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水陆两栖仿生海龟机器人设计与分析
1
作者
丁钰骐
耿兴华
+3 位作者
周思衡
王野舟
石孟
施凯祥
《机械工程师》
2024年第4期121-127,共7页
针对传统机器人在水陆工作环境下运动模式转换的适应性问题,以海龟的水陆行进方式为出发点,分析了水下扑翼动作、水下转向和沉浮动作以及上岸后水翼折叠动作的实现方式,提出了一种采用扑翼传动机构、可变形自锁水翼机构、后腿机构和重...
针对传统机器人在水陆工作环境下运动模式转换的适应性问题,以海龟的水陆行进方式为出发点,分析了水下扑翼动作、水下转向和沉浮动作以及上岸后水翼折叠动作的实现方式,提出了一种采用扑翼传动机构、可变形自锁水翼机构、后腿机构和重心调节机构来实现水陆行进的水陆两栖仿生海龟机器人设计方案。建立了扑翼传动机构运动模型和仿生机器人整体重心仿真模型,分析了仿生扑翼运动特性并计算了固定配重安装位置。对仿生水翼进行力学分析,表明机器人能够实现可靠的水下扑翼运动。对仿生机器人关键零部件进行了流固耦合力学仿真分析和方案优化。试制了仿生机器人样机并进行了试验测试,实现了仿生机器人的基本功能。
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关键词
仿生海龟
扑翼运动
运动学分析
有限元分析
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职称材料
一种基于空间连杆机构的仿生海龟模型设计
2
作者
韩校粉
孙立明
赫万恒
《机械工程师》
2023年第8期11-13,共3页
针对海洋敌对势力入侵问题,根据海龟扑翼运动机理,设计一种基于空间连杆机构的海龟扑翼仿生机构,并以此为主体,构思仿生海龟模型,仿生海龟模型主要由底盘及框架、扑翼机构、传动机构、监测及控制装置4部分组成,利用慧鱼创意组件搭建了...
针对海洋敌对势力入侵问题,根据海龟扑翼运动机理,设计一种基于空间连杆机构的海龟扑翼仿生机构,并以此为主体,构思仿生海龟模型,仿生海龟模型主要由底盘及框架、扑翼机构、传动机构、监测及控制装置4部分组成,利用慧鱼创意组件搭建了原理模型。实践表明,空间连杆机构中的输出构件可实现转动和摆动两种运动,初步模拟海龟扑翼的动作,实现仿生海龟的自由游动。在原理上,该设备配以红外传感器、摄像头等装置,可以实现海上监测敌情、打击敌方有生力量等功能,维护海洋和平。
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关键词
扑翼机构
空间连杆机构
仿生海龟
传感器
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职称材料
基于舞台表演用海龟机器人四足协调步态规划
被引量:
4
3
作者
张兵
郑彦宁
+2 位作者
徐文福
闫磊
梁国伟
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第3期545-551,共7页
在所创作的机器人戏剧中,海龟机器人扮演着重要的角色,而四足协调步态是其完成舞台表演的关键。通过深入观测实际海龟的运动情况,分析其步态特点并总结运动规律,从仿生学的角度提出了基于生物启发的四足协调步态规划方法;推导了单腿的...
在所创作的机器人戏剧中,海龟机器人扮演着重要的角色,而四足协调步态是其完成舞台表演的关键。通过深入观测实际海龟的运动情况,分析其步态特点并总结运动规律,从仿生学的角度提出了基于生物启发的四足协调步态规划方法;推导了单腿的解析逆运动学方程,将腿部末端的运动轨迹转换为各关节的运动轨迹,为各关节的伺服控制器提供期望值;开发了基于Webots的动力学仿真系统,对所提出的方法进行了验证。最后,在所研制的海龟机器人样机上开展了四足协调步态的实验,结果进一步表明了所提方法的有效性。
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关键词
机器人戏剧
表演机器人
仿生海龟
生物启发
四足协调
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职称材料
面向数字舞台表演的海龟机器人系统研制
被引量:
3
4
作者
黄亮
管贵森
+1 位作者
徐文福
梁国伟
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第7期20-26,共7页
针对所创作的机器人戏剧剧本,研制一套用于数字舞台表演的大型海龟机器人系统.该机器人由机械系统和控制系统组成,机械部分由4条3DOF模块化轻型腿、一套具有连续曲率的柔性脖子、龟壳开合装置和碳纤维框架组成,所有电机、电路板等机电...
针对所创作的机器人戏剧剧本,研制一套用于数字舞台表演的大型海龟机器人系统.该机器人由机械系统和控制系统组成,机械部分由4条3DOF模块化轻型腿、一套具有连续曲率的柔性脖子、龟壳开合装置和碳纤维框架组成,所有电机、电路板等机电部件安装于躯干中,通过同步带将电机的运动传递到外端,降低了悬臂部分的尺寸和质量,减轻了电机的负载.系统的控制部分由上位机及嵌入式控制器组成,分别提供顶层的人机交互和底层的关节实时控制功能.采用重心自调整的方法规划运动步态,确保多足运动的稳定性.经大量实验,研制、开发了样机,完成了机器人戏剧的公演,所研制的机器人可以完美地演绎戏剧角色,外形美观,惹人喜爱,表演效果极佳.
