微型仿生機器人系統(tǒng)的研究.pdf

1、相比輪式和履帶式移動機器人，基于仿生學(xué)原理的足式機器人雖然結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，控制相對繁瑣，但卻有其獨特的優(yōu)點：足式機器人自由度多，可以實現(xiàn)復(fù)雜靈活的運動方式，且因為足式機器人行走過程中的支撐點是離散的，借助對立足點的判斷和選擇，可以在極不規(guī)則的路面上行走，適應(yīng)性極強，在軍事偵察、災(zāi)后搜救、航空航天、工業(yè)管道、醫(yī)學(xué)檢測等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。 本文介紹了一種微型仿生四足機器人，對其機械結(jié)構(gòu)和運動方式進行了理論分析和軟件仿真，并制作了

2、機器人樣機，其長度41mm，寬度49mm，高度29mm。利用兩套平面連桿機構(gòu)的有效組合，模擬了足式運動的抬腿、前跨、后拉等動作，實現(xiàn)機器人的爬行運動。通過可旋轉(zhuǎn)式的機身實現(xiàn)機器人的轉(zhuǎn)向，以微型電機配合微型齒輪減速器作為機器人驅(qū)動源。隨著科技的發(fā)展，研究能自主進入人體腔道進行“微創(chuàng)/無創(chuàng)”診查，或進入微型工業(yè)管道進行在線故障檢測的機器人系統(tǒng)倍受關(guān)注。仿生學(xué)原理和MEMS技術(shù)的發(fā)展為解決這一問題開辟了新的途徑。本篇以國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（

3、863計劃）“面向胃腸道疾病診查的微型仿生機器人及無線能量傳輸技術(shù)研究”項目（2007AA04Z234）和國家自然科學(xué)基金“胃腸道微型仿生機器人無創(chuàng)診查系統(tǒng)及無線供能技術(shù)研究”（60875061）項目為依托，研究適于人體腸道環(huán)境的微型多節(jié)蠕動機器人系統(tǒng)。 本文包括的主要工作有： （1）研究機器人的結(jié)構(gòu)組成、運動機理，主要進行了仿尺蠖與仿蚯蚓兩種運動學(xué)方案設(shè)計； （2）研究了微型直線驅(qū)動器技術(shù)，設(shè)計了多種基于直流電