"仿生蝴蝶机器人研究:质量移动机构的飞行特性与气动参数测量方法" 仿生蝴蝶机器人的发展为研究飞行生物的飞行机理提供了一种新的解决方案。本研究设计了一个仿生机器人蝴蝶转向通过质量转移机构命名为USTButterfly-II,并研究其飞行特性,使用光学跟踪设备。一个平面四-采用连杆机构驱动所设计的仿蝴蝶型人工翅膀拍动。提出了一种基于质量块移动机构的无尾转向控制方法。利用多摄像机运动捕捉系统测量了USTButterfly-Ⅱ的机翼运动学和运动轨迹,并确定了其瞬时净升力系数和推力系数等难以测量的扑翼气动参数。 本研究的主要贡献在于:(1)设计了一种新的仿生蝴蝶机器人USTButterfly-II,采用电机和平面四连杆机构驱动,进行周期性的扑翼运动,扑翼振幅超过80赫兹,扑翼频率为5赫兹,接近生物蝴蝶的扑翼特性。(2)提出了一种基于质量块移动机构的无尾转向控制方法,实现了机器蝴蝶的自由控制飞行能力。(3)利用多摄像机运动捕捉系统测量了USTButterfly-Ⅱ的机翼运动学和运动轨迹,并确定了其瞬时净升力系数和推力系数等难以测量的扑翼气动参数。 本研究的结果为机器蝴蝶的设计和改进提供了有效的数据支持,并为生物蝴蝶飞行机制的研究提供了一个新的实验框架。 知识点: 1. 仿生蝴蝶机器人的概念和特点 仿生蝴蝶机器人是一种新的飞行机器人,模拟生物蝴蝶的飞行机理,具有自适应飞行能力和高速飞行能力。 2. 仿生蝴蝶机器人的设计和制造 仿生蝴蝶机器人的设计和制造需要考虑到机器人的结构、材料、驱动系统和控制系统等方面。 3. 质量移动机构的概念和应用 质量移动机构是一种新的机器人机构,用于实现机器蝴蝶的自由控制飞行能力。 4. 无尾转向控制方法 无尾转向控制方法是指通过调整质量移位机构的位置来完成机器蝴蝶的转向控制。 5. 多摄像机运动捕捉系统的应用 多摄像机运动捕捉系统是一种新的测量方法,用于测量机器蝴蝶的机翼运动学和运动轨迹。 6. 扑翼气动参数的测量 扑翼气动参数是指机器蝴蝶飞行中的一些难以测量的气动参数,例如瞬时净升力系数和推力系数等。 7. 仿生蝴蝶机器人的应用前景 仿生蝴蝶机器人的应用前景广阔,例如在搜索救援、环境监测、农业监测等领域都有着广泛的应用前景。
2025-11-19 16:00:43 1.67MB
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仿生四足机器人的研究可以追溯到20世纪60年代初,当时科学家们开始研究多条腿式机器人。四足机器人的研究源于对动态运动性能的探索,而这一领域的重要人物包括Marc Raibert和他的团队。在20世纪60年代,Shigley提出了利用联动机构作为腿式机器人的运动机构。到了1966年,McGhee和Frank研制出了能够自主行走的四足机器人"Phoney Pony",它标志着计算机控制下的腿式机器人的诞生。此后,OSU hexapod和Adaptive Suspension Vehicle(ASV)的出现进一步推动了步行机器人技术的发展。 在20世纪80年代,Marc Raibert和其同事在MIT系统地研究了步行机器人,并成功制造出独腿跳跃机器人,奠定了四足机器人动态步态运动控制的基础。此阶段的显著进展使得双足和四足机器人能够实现跑和跳的动作,代表了四足机器人领域的一个重要里程碑。 四足机器人因其良好的机动性和运动稳定性成为该领域研究的焦点。四足机器人通常采用偶数条腿的设计,以实现高效率的步态和稳定的性能。在众多类型的地面机器人中,四足机器人能够适应多种地形,并且与轮式或履带式机器人相比具有更高的灵活性和稳定性。因此,四足机器人在复杂和危险环境下的应用潜力巨大,受到了研究人员的高度重视。 四足机器人的驱动模式和技术也得到了快速的发展。液压驱动模式因其大带宽和高输出功率的特性,被广泛采用以提高机器人的动力性能和负载能力。除了驱动技术之外,四足机器人的控制系统也面临诸多挑战,包括动作控制、步态生成以及状态转换等。这些问题的研究与解决对于未来四足机器人的发展至关重要。 随着技术的不断进步,中国山东大学正在开发的液压四足机器人代表了当前该领域的一个重要研究方向。研究人员期望通过这项研究,克服现有技术难点,提高机器人的性能,实现更广泛的应用。 仿生四足机器人的研究回顾与展望呈现出了一条从早期研究到现代技术发展趋势的清晰脉络。随着对机器人技术的深入探索和创新,四足机器人在代替人类进行复杂和危险环境作业方面的潜力正在逐步实现。未来,随着更多技术难点的解决和驱动控制技术的进步,四足机器人有望在多个领域发挥更大的作用。
