关于机器人腿部的研究论文

与普通机器人腿区别：鸵鸟的敏捷能力跟奔跑速度是非常快的，有效提高的机器人的工作效率；在机器人腿和脚中实现了耦合力学，从而实现了节能和稳健的机器人行走；站立时，以及弯曲腿和膝盖时零努力。

首先腿很修长，而且奔跑的时候速度更快，然后能够完成更难的跨越动作，所以区别较大。

大自然不仅神奇，也是一个很好的老师，我们人类很多发明，都源于大自然。科学家通过研究鸵鸟奔跑，创造出了仿鸵鸟机器人退腿，这样一双腿和普通机器人腿相比，有着节能、快速、敏捷和有力优点，极大推动了机器人行业发展。

鸵鸟是大自然存在动物之一，虽然同为鸟类，可它们却并不会飞。即便体重超过100公斤，也能够以每小时55公里速度奔跑。鸵鸟奔跑时候姿势优雅，且富有耐力，凭借着出色奔跑速度，躲避了天敌的攻击。

普通机器人长久以来，腿部结构需要耗费大量能源，于机器人长时间工作，有着很大影响。细心科学家，通过研究鸵鸟奔跑，找到了改进方法，相比普通机器人腿，鸵鸟机器人腿有着下面这两个优点。

