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新概念几何机器人采用电动推杆作为动力

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点击次数:更新时间:2017-11-22 11:11:51

从1990年代的《神龙斗士》,到如今的《变形金刚》,机器人形象已深入人心。狭义的机器人是指仿人形"两足机器人",广义的机器人包括仿四足狗马、六足昆虫、八足蜘蛛等"多足机器人",以及蛇形机器人等。若在传统轮式、履带式移动系统上搭载计算机,使其具自主移动能力,也称为"轮式机器人"或"履带式机器人"。
 
  姚燕安首提"多模式整体闭链连杆式移动系统"新概念移动系统,其本质是将复杂空间连杆机构整体用于构成移动机器人的机械本体,具有复杂环境的高度适应能力、良好刚度以及低成本控制系统等显著技术优势,其定位为应用于现有轮式、履带式以及腿式等移动系统均难以适应和通过的极端复杂障碍地形。
 
  基于多模式整体闭链连杆式移动系统,姚燕安提出俗称"几何机器人"的新概念机器人。顾名思义,几何机器人设计理念源于几何学。应用机械科学制造三角形、四边形、四面体、立方体等物理实体,用电动机驱动并以计算机进行自动控制,使这些实体形状可变化且可在地面遥控或自主滚动、步行或爬行,成为"平面几何图形机器人"或"立体几何图形机器人"。
 
  以滚动三角形机器人为例,将三角形的顶点进行铰接(两条边在铰接点处可以转动),各边采用电动推杆作为动力。通过调整电动推杆的长度,使机器人的重心发生变化,当重心超出底边的支撑区域时,机器人发生倾倒。重复这个过程,滚动三角形机器人即可以实现直线移动。如果在三角形机器人下方安装两只"脚",那么它就可以实现步行了。
 
  六边形机器人同样与几何学中的六边形类似,在每个顶点处设置转动铰链,使它获得变形能力。从中不难发现,随着边数的增加,机器人的变形能力也在逐渐增强。六边形机器人可变形为:三角形、四边形、五边形,甚至可以模仿履带的方式进行滚动运动。
 
  继续增加边数,我们可以获得更为复杂多变的多边形机器人,如模拟六角或八角雪花形状的雪花型多边形机器人等。以立体几何中的空间多面体为基础,可以构造多面体机器人,包括四面体机器人、五面体机器人、六面体机器人,以及削楞截角多面体机器人等。
 
  此外,将折叠缩放技术与几何机器人结合,还可构造出各种外形可以变大或变小的机器人。


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