1、文库下载 免费文档下载http:/ 生机器人分类的基础上进行了研究现状和主要研究问题的综述,并对其未来发展进行了展望 .第?卷第?期?年?月文章编号?2?2?2?机器人 ? ?仿生机器人的研究进展马 光?温州大学机械工程学院 浙江 ?摘 要?随着机器人技术的发展?仿生机器人的研究正受到学者们的普遍关注?本文在对仿生机器人分类的基础上进行了研究现状和主要研究问题的综述?并对其未来发展进行了展望?关键词?仿生机器人?进展?灵活性文库下载 免费文档下载http:/ ? 文献标识码? ? ?http:/ ?1 引言?从机器人的角度来讲?世纪将是一个自治机器人的世纪?随着机器人的工作环境和工作任务的复杂
2、化?要求机器人具有更高的灵活性!可靠性!准确性!稳定性和更强的适应性?自?年代中期以来?为了回避障碍!回避奇异!回避关节极限?提高机器人操作臂的灵活性和扩展其运动范围?具有?个自由度?的仿人机械手臂成为研究的热点?为了使机器人的末端操作器对不同形状和不同性质的物体具有抓!握!夹!拿等功能?灵巧手的研制得到了机器人学者的青昧?为了使机器人的移动更具灵活性!适应不同的地面情况?仿人双足步行机器人越来越受到重视?而对于能在各类复杂细小管道内!人体肠道内爬行及各种复杂地带文库下载 免费文档下载http:/ 仿生机器人的基本概念及其分类?众所周知?自然界中的生物以其多彩多姿的形态!灵巧机敏的动作活跃于自
3、然界?这其中人类灵巧的双手和可以直立行走的双足是最具灵活特性的?而非人生物的许多机能又是人类无法比拟的?如柔软的象鼻子?可以在任意管道中爬行的蛇?小巧的昆虫等?因此?自然界生物的运动行为和某些机能已成为机器人学者进行机器人设计!实现其灵活控制的思考源泉?导致各类仿生机器人不断涌现?仿生机器人就是模仿自然界中生物的外http:/ 部形状或某些机能的机器人系统?仿生机器人的类型很多?为对其有清楚的认识?我们按其模仿特性进行分类?分类情况如图?所示?其中?仿人手臂型主要是研究?自由度和多自由度的关节型机器人操作臂!多指灵巧手及手臂和灵巧手的组合?仿人双足型主要是研究双足步行机器人机构?宏型仿非人生物
4、机器人主要是研究多足步行机器人?四足!六足!八足?蛇形机器人?水下鱼形机器人等?其体积结构较大?微型仿非人生物机器人主要是研究各类昆虫型机器人?如仿尺蠖虫行收稿日期?文库下载 免费文档下载http:/ 器 人?年?月进方式的爬行机器人?微型机器狗?蟋蟀微机器人?蟑螂微机器人?蝗虫微机器人等?仿生机器人的主要特点?一是多为冗余自由度或超冗余自由度的机器人?机构复杂?二是其驱动方式有些不同于常规的关节型机器人?采用绳索或人造肌肉驱动?图? 仿生机器人分类?3 仿生机器人的国内外研究现状?由于仿生机器人所具有的灵巧动作对于人类的生产和科学研究活动有着极大的帮助?所以?自?年代中期以来?机器人科学家们
5、就开始了有关仿生机器人的研究?自?年以来?美国?2?以拟人臂组合化为设想?基于系列关节研制出?2?等系列?自由度拟人单臂和?2?双臂一体机器人?其单臂?2?已用于空http:/ 间站实验?文库下载 免费文档下载http:/ 域?国外很多研究机构和公司在进文库下载 免费文档下载http:/ 智能机器人主题支持下?研制出了能实现简单抓持和操作作业的?指?自由度灵巧手?沈阳自动化所研制开发的?水下自治机器人达到世界先进水平?哈工大机器人研究所研制了高灵活性的仿人手臂及拟人双足步行机器人?其仿人手臂具有工作空间大!关节无奇异姿态!结构紧凑等特点?通过软件控制可实现避障!回避关节极限和优化动力学性能等?
