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仿生四足机器人的研究:回顾与展望(5)

来源:网络收集 时间:2020-12-24 下载这篇文档 手机版
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三、四足机器人的发展趋势

四足仿生机器人的发展趋势主要由液压装置的驱动功率模式决定,也就是需要提高其功率重量比,实现快速响应,较强的鲁棒稳定性和长距离行走能力。在复杂地形的环境识别,信息融合,步态生成,位置反馈调节,四肢躯干的轨迹规划以及稳定控制策略中的关键技术仍然需要更深入的研究。这种发展可以使四足机器人推广到实际应用中。具体的发展趋势如下

1)仿生:仿生造型和结构,仿生步态

千年的演化后,哺乳类动物的骨骼结构和步态及其独特的行走模式已达到适应环境的最高水平。因此,哺乳动物的身体结构,自由度和关节结构是仿生机器人的最佳参考。为了使设计的四足仿生机器人如哺乳动物般更加灵活和高效,结构和控制理论成为一个重要的发展趋势。

2)重量轻,高载荷:高功率密度驱动装置

具有功率密度高,重量轻和高负载的驱动装置是机器人研究领域中基础的关键技术。此外,它是四足仿生机器人实现高动态,高适应性和高负载的重大突破的先决条件和核心技术。

3)高机动性:快速响应,高速运动和适应环境

四足机器人的新水平和发展的必然趋势,是在复杂的环境中完成高品质的工作任务。快速响应和高速运动是处理环境干扰和地形变化的影响,尤其是在现场环境中的复杂任务的一个基本条件。快速行走能力也是一个研究的热点,同时是研究高性能四足机器人需要解决的重要课题。

4)智能:学习,进化和自动控制

模仿人类和生物的学习能力,演化和决策控制对实现机器人的智能化非常重要。这是机器人适应复杂环境,完成工作任务,自我学习,自我提升的先决条件。因此,这是一个重要的发展方向,也是当前和将来机器人研究的核心内容。

5)和谐的人-机:人机交互和安全协调

机器人的基本准则是服务且隶属于人类,并且在人和机器之间要保持和谐。在听觉,视觉,手势,思维和其他的多模式感知方面,自然而友好的交互,是机器人研究的基本任务。在未来,实现人机交互和安全协调是为了人机的和谐。

四、四足机器人的技术难点

A.基于仿生学的机器人的机械设计

四足机器人设计的首要难点是是仿生机制的建设。生物数据已经被用于帮助选择机器人的基本物理参数,如体长,腿的刚度,臀高。机器人的物理参数对机器人关键性能,如执行机构的驱动力和负载能力的影响,并没有得到充分研究

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在仿生学和四足动物仿生技术研究的基础上,仿生机构的机制,不同步态生成方法,在一些紧急情况下身体恢复平衡的方法,迫切需要得到研究。如果解决

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