普通机器人腿部需要两个电机，一个用来行走，另一个则用来弯曲膝盖；如此设置增加了机器人构造，让其变得复杂，且重量也提升很多。

相比普通机器人，鸵鸟机器人少了一个电机，模仿鸵鸟行走、奔跑原理，节省了一个电机，也使得腿部构造更简单，使用过程中，也会更加节能高效。

普通机器人双腿，行走时候不如人腿灵活，更不可能做到力量协调均匀。机器人在使用过程中，除了消耗能源外，带给我们体验，也会更差一些。

这样一个情况，在鸵鸟机器人腿上，就能够得到体现。鸵鸟机器人腿，借鉴了鸵鸟腿的优势，结合了快速、敏捷、有力优点，这些优点还能够节约能量，让机器人工作时间更长。

随着科技发展，机器人产业也将越来越好。将机器人和人工智能结合，在将来的某一天，他们就能够完全替代人类，去做一些辛苦、具有危险事情。

最多追加100好吧，怎么都喜欢人啊 微型机器人的发展和研究现状 摘要: 微型机器人是微电子机械系统的一个重要分支, 由于它能进入人类和宏观机器人所不及的狭小空间内作业, 近几十年来受到了广泛的关注。本文首先给出了近年来国内外出现的几种微型机器人, 在分析了其特点和性能的基础上, 讨论了目前微型机器人研究中所遇到的几个关键问题, 并且指出了这些领域未来一段时间内的主要研究和发展方向。 关键词: 微型机器人; 微驱动器 近年来, 采用MEMS 技术的微型卫星、微型飞行 器和进入狭窄空间的微机器人展示了诱人的应用前 景和军民两用的战略意义。因此, 作为微机电系统技 术发展方向之一的基于精密机械加工微机器人技术 研究已成为国际上的一个热点, 这方面的研究不仅有 强大的市场推动, 而且有众多研究机构的参与。以日 本为代表的许多国家在这方面开展了大量研究, 重点 是发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空 间医疗微系统和微型工厂。国内在国家自然科学基 金、863 高技术研究发展计划等的资助下, 有清华大 学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、广东工业大 学、上海大学等科研院所针对微型机器人和微操作系 统进行了大量研究, 并分别研制了原理样机。目前国 内对微型机器人的研究主要集中在三个领域[6] : (1) 面向煤气、化工、发电设备细小管道探测的微型机器 人。(2) 针对人体、进入肠道的无创诊疗微型机器 人。(3) 面向复杂机械系统非拆卸检修的微型机器 人。 1 微型机器人的发展和研究状况 根据国内开展微型机器人研究的实际情况, 我们 着重讨论微型管道机器人、无创伤微型医疗机器人和 特殊作业的微型机器人。 111 微型管道机器人 微管道机器人是基于狭小空间内的应用背景提 出的, 其环境特点是在狭小的管状通道或缝隙行走进 行检测, 维修等作业。由于与常规条件下管内作业环 境有明显不同, 其行走方式及结构原理与常规管道机 器人也不同, 因此按照常规技术手段对管道机器人按 比例缩小是不可行的。有鉴于此, 微型管道机器人的 行走方式应另辟蹊径。近年来随着微电子机械技术的 发展和晶体压电效应和超磁致伸缩材料磁- 机耦合 技术应用的发展, 使新型微驱动器的出现和应用成为 现实。微驱动器的研究成果已成为微管道机器人的重 要发展基础[1] 。 日本名古屋大学研制成一种微型管道机器人, 可 用于细小管道的检测, 在生物医学领域的小空间内作 微小工作。这种机器人可以由管道外面的电磁线圈驱 动, 而无须以电缆供电。日本东京工业大学和NEC 公司合作研究的螺旋式管内移动微机器人, 在直径为 Φ2514mm的直管内它的最大运动速度是260mm/ s , 最 大牵引力是12N。法国Anthierens 等人研制出了适用 于Φ16mm的蠕动式机器人, 此种微型机器人的最大 运动速度为5mm/ s , 负载可达20N , 具有很高的运动 精度, 负载大, 但运动速度较慢且结构复杂。 国内的上海大学和上海交通大学都研制出了惯性 冲击式管道微机器人, 上海交通大学的微机器人采用 层叠型压电驱动器驱动; 上海大学的微机器人驱动器 有层叠型和双压电薄膜两种类型[3] 。图1 所示为双压 电薄膜微小管道机器人其运动机理, 该机器人采用双 压电薄膜驱动器, 相对于单压电薄膜, 增大了驱动 力, 提高了承载能力。该机构的最大移动速度可以达 到15mm/ s , 具有前进、后退、上升和下降功能。 112 微型医疗机器人的发展 近几年来, 医疗机器人技术的研究与应用开发进 展很快, 微型医疗机器人是其中最有发展前途的应用 领域, 据日本科学技术政策研究所预测, 到2017 年 医疗领域使用微型机器和机器人的手术将超过全部 医疗手术的一半。因此日本制定了采用“机器人外科 医生”的计划, 并正在开发能在人体血管中穿行、用 于发现并杀死癌细胞的超微型机器人。