针对传统刚性检测手段因其体积大、自由度低、灵活性差等缺陷,难以适应复杂狭小非结构化环境中的检测需求,且传统组装式连续体机器人存在结构复杂、运动变形差、控制精度低等问题,提出一种面向狭小环境检测应用的柔性一体化连续体机器人,并对其进行运动建模和控制方法研究。在常曲率假设下基于几何分析方法建立机器人的正逆运动学模型,构建其驱动空间、关节空间及操作空间的映射关系,并对其运动特性进行仿真分析。基于蛇形运动机制提出一种柔性连续体机器人运动控制方法,以蛇行运动模型和逆运动学为基础来控制连续体机器人的推送运动。搭建相应的物理样机平台对所建运动模型和所提控制方法进行实验验证,结果表明所建运动模型能够较为准确地描述柔性检测机器人的弯曲运动特性,所提控制方法实现了机器人的运动控制,且控制效...

从搜索服务的灵活性角度出发,设计了一款具有柔性骨架通过拉线驱动的搜索机器人。以实现机器人的末端导向控制为目的,研究搜索机器人导向末端的运动学特征,提出了一种基于恒定曲率假设的运动学建模方法;该方法基于旋量理论得到了机器人导向末端的正向运动学中关节空间到工作空间的映射,基于导向末端固有的几何属性得到了驱动空间到关节空间的映射以及全局的逆运动学映射。然后,给出了导向末端工作空间分析及空间轨迹规划仿真算例;接着通过实验和仿真结果对比,进一步验证了运动学算法的有效性和机器人前端的导向能力。最后,机器人通过穿越模拟的三维废墟狭小通道验证了其适应性和搜索能力。