最遠距離命中移動靶心的自主連續體機器人
——世界紀錄介紹*

李飛 馬鵬菲 楊浩 楊朝中 彭海軍

(大連理工大學 力學與航空航天學院 工業裝備結構分析優化與CAE軟件全國重點實驗室, 大連 116024)

1 連續體機器人的研制

傳統剛性機器人因其自身存在體大笨重、自由度受限、安全性不足等缺點,已難以滿足狹窄、多障礙的非結構化環境作業需求.近年來,人們借鑒仿生學思想,通過模擬例如象鼻、蛇、章魚爪等生物結構特征和運動行為,設計了各種仿生連續體機器人,它們與這些生物具有類似的驚人環境適應能力.本團隊借鑒張拉整體結構的概念,設計了一種繩索驅動的張拉連續體機器人,它是由一組受壓構件和受拉繩索組成的自平衡系統.張拉連續體機器人結構中的剛性構件模擬生物骨骼,而柔性繩索模擬肌肉或韌帶,再通過外圍繩索的收縮與釋放模擬肌肉的牽引功能,最終實現其柔順大變形運動.

2 遠距離目標瞄準跟蹤控制

目前,連續體機器人在航空發動機檢測、核反應堆燃料棒掃查、微創手術輔助等重大工程中的實際應用已成為各國競爭的科技高地.事實上,連續體機器人在執行這些任務的背后將面臨一系列復雜的動力學與控制問題.圍繞連續體機器人的精準控制技術,本團隊提出了一種基于視覺的張拉連續體機器人自主跟蹤控制方法,并通過遠距離瞄準跟蹤動態目標的場景任務來展示控制效果.為了對所提方法及所研制的機器人進行性能驗證,團隊向世界紀錄……