美国马里兰州 的约翰·霍普金实验室研制出一种“灵巧药丸”, 实际 上是装有微型硅温度计和微型电路的微型检测装置, 吞入体内, 可以将体内的温度信息发给记录器。瑞典 科学家发明了一种大小如英文标点符号的机器人, 未 来可移动单一细胞或捕捉细菌, 进而在人体内进行各 种手术。 国内的的许多科研院所主要开展了无创伤微型 医疗机器人的研究, 取得了一些成果。无损伤医用机 器人主要应用于人体内腔的疾病医疗, 它可以大大减 轻或消除目前临床上使用的各类窥镜、内注射器、内 送药装置等医疗器械给患者带来的严重不适合及痛 苦。中国科学技术大学在国家自然科学基金的资助下 研制出了基于压电陶瓷驱动的多节蛇行游动腹腔手 术术微型机器人, 该机器人将CCD 摄像系统, 手术 器械及智能控制系统分别安装在微型机器人的端部, 通过开在患者腹部的小口, 伸入腹腔进行手术。其特 点是响应速度快, 运动精度高, 作用力与动作范围 大, 每一节可实现两个自由度方向上±60°范围内迅 捷而灵活的动作, 图2 所示的是利用腹腔手术机器人 进行手术的场景[5] 。浙江大学也研制出了无损伤医用 微型机器人的原理样机, 该微型机器人以悬浮方式进 入人体内腔(如肠道, 食道) , 可避免对人体内腔有 机组织造成损伤, 运行速度快, 速度控制方便。 113 特殊作业微型机器人的发展 除了上述提到的微型管道机器人和无创伤微型 医疗机器人以外, 国内外一些科研工作者广泛开展了 进行特殊作业微型机器人的研究。这种微型机器人配 备相应的传感器和作业装置, 在军事和民用方面具有 非常好的发展前景。 美国国家安全实验室制造出了有史以来世界上 最小的机器人, 这部机器人重量不到28g , 体积为 411cm3 , 腿机构为皮带传送装置, 该机器人可以代替 人去完成许多危险的工作。美国海军发明了一种微型 城市搜救机器人, 该机器人曾在2001 年“9111”事 件发生后的世贸废墟搜救现场大显身手。日本三菱电 子公司、松下东京研究所和Sumitomo 电子公司联合研 制出只有蚂蚁大小的微型机器人, 该机器人可以进入 空间非常狭小的环境从事修理工作, 身体两侧有两个 圆形的连接器可以与其他机器人相连接完成一些特殊 的任务。 由于自然界中的生物具有人类无法比拟的某些机 能, 因此近年来利用自然界生物的运动行为和某些机 能进行机器人设计、实现其灵活控制、受到了机器人 学者的广泛重视。国内已有多所高校和科研院所在开 展微型仿生机器人方面的研究。上海交通大学基于仿 生学原理, 利用六套并联平面四连杆机构、微型直流 电动机及相应的减速增扭机构研制出了微型六足仿生 机器人, 体积微小, 具有良好的机动性。该机器人长 30mm, 宽40mm, 高20mm, 重613 克, 其步行速度达 到3mm/ s[2] 。上海大学也进行了一些微型仿生机器人 的研究工作。 2 微型机器人发展中面临的问题 (1) 驱动器的微型化 微驱动器是MEMS 最主要的部件, 从微型机器人 的发展来看, 微驱动技术起着关键作用, 并且是微机 器人水平的标志, 开发耗能低、结构简单、易于微型 化、位移输出和力输出大, 线性控制性能好, 动态响 应快的新型驱动器(高性能压电元件、大扭矩微马 达) 是未来的研究方向。 (2) 能源供给问题 许多执行机构都是通过电能驱动的, 但是对于微 型移动机器人而言, 供应电能的导线会严重影响微型 机器人的运动, 特别是在曲率变化比较大的环境中。 微型机器人发展趋势应是无缆化, 能量、控制信号以 及检测信号应可以无缆发送、传输。微型机器人要真 正实用化, 必须解决无缆微波能源和无缆数据传输技 术, 同时研究开发小尺寸的高容量电池。 (3) 可靠性和安全性 目前许多正在研制和开发的微型机器人是以医 疗、军事以及核电站为应用背景, 在这些十分重要的 应用场合, 机器人工作的可靠性和安全性是设计人员 必须考虑的一个问题, 因此要求机器人能够适应所处 的环境, 并具有故障排除能力[4] 。 (4) 新型的微机构设计理论及精加工技术 微型机器人和常规机器人相比并不是简单的结 构上比例缩小, 其发展在一定程度上和微驱动器和精 加工技术的发展是密切相关的。同时要求设计者在机 构设计理论上进行创新, 研究出适合微型机器人的移 动机构和移动方式。 (5) 高度自治控制系统 微机器人要完成特定的作业, 其自身定位和环境 的识别能力是关键, 开发微视觉系统, 提高微图象处 理速度, 采用神经网络及人工智能等先进的技术来解 决控制系统的高度自治难题是最终实现实用化的关 键。 3 结论 微机器人还处于实验室理论探索时期, 离实用化 还有相当的距离。存在许多关键的技术没有得到解 决, 这些问题的解决过程中同时会带动许多相关学科 的发展。只有当这些问题解决以后, 微型机器人的实 用化才会成为可能。我们要勇于创新, 抓住这个前沿 课题, 将微型机器人技术应用到国民经济建设发展影 响较大的领域。