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关键词
机器人戏剧
表演机器人
仿生海龟
机器人
步态规划
数字舞台
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职称材料
题名
水陆两栖仿生海龟机器人设计与分析
1
作者
丁钰骐
耿兴华
周思衡
王野舟
石孟
施凯祥
机构
大连理工大学机械工程学院
出处
《机械工程师》
2024年第4期121-127,共7页
基金
2022年省级大学生创新创业训练计划“‘水陆无阻’仿生监测海龟”(20221014110487)。
文摘
针对传统机器人在水陆工作环境下运动模式转换的适应性问题,以海龟的水陆行进方式为出发点,分析了水下扑翼动作、水下转向和沉浮动作以及上岸后水翼折叠动作的实现方式,提出了一种采用扑翼传动机构、可变形自锁水翼机构、后腿机构和重心调节机构来实现水陆行进的水陆两栖仿生海龟机器人设计方案。建立了扑翼传动机构运动模型和仿生机器人整体重心仿真模型,分析了仿生扑翼运动特性并计算了固定配重安装位置。对仿生水翼进行力学分析,表明机器人能够实现可靠的水下扑翼运动。对仿生机器人关键零部件进行了流固耦合力学仿真分析和方案优化。试制了仿生机器人样机并进行了试验测试,实现了仿生机器人的基本功能。
关键词
仿生海龟
扑翼运动
运动学分析
有限元分析
Keywords
bionic robotic turtle
wing flapping motion
kinematic analysis
finite element analysis
分类号
TP241 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
一种基于空间连杆机构的仿生海龟模型设计
2
作者
韩校粉
孙立明
赫万恒
机构
中国人民解放军陆军工程大学石家庄校区
出处
《机械工程师》
2023年第8期11-13,共3页
基金
陆军工程大学基础前沿科技创新项目(校教〔2021〕38号)。
文摘
针对海洋敌对势力入侵问题,根据海龟扑翼运动机理,设计一种基于空间连杆机构的海龟扑翼仿生机构,并以此为主体,构思仿生海龟模型,仿生海龟模型主要由底盘及框架、扑翼机构、传动机构、监测及控制装置4部分组成,利用慧鱼创意组件搭建了原理模型。实践表明,空间连杆机构中的输出构件可实现转动和摆动两种运动,初步模拟海龟扑翼的动作,实现仿生海龟的自由游动。在原理上,该设备配以红外传感器、摄像头等装置,可以实现海上监测敌情、打击敌方有生力量等功能,维护海洋和平。
关键词
扑翼机构
空间连杆机构
仿生海龟
传感器
Keywords
flapping wing mechanism
spatial linkage mechanism
bionic turtle
sensor
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
在线阅读
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职称材料
题名
基于舞台表演用海龟机器人四足协调步态规划
被引量:
4
3
作者
张兵
郑彦宁
徐文福
闫磊
梁国伟
机构
哈尔滨工业大学深圳研究生院
深圳数字舞台表演机器人技术工程实验室
出处
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第3期545-551,共7页
基金
国家自然科学基金(61573116)
深圳市文化创意产业发展专项(深发改[2014]1507号)
深圳市基础研究计划(JCYJ20140417172417095)项目资助
文摘
在所创作的机器人戏剧中,海龟机器人扮演着重要的角色,而四足协调步态是其完成舞台表演的关键。通过深入观测实际海龟的运动情况,分析其步态特点并总结运动规律,从仿生学的角度提出了基于生物启发的四足协调步态规划方法;推导了单腿的解析逆运动学方程,将腿部末端的运动轨迹转换为各关节的运动轨迹,为各关节的伺服控制器提供期望值;开发了基于Webots的动力学仿真系统,对所提出的方法进行了验证。最后,在所研制的海龟机器人样机上开展了四足协调步态的实验,结果进一步表明了所提方法的有效性。
关键词
机器人戏剧
表演机器人
仿生海龟
生物启发
四足协调
Keywords
robot theater
performing robot
bionic turtle
biologically inspired
quadrupedal coordination
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TH11 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
面向数字舞台表演的海龟机器人系统研制
被引量:
3
4
作者
黄亮
管贵森
徐文福
梁国伟
机构
哈尔滨工业大学深圳研究生院
深圳数字舞台表演机器人技术工程实验室(哈尔滨工业大学深圳研究生院)
出处
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第7期20-26,共7页
基金
国家自然科学基金(61573116)
深圳市文化创意产业发展专项资金(深发改[2014]1507号)
+1 种基金
深圳市基础研究计划(JCYJ20140417172417095
JCYJ 20150529141408781)
文摘
针对所创作的机器人戏剧剧本,研制一套用于数字舞台表演的大型海龟机器人系统.该机器人由机械系统和控制系统组成,机械部分由4条3DOF模块化轻型腿、一套具有连续曲率的柔性脖子、龟壳开合装置和碳纤维框架组成,所有电机、电路板等机电部件安装于躯干中,通过同步带将电机的运动传递到外端,降低了悬臂部分的尺寸和质量,减轻了电机的负载.系统的控制部分由上位机及嵌入式控制器组成,分别提供顶层的人机交互和底层的关节实时控制功能.采用重心自调整的方法规划运动步态,确保多足运动的稳定性.经大量实验,研制、开发了样机,完成了机器人戏剧的公演,所研制的机器人可以完美地演绎戏剧角色,外形美观,惹人喜爱,表演效果极佳.
关键词
机器人戏剧
表演机器人
仿生海龟
机器人
步态规划
数字舞台
Keywords
robot theater
performing robot
bionic turtle robot
gait planning
digital stage
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
水陆两栖仿生海龟机器人设计与分析
丁钰骐
耿兴华
周思衡
王野舟
石孟
施凯祥
《机械工程师》
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
一种基于空间连杆机构的仿生海龟模型设计
韩校粉
孙立明
赫万恒
《机械工程师》
2023
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于舞台表演用海龟机器人四足协调步态规划
张兵
郑彦宁
徐文福
闫磊
梁国伟
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
面向数字舞台表演的海龟机器人系统研制
黄亮
管贵森
徐文福
梁国伟
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
3
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