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水陆两栖蛇形机器人的研制及其陆地和水下步态
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:机械工程学报
  • 时间:2012
  • 页码:18-25
  • 分类:TP242[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室,沈阳110016, [2]中国科学院研究生院,北京100039, [3]立命馆大学机器人系,草津525-8577日本
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61075103)
  • 相关项目:基于能量的蛇形机器人蜿蜒运动控制方法研究
中文摘要:

针对沼泽、浅滩等复杂环境对蛇形机器人的环境适应需求,在广泛分析国内外水陆两栖蛇形机器人研究最新进展的基础上,研发一种新型水陆两栖蛇形机器人。该机器人由9个具有密封设计的万向运动单元组成,保证了样机在陆地和水中均能灵活运动。基于简化的蛇形曲线得到水陆两栖蛇形机器人的基本二维运动步态即蜿蜒运动。对两个垂直平面上,即水平面和竖直面上基本步态进行复合,由基于启发式思想的三维步态生成方法,得到包括侧向蜿蜒等运动的水陆两栖蛇形机器人的多种陆地步态和水下步态,其中S形翻滚运动和螺旋翻滚运动为蛇形机器人的两种新型步态。通过步态试验验证了水陆两栖蛇形机器人的陆地和水下运动能力。在试验过程中,对陆地和水下步态的性能做出分析,分析结果对水陆两栖蛇形机器人在陆地和水下运动的位置和姿态控制具有重要意义。

英文摘要:

Tough environments such as swamps and shoals deserve a snake-like robot to have better adaptability to the environments.After deep investigation of the latest researches on amphibious snake-like robot,a new amphibious snake-like robot is developed.The robot is composed of 9 waterproofed modular universal units and has smooth motion ability on ground and in water.A simplified Serpenoid curve is used to generate the serpentine gait,which is the basic two-dimensional gait of snake-like robots.Combining the basic motions on two perpendicular planes,the horizontal plane and the vertical plane,diverse gaits can be got through a heuristic three-dimensional gait generation method,including the lateral serpentine gait,the S-shape rolling gait,and the helical rolling gait,among which the S-shape rolling gait on the ground and helical rolling gait in the water are newly found.The robot's motion ability on the ground and in the water is also validated by experiments.The results of the gait performance analysis obtained must be useful for the position and posture control of the robot in amphibious environments.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603