2025-11-09 16:06:26 549KB
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为研制仿生眼球,构建了一个嵌入式的基于仿生控制的视觉图像处理系统。根据仿生眼对视觉系统的要求,设计了一个以TMS320DM642 DSP为核心,以TVP5150、SAA7121H为编解码模块的视觉图像处理系统;实现了仿生眼视觉识别的一系列软件开发,包括实时图像采集、视频图像处理、视频输出及目标位置参数传递等功能;在CCS2.2的环境下,对视觉识别算法进行了探索,用经典的Prewitt算法以及改进的Prewitt算法对系统进行实验测试。
2025-10-27 17:47:35 225KB DSP
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在IT行业中,无人机技术的发展日新月异,其在各个领域的应用越来越广泛,包括环境监测、物流配送、农业喷洒等。仿生学是无人机设计中的一个重要研究方向,通过模仿自然界生物的特性,能实现更高效、节能的飞行模式。本主题聚焦于“一种仿生蝴蝶涡流计算,无来流时工况”,这是一种基于蝴蝶飞行特性的涡流仿真分析,尤其关注在没有外部气流影响的条件下,仿生蝴蝶无人机如何产生和利用涡流来提高飞行性能。 我们需要理解涡流的概念。涡流是流体运动中的一种现象,当流体在物体表面流动时,会在物体后方形成一系列旋转的气流,这些旋转的气流就是涡流。在飞行器设计中,涡流的管理对于减少阻力、增加升力以及优化能量效率至关重要。对于仿生蝴蝶来说,其翅膀的特殊形状和振动方式可以产生特定的涡流模式,帮助蝴蝶在空中稳定飞行并节省能量。 无来流工况是指在没有外界气流干扰的情况,这对于理解和模拟飞行器在静止空气中的起降、悬停等操作特别重要。在这种情况下,仿生蝴蝶无人机的设计需要考虑如何利用自身的动力系统来创造必要的升力。涡流计算就是在这个背景下进行的,通过计算机流体动力学(CFD)模拟,科学家们可以预测和分析仿生蝴蝶无人机在飞行过程中产生的涡流,进而优化机翼形状和飞行策略。 仿生蝴蝶无人机的设计通常涉及到以下几个关键技术点: 1. **机翼形状与振动**:模仿蝴蝶翅膀的曲率和纹理,可以调整机翼的几何结构以产生有利的涡流。同时,翅膀的振动模式也会影响涡流的形成,通过精确控制振动频率和振幅,可以实现高效的升力生成。 2. **控制与导航**:无来流工况下的飞行控制需要精细的传感器和算法支持。例如,通过集成惯性测量单元(IMU)、全球定位系统(GPS)以及视觉传感器,可以实现对无人机位置和姿态的精准控制。 3. **动力系统**:为了在无来流条件下产生足够的升力,仿生蝴蝶无人机可能采用电动马达驱动微型旋翼或者采用扇叶式的推进系统,这需要考虑到能量效率和重量的平衡。 4. **材料选择**:轻质且强度高的材料对于无人机的性能至关重要。碳纤维复合材料、高性能塑料等是常见的选择,它们可以帮助降低无人机的重量,同时保证结构的稳固。 5. **软件模拟与实验验证**:通过先进的CFD软件进行涡流仿真,可以预测无人机在各种飞行条件下的性能,但最终还需要通过风洞测试或实际飞行试验来验证设计的有效性。 "一种仿生蝴蝶涡流计算,无来流时工况"的研究是无人机技术中探索自然规律与工程应用相结合的一个重要领域。通过深入研究和模拟,我们可以期待未来出现更多高效、节能的仿生无人机,它们将为我们的生活带来更多的便利和创新。
2025-09-28 16:24:06 226.61MB 无人机
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扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真扑翼机仿真
