結構性仿生機器人系統,如機械臂(robotic arm)、機械手(robotic hand)以 及機械腿(robotic leg),一般都具有人工關節(artificial joint)。通過人工關節, 機器人的骨骼(連桿)被聯系在一起。這種連接的意義在于,機器人的肢體通過 人工關節可獲得期望的自由度。
柔性關節(flexible joint)是柔性機器人的部件或組成部分。柔性關節將使 機器人獲得更高的自由度。同時,柔性關節因其吸能作用,對于機器人系統,特 別是移動式機器人系統,具有防撞擊、防振動等保護作用。
2000年,Soviknes 和 Sætveit 在提交給美國專利局的專利申請報告中,公開 了一種柔性雪板機器人的設計[圖2.2(a)]2]。
柔性雪板機器人的軀干通過肘關節和膝關節與肢體連接在一起[圖2.2 (b)] 。 為了模擬人體的柔性限制(flexible limitation),Soviknes 和 Sætveit 設 計 了柔性的肘關節和膝關節,其中,彈性材料(elastic material)被用作人工肌肉 (artificial muscle)。人工肌肉通過肘關節將前臂與上臂連接在一起,通過膝關 節將下肢與上肢連接在一起。
柔性雪板機器人的柔性肘關節和柔性膝關節可自動地產生回彈力,從而使 其自動地預先調整沖雪(snow-boarding) 姿態。
(1)科學的目的。出于科學研究的需要(如仿生學研究的需要)而設計構造柔性機器人系統;(2)工程的目的。出于工程實踐的需要(如特定功能的需求及實現)而設計構造柔性機器人系統。
兩輪機器人的運動平衡控制問題涉及兩個方面,一是“平衡”,即姿態平衡控制的問題;二是“運動”,即運動軌跡控制的問題;兩輪機器人的運動軌跡控制問題,是其行進速度和行進方向的控制問題
底盤主要用于安裝或連接機體與輪系,攜帶和固定驅動系統;機體可裝載各種電子設備;輪系通過輪軸或傳動機構安裝在底盤的左右兩側,分別由左電機和右電機驅動
矩陣傳感器網絡就能夠提供物體形狀的復雜數據,這種信息分析技術叫做形狀識別 ,采用壓電元件的矩陣傳感器,能夠獲得物體作用力形成的映像
微型開關可能是接觸傳感器最經濟和最常用的類型,護物體不受到過大的作用力;隔離式雙態接觸傳感器系統主要由雙穩態開關組成,重復度可達1μm, 分辨度為2 μm
金屬電阻型力覺傳感器測定電阻絲的阻值變化,就可知道物體的形變量,進而求出外作用力;半導體型力覺傳感器的應變系數可達100~200,尺寸小,靈敏度高,因而可靠性很高
由速度測量進行推演,這種方法很難獲得滿意的測量結果;已知質量的物體加速度所產生的力是可以測量的;與被測加速度有關的力可以為電磁力或電動力,把方程式簡化為對電流的測量問題
直流測速發電機它傳送一個正比于受控速度的直接信號。這種傳感 器的選擇是由其線性度(可達0.1%)、磁滯程度、最大可用速度(達3000~8000r/min) 以 及慣量參數決定的
直線移動傳感器有電位計式傳感器和可調變壓器兩種;最常見的位移傳感器是直線式電位計,當負載電阻為無窮大時,電位計的輸出電壓u₂ 與 電 位 計兩段的電阻成比例
機器人工作站內的傳感器主要用于間接提供中間計算結果或直接提供任務程序中任何延期數據值;一個非接觸式傳感器對能量發射裝置所產生的干擾往往是很敏感的
過硬件把相關目標特性轉換為信號;把所獲信號變換為規劃及執行某個機器人功能所需要的信息,包括預處 理和解釋兩個步驟,這種信息可被反饋以修 正和重復該感覺順序,直至得到所需要的信息為止
傳感器遇到特定氣味會產生電阻或者頻率的變化,我們就是將這些變 化捕捉到,并轉化成能夠傳遞的電信號,然后對傳感器陣列傳入的信號進行濾 波、放大和特征提取