微型仿生機(jī)器人系統(tǒng)的研究.pdf

1、相比輪式和履帶式移動(dòng)機(jī)器人，基于仿生學(xué)原理的足式機(jī)器人雖然結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，控制相對(duì)繁瑣，但卻有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：足式機(jī)器人自由度多，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜靈活的運(yùn)動(dòng)方式，且因?yàn)樽闶綑C(jī)器人行走過程中的支撐點(diǎn)是離散的，借助對(duì)立足點(diǎn)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(qiáng)，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(jī)器人，對(duì)其機(jī)械結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行了理論分析和軟件仿真，并制作了

2、機(jī)器人樣機(jī)，其長度41mm，寬度49mm，高度29mm。利用兩套平面連桿機(jī)構(gòu)的有效組合，模擬了足式運(yùn)動(dòng)的抬腿、前跨、后拉等動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的爬行運(yùn)動(dòng)。通過可旋轉(zhuǎn)式的機(jī)身實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的轉(zhuǎn)向，以微型電機(jī)配合微型齒輪減速器作為機(jī)器人驅(qū)動(dòng)源。隨著科技的發(fā)展，研究能自主進(jìn)入人體腔道進(jìn)行“微創(chuàng)/無創(chuàng)”診查，或進(jìn)入微型工業(yè)管道進(jìn)行在線故障檢測的機(jī)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(jì)劃（

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