2025-09-24 23:15:37 28KB python
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随着移动机器人应用领域的扩大和工作环境的复杂化,传统路径规划算法因其自身局限性变得难以满足人们的要求。近年来,智能仿生算法因其群集智慧和生物择优特性而被广泛应用于移动机器人路径规划优化中。首先,按照智能仿生算法仿生机制的来源,对应用于路径规划优化中的智能仿生算法进行了分类。然后,按照不同的类别,系统的叙述了各种新型智能仿生算法在路径规划优化中取得的最新研究成果,总结了路径规划优化过程中存在的问题以及解决方案,并对算法在路径规划优化中的性能进行了比较分析。最后对智能仿生算法在路径规划优化中的研究方向进行了探讨。
2024-07-08 11:44:29 1.51MB 移动机器人
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小R树莓派仿生六足蜘蛛机器人二次开发源码. 二次开发SDK代码分为驱动层和AI层,驱动层使用C++编写,并提供so函数库供上层调用。 AI层使用Python编写,结合Opencv,实现各种视觉识别功能,并将识别的结果发送给驱动层做出相应的反馈动作。 源码使用办法:将客服提供的libHexapodR1.so放到树莓派系统的/lib/usr目录,这个操作可能需要权限,所以要用sudo cp命令完成。 解压python_hexapod.zip后,得到两个文件夹: cpp文件夹:里面是六足核心驱动程序,使用C++编写,修改代码后,执行make命令完成编译。 python文件夹:里面是六足的AI层机器视觉相关功能代码,使用Python编写,修改后保存即可。
2024-04-24 10:20:51 161KB 源码软件 机器人
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1. 产品简介 本产品是一款基于ATmega328p微控制器制作的扑翼机控制板。 2. 应用场景 可应用于舵机驱动型扑翼机、仿生蝴蝶、仿生鸟的控制系统。 3. 产品概述 1、飞控板集成了舵机接口、接收机接口、电池接口同时仅有 2g 的重量。 2、基于arduino单片机ATmega328p制作,易于开发,支持arduino IDE。 3、支持7.4v8.5v高电压舵机连接。 4、支持ppm接收机连接。 5、预留了ICSP接口用于烧录arduino引导程序。预留串口用于上传和调试飞控程序。 6、本产品提供一份功能完整的源代码,开发者可在本产品硬件基础上实现二次开发。 4. 产品参数 1、供电:输入电压8.5V,推荐使用2S锂电池供电。 2、MCU:ATmega328p,8位AVR处理器。 3、舵机接口:2个8.5v高电压舵机接口。 4、接收机接口:1个ppm协议接口。 5、制作成本:40-60元左右。 6、PCB参数:24.6mm×18.1mm,双层板设计,顶层贴片。
2024-03-25 09:45:52 103KB arm
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超亲/疏水功能材料的仿生设计进展,李志伟,葛云鹏,近年来,基于自然界中丰富多样的生物种类设计具有独特超亲/超疏水的功能材料一直是一项重要且有趣的科学研究。虽然目前的研究取�
2024-03-01 22:46:16 533KB 首发论文
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物理结构仿生超疏水表面研究与应用进展,蒋炎,阚立爽,超疏水表面的微观结构与粗糙度的物理特性能显著提高材料的超疏水性能。对于金属,玻璃,纺织纤维,建筑外墙,载体等不同应用范围
2024-01-11 20:03:40 371KB 首发论文
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