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机械论文题目

1、自主导航农业机械避障路径规划

2、煤矿机械电气设备自动化调试技术研究

3、机械加工中加工精度的影响因素与控制

4、三自由度机械臂式升降平台运动学建模及仿真

5、基于并联交错的起重机械节能装置设计研究

6、CNN和RNN融合法在旋转机械故障诊断中的应用

7、机械剪切剥离法制备石墨烯研究进展

8、机械压力机滚滑复合导轨结构设计研究

9、机械压力机曲轴、轴瓦温升自动控制设计技术

10、基于无线传感的机械冲压机振动监测分析

11、基于GNSS的农业机械定位与姿态获取系统

12、一种冗余机械臂多目标轨迹优化 方法

13、基于湍流模型的高速螺旋槽机械密封稳态性能研究

14、基于多楔现象的微孔端面机械密封泄漏率分析及孔形设计

15、牵引变电站直流断路器机械状态监测与故障诊断研究

16、方钢管混凝土柱卡扣机械连接试验及有限元分析

17、机械电子工程与人工智能的关系

18、机械法与机械-酶消化法制备大鼠膈肌组织单细胞悬液的比较

19、机械制造工艺及精密加工技术研究

20、腐蚀减薄对X80钢管机械损伤凹陷过程中应力应变的影响

21、基于驻极体材料的机械天线式低频通信系统仿真研究

22、基于"J型锁芯"的机械锁芯结构创新分析

23、浅析我国烟草机械技术的发展现状和趋势

24、液滴分析仪的机械结构设计

25、化工机械密封件损伤数值模拟及维修对策探讨

26、一种镍基单晶高温合金的反相热机械疲劳行为

27、浅谈机械数控技术的应用现状和发展趋势

28、数控机械加工进刀工艺优化 措施 分析

29、基于STM32六自由度机械臂发展前景

30、机械工程自动化技术存在的问题及对策探析

31、机械设计制造的智能化发展趋势综述

32、RFID在机械加工中的应用探究

33、试论船舶机械设备维修保养中的常见故障及排除方法

34、探讨港口流动机械预防性维护保养

35、关于端盖零件机械加工工艺的设计要点分析

36、关于机械加工工艺对零件加工精度的影响研究

37、现代机械制造及加工技术分析

38、论机械设计加工中需要注意的问题

39、基于机械设计制造中零件毛坯选择的研究与应用

40、机械零件加工精度影响因素探析

机械电子工程毕业论文题目

1、全纤维曲轴锻造液压机同步控制研究

2、电脑缝编机送经与断经检测系统研究

3、MEMS传感器三维引线键合系统研制

4、单作用双定子叶片马达的排量及排量比研究

5、基于流场分析的双喷嘴挡板电液伺服阀特性研究

6、齿轮型多泵多马达传动规律研究

7、液压泵的振动机理及评价研究

8、基于声发射的轴承滚动接触疲劳量化诊断技术研究

9、KDQ1300墙体砖压机液压控制系统的节能研究

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11、模具生产协同管理系统的设计与实现

12、机床进给系统的多源误差模型分析与研究

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19、MKD-Delphi装备技术预测方法研究

20、中职学校第二课堂实践研究

21、气动软体机械手设计及实验研究

22、职教师资本科培养机械电子工程专业课程整合研究

23、中等职业学校教师课堂教学评价素养研究

24、JD公司内部控制体系优化研究

25、关于交流变频异步电力测功机系统的仿真研究

26、一种新型的非圆轴数控加工系统的研究与开发

27、DY制冷发生器热源模拟试验装置自动控制系统的研究

28、U型砌块成型机设计及其自动控制系统的研究

29、基于神经网络的工时定额技术研究

30、机电产品计算机辅助设计平台的研究及应用

31、电容式微机械静电伺服加速度计系统分析

32、玻璃微细加工工艺的研究与磁流体推进式微型泵样机的研制

33、射流助推式ROV型开沟机喷射臂及其冲刷过程研究

34、基于动态特性分析的机床主轴箱装配故障诊断研究

35、基于外驱动内置臂的航天服上肢寿命试验系统

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37、基于声发射技术的轮轴疲劳裂纹扩展规律研究

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自动化毕业论文题目

1、配网自动化相关技术的研究

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3、现场总线与工厂底层自动化及信息集成技术

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6、简述电力系统及其自动化发展趋势研究

7、变电所综合自动化系统应用分析与探讨

8、浅谈数字变电站自动化系统

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10、配电网自动化技术问题初探

11、配电自动化系统中配电终端配置数量规划

12、基于组态软件的综合自动化平台的设计与实现

13、生产线自动化及远程监控

14、地铁自动化控制相关系统的对比及应用

15、配电自动化试点工程技术特点及应用成效分析

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17、变电站综合自动化通信系统运行维护分析

18、浅谈变电站综合自动化系统的结构形式

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20、动力部一降压变电站综合自动化系统改造及应用

21、智能变电站是变电站综合自动化的发展目标

22、中心城市大型配电自动化设计方案与应用

23、浅析电气自动化控制系统的设计思想

24、建筑电气自动化系统安装的施工技术探讨

25、水电厂电气自动化控制设备的可靠性探讨

26、铝工业电气自动化的现状与发展趋势

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29、铁路变电站自动化监控系统的研制

30、浅析集控站综合自动化系统运行中存在的问题

31、基于IEC 61850的变电站自动化 系统安全 风险评估

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33、天津城市核心区配电自动化技术实施与进展

34、配电自动化若干问题的探讨

35、矿井主扇风机自动化与信息化改造

36、馈线自动化自适应快速保护控制方案

37、自动化系统运行中出现的操作失误、服务失败及补救措施

38、应用于拣选操作的自动化立体仓库作业优化调度

39、地质环境自动化远程监测项目社会评估--以山东省为例

40、矿井自动化项目技术管理模式浅论

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44、国外配网自动化建设模式对我国配网建设的启示

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