柔性连续型仿生机器人驱动机理与控制方法研究

项目名称： 柔性连续型仿生机器人驱动机理与控制方法研究

项目编号： No.51375329

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 康荣杰

作者单位： 天津大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 连续型机器人采用与章鱼触手、象鼻等生物器官类似的"无脊椎"结构，可柔顺地改变自身形状以适应环境。但柔性机构的负载能力较弱，并导致形态检测与闭环控制的难度加大，制约了此类机器人的实用化。 本课题利用仿生学技术，以连续型器人为研究对象，提出一种新型柔顺并联混合驱动机构，研究其设计与综合原理；以旋量代数和卡尔曼滤波算法为理论方法，建立连续型机构的通用运动学模型和刚度模型，研究其位置形态估计方法；基于最优化理论研究连续型机器人的路径规划算法及非线性约束关联关系，建立连续型机器人机构优化和全局闭环控制理论体系。在理论研究的基础上，开发柔性连续型机器人物理样机验证平台，完成复杂环境下的柔顺避障和抓持操作。 本课题预期成果将为连续型机器人的设计研究提供理论和技术，突破此类机器人在灵活性、控制精度、负载能力和紧凑性之间的相互制约关系，对其在工业、医疗、军事和搜救等方面的工程实用化具有重要意义。

中文关键词： 连续型机器人；柔顺结构；混合驱动；仿生控制；

英文摘要： Continuum robots are inspired by octopus arms and elephant trunks which have invertebrate, elastic structures, and are capable of changing their shapes to adapt to the unstructured environment. However, in comparison with conventional rigid mechanisms, th

英文关键词： Continuum Robots；Compliant Mechanism；Hybrid Actuation；Bio-inspired Control；