一种水上行走机器人红外遥控器的设计与实现

讨论了一种水上行走机器人红外遥控器的设计与实现问题,该遥控器可用于遥控WaterDancerⅡ-a型水上行走机器人.基于对功能和性能的考虑,该遥控器采用以红外光为载体、发射控制编码信号、由机器人接收信号并解码的遥控模式.该遥控装置采用集中控制模式,以MSP430超低功耗单片机为主控制器,并使用红外发射管、红外接收头、显示数码管、按键等器件.控制软件采用C语言编制,主要完成遥控信号的编码与调制等功能.该遥控器实现了水上行走机器人的前进、后退、转弯、调速以及自主/手动运行模式切换等遥控功能.实验表明该遥控器实现了设计目标,且性能良好.

一种仿水黾新型水上行走机器人的研究

水黾是一种可以在水面上行走的昆虫,基于水黾水面行走原理,提出了一种新型的仿生水上行走机器人,该机器人利用电磁铁驱动,基于曲柄滑块机构及并联原理设计了机器人单腿驱动机构,驱动机器人的划动腿在水面中形成椭圆形的划水轨迹。并模拟仿生原型水黾结构,采用6条腿结构方式设计了水上行走机器人整体机构。基于虚拟样机技术对驱动机构、水上行走机器人整体机构进行了建模和运动仿真,验证了机构设计的合理性和功能实现的正确性。在实验室环境下,基于水上行走机器人工作环境的特殊性,设计和制作出了水上行走机器人样机。

水上行走机器人

水上行走机器人仿生水黾,利用液体的表面张力在水面上站立和行走,是近年来机器人研究领域新出现的研究方向.本文综合分析了水上行走机器人相关理论与技术及系统研制等方面的国内外研究现状,并对该领域未来的研究重点、关键技术和发展方向进行了展望.

水上行走机器人智能控制方法研究及仿真

以蛇怪蜥蜴为对象,研究其水上行走功能。通过分析蛇怪蜥蜴水上行走机理,建立了水上行走机器人虚拟样机。通过机电系统联合仿真,得到了水上行走机器人的非线性模型。由于水面环境的复杂性及特殊性,传统的基于模型的精确运动学求解方法无法适用。因此设计了中枢模式发生器(CPG)-模糊控制与CPG-PID两种智能控制算法,并比较了两种控制算法的性能。仿真结果分析表明,这两种算法均能满足机器人水上行走过程中的控制要求。

水上行走机器人支撑腿的设计与布局

研究了水上行走机器人支撑腿形状设计与布局问题.首先将支撑腿视为欧拉-伯努利弹性曲梁,通过对其柔性变形的几何分析与应力应变分析,提出了一种支撑腿形状优化设计方法,方法的目标是获得最大支撑力.对方法的正确性和有效性进行了仿真和实验验证.其次通过分析支撑腿间距对支撑力的影响,以及支撑腿布局与机器人抗翻转能力的关系,提出支撑腿布局的设计方法.针对采用10条支撑腿的Water DancerⅡ-a机器人,给出了一种满足要求的布局方案.

一种水上行走机器人的设计与实现

研究了水上行走机器人的设计问题,提出了机器人驱动腿设计算法,给出了机器人结构、控制系统和软件的设计方法和实例.设计并实现了一种采用双电机驱动、能转向和调速、通过红外信号遥控的水上机器人,并对机器人进行了性能测试.该机器人仿生水黾重量轻、体积小、功耗低.实验表明其性能超过了现有同类机器人.

水上行走机器人腿部静力学分析

水上行走机器人仿生水黾,利用腿部产生的表面张力在液体表面站立和行走.通过静力学分析可计算机器人载重能力,并给出腿部形状设计准则.建立了水上行走机器人支撑腿的静力学模型,分析了表面张力最大值条件即水面打破条件,提出了腿部支撑力及其最大允许入水深度的计算方法.采用该方法,使用Matlab计算得到了几种不同材料的表面张力与接触角关系曲线,计算了几种材料支撑腿的支撑力及其允许入水深度的最大值,并通过与实验数据相比较,验证了计算方法和结果的正确性.

足式水上行走机器人智能控制方法设计

以蛇怪蜥蜴为仿生对象,设计了一种足式水上行走机器人.鉴于水面环境的复杂性,提出利用计算机仿真的方法构建足式水上行走机器人及其外界环境整个系统的数学模型.分析了现有的ZMP(zero moment point)算法难以适用足式水上行走机器人控制的原因,提出机器人的CPG(central pattern generator)模糊控制方法.设计了足式水上行走机器人的CPG控制器和模糊控制器,进行参数分析,完成了机器人整个控制系统的搭建,并进行了仿真验证.最后进行了机器人户外水上行走实验,测定了水上行走过程中的实时偏角.实验结果表明该控制方法有效.

仿生水黾机器人的弹跳运动探究

水黾是一种能栖息于静水面上的小型水生昆虫,由于水黾的腿能排开远大于其身体体积的水量,它具有惊人的浮力,同时由于其腿部的疏水性质,也受到可观的表面张力作用。利用这一原理,科学家也研制了各种仿生水黾机器人,仿生水黾机器人对自然科学与军事侦察有很大的作用。文章首先研究了仿水黾机器人疏水腿部在水面上的静力学平衡过程,然后探究了仿生水黾机器人的弹跳运动,通过理论分析得到最佳的弹射角度。