6、双足步行机器人为关节式结构?具有?个自由度?可以完成文库下载 免费文档下载http:/ 光? 仿生机器人的研究进展:/ 仿生机器人的主要研究问题?4?1 建模问题仿生机器人的运动具有高度的灵活性和适应性?其一般都是冗余度或超冗余度机器人?结构复杂?运动学和动力学模型与常规机器人有很大差别?且复杂程度更大?为此?研究建模问题?实现机构的可控化是研究仿生机器人的关键问题之一?412 控制优化问题机器人的自由度越多?机构越复杂?必将导致控制系统的复杂化?复杂巨系统的实现不能全靠子系统的堆积?要做到/整体大于组分之和 0?同时要研究高效优化的控制算法才能使系统具有实时处理能力?413 信息融合问题在仿
7、生机器人的设计开发中?为实现对不同物体和未知环境的感知?都装备有一定量的传感器?多传感器的信息融合技术是实现其具有一定智能的关键?信息融合技术把分布在不同位置的多个同类或不同类的传感器所提供的局部环境的不完整信息加以综合?消除多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾?从而提高系统决策!规划!反应的快速性和正确性?文库下载 免费文档下载http:/ 机构设计问题合理的机构设计是仿生机器人实现的基础?生物的形态经过千百万年的进化?其结构特征极具合理性?而要用机械来完全仿制生物体几乎是不可能的?只有在充分研究生物肌体结构和运动特性的基础上提取其精髓进行简化?才能开发全方位关节机构和简单关节组成高灵活性的
8、机器人机构?415 微传感和微驱动问题微型仿生机器人有些已不是传统常规机器人的按比例缩小?它的开发涉及到电磁!机械!热!光!化学!生物等多学科?对于微型仿生机器人的制造?需要解决一些工程上的问题?如动力源!驱动方式!传 http:/ 感集成控制以及同外界的通讯等?实现微传感和微驱动的一个关键技术是机电光一体结合的微加工技术?同时?在设计时必须考虑到尺寸效应!新材料!新工艺等问题?5仿生机器人的发展趋势?先进制造技术的发展对仿生机器人的研究正起着积极的促进作用?随着先进制造技术的发展?工业机器人已从当初的上下料功能向高度柔性!高效率和精密装配功能转化?因此?开发面向先进制造环境的仿人机械臂及灵巧
9、手有大量的理论与实践工作要做?目前运行的绝大多数机器人都是固定式的?它们只能固定在某一位置上进行操作?因而其应用范围和功能受到限制?近年来?对移动机器人的研究受到越来越多的重视?使机器人能够文库下载 免费文档下载http:/ 结论?仿生机器人是机器人家族中的重要成员?其所具有的高度灵活性和柔性已受到机器人学者的广泛关注?本文首先对仿生机器人进行分类?然后对仿生机器人的研究现状及主要研究问题进行了综述?最后对仿生机器人系统的未来发展趋势进行了展望?参考文献 ?:/ ?2?2? ?2文库下载 免费文档下载http:/ ? ?2?机 器 人?年?月?http:/ 郑铁刚?于殿勇?蛇形机构运动形式及驱
10、动方式研究?哈尔滨工业文库下载 免费文档下载http:/ 免费文档下载http:/ 免费文档下载http:/ ?2?8?2?4?2?2?http:/ 免费文档下载http:/ 免费文档下载http:/ 光?2?男?工学博士?副教授?研究领域?冗余度机器人运动学!动力学及运动控制?神经网络控制技术?上接第?页?参考文献 ? ?伍科布拉托维奇著?马培荪?沈乃熏译?步行机器人和动力?http:/ 莉?2?女?博士后?研究领域?机器人技术?机型假肢?科学出版社?2?2?2?2? ?文库下载 免费文档下载http:/ 恳?2?男?教授?博导?研究领域?机器人学?机电系统控制?制造自动化?文库下载网是专业的免费文档搜索与下载网站，提供行业资料，考试资料，教学课件，学术论文，技术资料，研究报告，工作范文，资格考试，word 文档，专业文献，应用文书，行业论文等文档搜索与文档下载，是您文档写作和查找参考资料的必备网站。文库下载 http:/
