基于蚯蚓原理的多节蠕动机器人

介绍了多节蠕动机器人的机体构造和运动原理，建立了机器人运动模型并进行了分析. 阐述了该机器人系统的控制组成和软件设计. 讨论了机器人在不同倾角橡胶管道内的驱动性能试验.进行了机器人温度试验及转弯性能试验.结果表明：该微小型机器人运行可靠、平稳，控制方便，有一定的爬坡能力；连续工作时机器人温度不超过35℃；可通过大于36mm的弯曲半径.该研究为非结构环境狭小空间及人体消化道探察机器人的研制奠定了基础．     

六足移动式微型仿生机器人的研究

本文描述了一种微型六足仿生机器人的结构与控制，分析了这种微型六足仿生机器人 的移动原理. 该机器人基于仿生学原理，结构独特、简单、新颖，能方便地实现前进和后退 ，其样机外形尺寸为：长30mm，宽40mm，高20mm，重6.3g．并对该样机进行了实验，实验 结果表明该机器人具有较好的机动性．     

多模块蛇形管道打磨机器人的设计与分析

设计了一种由多个模块构成的蛇形管道打磨机器人,各个模块之间可以快速拆装,其中驱动模块为机器人在管道中前行提供动力牵引．该机器人可以主动适应内径为250 mm~450 mm的直管道、弯管道及其组合管道,可以在管道内部实现以打磨作业为主的作业功能．同时,提出了适用于蛇形管道打磨机器人自身过弯管的速度模型,通过对机器人的力学分析得出各个模块之间相互作用力的计算方法及影响机器人在管道内部转体运动发生的因素．在ADAMS软件中进行了虚拟样机仿真验证,初步验证了蛇形管道打磨机器人的通过性并得出机器人在管道内部前行的最佳匹配．最后,搭建了实验平台,制作了机器人真实样机,验证了机器人对内径为250 mm~450 mm管道的适应性、通过性及作业效果．     

六足微型仿生机器人及其控制系统的研究

介绍了一种微型六足仿生机器人的结构与控制系统，分析了这种微型六足仿生机器人的移动原理，阐述了如何通过计算机来控制微型六足仿生机器人的运动，该机器人基于仿生学原理，结构独特，简单，新颖，能方便地实现前进和后退，其样相外形尺寸为：长30mm,宽40mm,高20mm，重6．3克，并对该样机进行了实验，实验结果表明该机器人具有较好的机动性。     

体内微型机器人的全方位旋进驱动特性

提出了一种由外旋转磁场驱动的体内微机器人．它以相邻径向异向磁化瓦状多磁极圆筒形NdFeB永磁体为外驱动器，以机器人内嵌同结构的NdFeB永磁体为内驱动器，外驱动器旋转时产生旋转磁场，通过磁机耦合作用于内嵌驱动器形成机器人驱动力矩，在本体外表面螺纹与流体动压力的作用下，实现机器人在管道内的在线旋进．在建立微机器人游动模型的基础上，以垂直管道为试验环境，研究了机器人的全方位驱动特性，试验结果表明机器人可以实现管道内全方位驱动．     

微型全方位移动机器人的研制

本文介绍了采用2毫米电磁型微马达作为驱动器的移动微型机器人．其整体尺寸为10mm×6mm ×5mm．作为微型机器人的核心部件,微马达采用电磁型轴向磁通结构以获得较大的输出力 矩．该马达的设计创新还在于其控制上可以在不同的阶段采用同步电机和步进电机两种 控制方式．微型机器人的控制器通过超细直径的柔性导线与机械结构相连,创新的结构设计 使得机器人的转弯半径非常小,将导线连接的影响降至极小．通过算法可以控制该机器人前 进、后退、灵活转弯．本文详细论述了该微机器人的设计、制作、结构部件和性能．     

微型仿生肠道内窥镜机器人的设计与实验

根据当前胃肠道内窥镜自主运动机器人的研究方向,设计了一种微型的肠道内窥镜机器人系统。机器人采用仿尺蠖式的运动步态,通过直流无刷电机驱动驻留-伸缩-驻留式的结构实现主动运动。整体采用模块化设计,主要包括驻留机构、伸缩机构、电路控制系统以及无线供能模块。对机器人结构模型进行了理论探讨,介绍了电路控制系统的设计,以及无线供能模块的构成。最终的机器人样机直径约为14 mm,整体长度约为61 mm。机器人在PVC柔性管道和猪小肠离体爬行实验中运行稳定可靠,能够实现前进、退后和停留等步态。实验结果表明该微型仿生肠道内窥镜机器人在肠道内可以实现主动运动。     

国外微型管内机器人的发展

本文首先论述了微型管道机器人的发展背景及与传统管内机器人的区别,然后 对几种典型常规小管径管道机器人和国外几种典型微驱动式管内微型机器人工作原理对比分 析,指出了目前管内微型机器人研究中所面临的主要问题,并对实现微管内机器人 实用化的关键技术及研究发展方向进行了探讨．     

