【《六组机器人的发展研究国内外文献综述》2100字】

1绪论i六组机器人的发展研究国内外文献综述1、国外研究现状由于国外工业技术、电子技术、通信技术等领域较为发达，故他们在救援仿生机器人方面的研究一直处于领先地位，截止目前，国外众多机构、公司均研制出了各种功能的救援仿生机器人，且大多数都在救援抢险的实战中的取得了一定的效果。国外所研发的典型救援仿生机器人如下所述。（1）BigDog四足机器人BigDog四足机器人的原型是自然界中的常见哺乳动物，其拥有四个足，前两个足各自有12个自由度，后两个足各自有16个自由度，其实物示意图如图1.1所示。该型机器人驱动方式采用液压传动，利用机器人身上所装载的各个传感器完成对周围环境的实时监测，并以此对自身姿态进及时的调整[8]。该型四足机器人具备较强的环境适应性能，其能在前进过程中实时计算出自身的重心位置，并以此对自身的运动步长进行实时调整，根据周围环境的实际情况，确定科学合理的路径规划和运动状态；同时该型机器人可以根据所承受的负载重量的不同，自适应地对自身运动状态进行调整并输出合适的动力。可以独立感知周边环境并且自主规划路径使得该机器人具有高运动自主性。该四足机器人具有优异的感知探测性能，具备高级自主规划、高自适应的能力，在仿生机器人发展史上算是一次重大突破。图1.1BigDog四足机器人实物图（2）Snakebot搜救机器人日本科研人员SatoshiTadokoro发明创造了一种应用于废墟救援的搜救机器人——Snakebot搜救机器[9]，该机器人类似于长蛇形，体长8米左右，其结构上采取能产生一定驱动力的尼龙绳索作为机器人主体，这种长蛇形的结构体可以使其轻松对付各种苛刻、窄小的场合。此外，在其头部装载上一部摄像机，利用先进的通信手段将拍摄到的场景回传给用户系统，使救援人员对废墟中的场景一清二楚，为及时、精准、可靠救援提供了充分的信息。该型机器人在美国发生的一次车库坍塌事故中经受实战检验，使用效果非常好，获得了用户的好评。图1.2Snakebot救援机器人实物图2、国内研究现状国内的相关企业、研究机构等对仿生救援机器人的研究起步较晚，且技术大多参考借鉴西方发达国家的典型产品。进入21世纪后，国家才开始重视对救灾救援危险作业类机器人的研究，其后经过国人十几年来的不懈努力，现阶段正以飞快的速度缩小与国外先进机器人之间的技术差距。总结而言，国产典型的仿生救援机器人主要包括如下几款产品。（1）废墟搜救机器人针对灾后建筑物废墟可能存在的坍塌风险，沈阳自动化研究所研制一款专门应用于废墟搜救的机器人[10]，其实物如图1.3所示。该型机器人主要功能包括在各类环境下的废墟，特别是废墟内部及狭小缝隙中行动，具备探测感知人体信号、输出音/视频、空气质量等功能，在找到废墟下幸存者的同时，还能使其和外界救援人员沟通交流，对其所处环境中的氧气含量进行监测。该搜救机器人的成功研制显著提高了我国抢险救援方面的应急处置能力，进一步促进了我国应急救援工作能力水平的提升。图1.3废墟搜救机器人实战图（2）四足机器人JTUWM-III上海交通大学马培荪等人参照四足哺乳动物研发了一款四足机器人（JTUWM-III机器人），该机器人采用折线转弯步态行走法[11]。如图1.4所示，该机器人每个腿部由三个关节组成，中间通过电机和联轴器等进行联接，在各腿的底部通过增设测力传感器，以此检测各足所承受的作用力，并将该信号传输给控制系统，为后续的步态规划作铺垫。从其实物图中可以明显看出，该四足机器人重心位置较高，但经过实际测试，该机器人的运动稳定性良好，动态行走平稳，但运动速度相对较慢，难以满足快速救援的需求ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Politov</Author><Year>2017</Year><RecNum>28</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[7]</style></DisplayText><record><rec-number>28</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="rwvzr9pwet0zfhepxwcp9s0weftrtzfe9x5w"timestamp="1589944656">28</key><keyapp="ENWeb"db-id="">0</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Politov,E.N.</author><author>Rukavitsyn,A.N.</author></authors></contributors><titles><title>Studyofcontrolledmotionbionicminirobot</title><secondary-title>IOPConferenceSeries:EarthandEnvironmentalScience</secondary-title></titles><periodical><full-title>IOPConferenceSeries:EarthandEnvironmentalScience</full-title></periodical><volume>87</volume><section>082040</section><dates><year>2017</year></dates><isbn>1755-1307 1755-1315</isbn><urls></urls><electronic-resource-num>10.1088/1755-1315/87/8/082040</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>。图1.4四足机器人JTUWM-III实物图（3）六足机器人北京理工大学的科研团队近些年分别研制了两种仿生六足机器人，如图1.5所示，其中左图为某仿生六足机器人，右图为弓背蚁六足机器人，显而易见，该两款机器人的身上都有明显的常见爬行生物的结构特点，再配合各类特定功能的传感器装置，则可以使该六足机器人具备诸如智能化、自动化、高灵敏度和高环境适应性等特点。该型机器人为国内相关机器人产业提供了一定的研发设计思路，对我国仿生机器人的研究和发展起到一定的推动作用。图1.5北理工研制的六足机器人实物图参考文献[1]贾硕，等.救援机器人研究现状及其发展趋势.医疗卫生装备[J].2019.40(08)：90-95.[2]艾青林，等.基于多维度空间耦合的六足机器人步态规划.中国机械工程[J].2017.28(23)：2829-2838.[3]吴枫.仿生学对工业设计师的启示.现代装饰(理论)[J].2015.(01)：100.[4]白颖，等.六足仿蜘蛛机器人的结构设计与仿真分析.机电工程[J].2019.36(07)：732-735+743.[5]尚红，等.地震搜救机器人装备开发研制历程概述.中国应急救援[J].2018.(03)：38-45.[6]宋宫儒.多元化救援技术在地震救援中的应用.中华灾害救援医学[J].2016.4(05)：235.[7]Politov，E.N.A.N，Rukavitsyn.Studyofcontrolledmotionbionicminirobot.IOPConferenceSeries:EarthandEnvironmentalScience[J].2017.87.[8]Ding，L.KeyTechnologyAnalysisofBigDogQuadrupedRobot.JournalofMechanicalEngineering[J]，2015.51(7).[9]Ito，K.H.Maruyama.Semi-autonomousseriallyconnectedmulti-crawlerrobotforsearchandrescue.AdvancedRobotics[J].2016.30(7)：489-503.[10]陈甫.六足仿生机器人的研制及其运动规划研究[D].哈尔滨工业大学，2009.[11]彭倩，李红岩.仿生蜘蛛探测机器人的系统设计.实验室研究与探索[J].2016.35(12)：84-87.[12]丁良宏.BigDog四足机器人关键技术分析.机械工程学报[J].2015.51(07)：1-23.[13]荆琦，张得沛.复杂环境下的侦测六足机器人设计.科技展望[J].2016.2