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绳驱式双关节脊柱四足机器人的结构设计及其奔跃控制方法的研究
1
作者 马甲辰 田春旭 +1 位作者 李禄权 张丹 《复旦学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期711-723,共13页
脊柱关节在四足动物高速运动中发挥着重要作用,为分析脊柱运动对四足机器人运动的影响,本文从机器人仿生学结构设计、奔跃控制方法和脊柱影响规律3个层面进行研究。首先,基于绳驱原理设计了双关节脊柱和三段式柔性腿部,整机结构配置紧... 脊柱关节在四足动物高速运动中发挥着重要作用,为分析脊柱运动对四足机器人运动的影响,本文从机器人仿生学结构设计、奔跃控制方法和脊柱影响规律3个层面进行研究。首先,基于绳驱原理设计了双关节脊柱和三段式柔性腿部,整机结构配置紧凑且符合猎豹生理学特征。然后,依据生物步态构建基于时间的有限状态机,建立机器人奔跃步态下的单刚体动力学模型,并分别针对脊柱和腿部提出相应控制方法,其中对于腿部的控制融合了周期冲量规划和模型预测控制(MPC)。在结构设计和控制方法的基础上,分析脊柱运动对奔跃运动的影响,并创新性地提出针对冲量的脊柱贡献度公式。最后,通过仿真运算对奔跃控制的有效性和脊柱的积极贡献进行验证,对比结果表明:脊柱运动的参与能够利用较小前后水平力实现相近冲量值,且机器人速度跟踪性能和姿态控制稳定性均有所改善。 展开更多
关键词 四足机器人 双关节脊柱 绳驱 奔跃步态 模型预测控制
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机器人辅助手部运动神经康复系统的进展与趋势研究 被引量：1
2
作者 程绮颖 王友好 +3 位作者 杜强 李阳 罗静静 王洪波 《中国体视学与图像分析》 2021年第1期24-38,共15页
基于脑机接口(BCI)的神经反馈训练是一种用于脑卒中后运动康复的新方法,与传统康复方式不同,这种方法可以调动患者训练的主动性,提高大脑的参与度,诱发神经功能重组,从而改善康复训练的效果。本文针对融合手功能康复机器人的神经反馈训... 基于脑机接口(BCI)的神经反馈训练是一种用于脑卒中后运动康复的新方法,与传统康复方式不同,这种方法可以调动患者训练的主动性,提高大脑的参与度,诱发神经功能重组,从而改善康复训练的效果。本文针对融合手功能康复机器人的神经反馈训练系统进行深入调研,通过手部运动神经活动诱发范式、手部康复机器人的运动反馈方式、神经解码方式和手部康复训练评价方式的介绍,分析神经反馈训练系统的研究现状,揭示神经可塑性机制在康复医学中的转化及其应用研究不足,并基于当前需要解决的问题,探讨系统效用提升的途径。 展开更多
关键词 康复训练系统 运动神经反馈 手功能康复 脑机接口 脑功能重组
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一种主动变径管道检测机器人的设计与样机验证 被引量：5
3
作者 马威战 张丹 +2 位作者 刘健 田春旭 夏志豪 《复旦学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期627-636,共10页
为提高工作效率并节省人力物力,机器人被广泛应用于管道检测任务。本研究基于管道检测机器人需要躲避障碍物和适应不同管径的需求,设计了一种新型空间二自由度支链结构,并建立了支链末端中点的运动学模型。通过协同控制3条支链,可重构... 为提高工作效率并节省人力物力,机器人被广泛应用于管道检测任务。本研究基于管道检测机器人需要躲避障碍物和适应不同管径的需求,设计了一种新型空间二自由度支链结构,并建立了支链末端中点的运动学模型。通过协同控制3条支链,可重构管道检测机器人的机械结构,从而可实现适应不同内径的管道和通过存在障碍物管道的功能。同时,本研究建立了机器人弯管转向的轨迹模型并求出了机器人弯管转向的运动规律。最后研究了管道检测机器人的避障方式并分析了机器人的避障能力。还使用ADAMS软件对避障运动进行了仿真,并基于仿真结果比较了两种避障方式。仿真结果表明:这两种避障方式都可实现避障的功能,但在避障过程中机器人的稳定性稍有不同。本研究使用3D打印技术制备了管道检测机器人样机,并对该样机的弯管转向功能、避障能力和在竖直管道中攀爬的功能进行了实验验证。实验结果表明:该机器人具备一定的避障功能,还能够成功地通过弯管并且能够攀爬竖直的管道。 展开更多
关键词 管道检测机器人 主动变径 转向运动 避障运动 ADAMS仿真
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