一种单构件双运动机理微小型机器人移动机构

传统微小型机器人的移动机构难以同时满足对高移动速度和高分辨力的需求,而宏微双重移动机构通 常存在结构复杂的缺点．针对这一问题,提出一种单构件双运动机理移动机构．该机构具有双重运动机理,即非谐 振条件下的粘滑运动机理和谐振条件下的碰撞运动机理,分别用于实现较高的运动分辨力和较高的运动速度．实验 结果表明,原理样机在前进与后退方向的运动分辨力分别可以达到0.896 mm 和0.456 mm,在10V 电压驱动下运动 速度可达172 mm/s．该机构结构简单,易于微小型化与批量制造,同时具有较高的运动速度与运动分辨力,可以提 高微小型机器人的运动性能．     

毫米级全方位移动微型装配机器人设计、运动学分析与控制

介绍了一种用于微型工厂的毫米级移动微装配机器人,其具有独特的全方位运动结构．微机器人由4个直径3 mm的电磁微马达驱动,并装备有一对微型夹钳．通过分析运动学矩阵的秩,证明了微机器人的全方位特性,并建立了微夹钳的运动学方程．设计了基于计算机视觉的微机器人控制系统,给出了微机器人定位和驱动方法．实验证明了微机器人的负载能力、机动性以及控制系统的有效性．     

直进轮式全驱动管内行走机构的研究

本文提出了一种新的管内行走机构，它利用一个电机同时驱动均布在机架上并与管内壁用弹簧力相封闭的６个行进轮，从而实现了可以轴向进直全驱动的管内行走，该机构结构紧凑，驱动效率高，制造容易，安装方便，工作可靠。     

管内行走机器人机构的研究

本文提出了一种新型管内行走机器模型,探讨了模型的设计方法,并对该模型进行了实验研究,实验表明,该机器人能在水平或垂直上升管内平稳行走.     

Development of a novel type of microrobot for biomedical application

This paper proposes a new type of microrobot that can move along a narrow area such as blood vessels which has great potential for application in microsurgery. Also, the development of a wireless microrobot that can be manipulated inside a pipe by adjusting an external magnetic field has been discussed. The model microrobot utilizes an electromagnetic actuator as the servo actuator to realize movement in biomedical applications. The structure, motion mechanism, and evaluation characteristic of motion of the microrobot have been discussed, and the directional control can be realized via the frequency of the input current. The moving experiments have been carried out in branching points in the horizontal direction, and the moving speed of the robot has been measured in vertical direction by changing frequency. Based on the results, the microrobot has a rapid response, and it can clear out dirt which is adhering to the inner wall of pipe. This microrobot will play an important role in both industrial and medical applications such as microsurgery.     

融合视觉和嗅觉的管道探测机器人的设计与实现

介绍了一种新型管道探测机器人系统．采用视频分划生成的十字线，对管道内的视频图像信号中的目标信号进行识别和判断；利用气体传感器对管道内残留的有害气体进行识别和判断，并融合两部分的判断结果送入控制系统，用以控制机器人的移动和对目标执行动作．本系统采用巧妙的机械结构有效实现机器人在直管和弯管进行简易、快速、准确的检测．通过原理样机验证了这套系统的可行性．     

受限管道空间内压壁机器人控制方法研究

为了能够在受限管道空间内自由移动,机器人必须适应管道的各种几何变化。提出了一种压壁式机器人,可以适应管道直径和坡度的变化。还提出了一种利用安装在压壁机构上的角度传感器估计机器人主体与管道之间的相对姿态的方法。由于法向力和姿态可以从角度传感器测量的角度信息估计,机器人的姿态控制比使用压力或视觉传感器更加简单、有效。相对于管道的几何姿态估计使机器人能够识别管道的倾斜度,机器人可以根据管道倾斜度的变化来控制法向力。经过实验验证,使用所提出的方法在机器人姿态控制的同时,还可以降低机器人部件的功耗和应力。     

蛇形供水管道机器人头部结构设计与运动学分析

管道机器人被广泛应用于管道检测领域,为适应小口径带压供水管网的检测,设计了一种小体型的蛇形管道机器人头部结构,不仅有着良好的防水抗压效果,且该结构引入连续体机器人的特点,采用绳驱柔性体和关节旋转的配合动作来进行姿态变换,使得机器人头部运动更加灵活,能够在150mm-300mm的小口径自来水管道中自由移动,有着广泛的可达任务空间;运用等效D-H方法建立机器人的运动学模型,计算出其正、逆解析表达式,并使用蒙特卡罗法在Matlab中绘制出机器人头部的可达任务空间图,最后将设计的虚拟样机模型在Adams仿真软件中进行仿真分析;运动学分析和虚拟样机模型的仿真分析结果表明,所提设计方案合理可行,满足应用设计需求。