模型,对蝗虫的跳跃过程进行仿真.根据蝗虫跳跃机理和后腿结构特点,基于提高能量利用率和弹跳效率原则,设计出一种单自由度的仿蝗虫跳跃机构模型,对该机构在起跳阶段进行运动性能分析,通过与蝗虫跳跃仿真结果进行比较,证明该跳跃机构具有与蝗虫弹跳后腿近似的力学特性.最后通过机构的样机实验验证了分析结果,为进一步研究仿生高效的柔性跳跃机构奠定基础. 展开更多
关键词 跳跃机器人 蝗虫跳跃机理 弹跳机构 机构分析 机构设计
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