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2蛇形机器人结构简介
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相邻关节模块连接示意图
蛇形机器人机构的构成
（2）蛇形机器人运动控制方法研究
蛇可以做多种动作来适应它
2蛇形机器人结构简介
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相邻关节模块连接示意图
蛇形机器人机构的构成
（2）蛇形机器人运动控制方法研究
蛇可以做多种动作来适应它所处的环境，但大体上可分为四种步态：
蜿蜒运动
直线运动
伸缩运动
侧向运动
蜿蜒运动
生物蛇的蜿蜒运动
直线运动
生物蛇的直线运动
伸缩运动
生物蛇的伸缩运动
侧向运动
生物蛇的侧向运动
蛇形机器人运动示意图
平面蜿蜒运动
平面蜿蜒运动是通过控制关节模块水平轴的关节保持直线，而垂直轴的关节呈正弦变化产生；采用的算法公式为：
(b)侧向运动
侧向运动是控制关节模块的垂直轴（yaw轴）的关节和水平轴（pitch轴）的关节都呈正弦变化，两个曲线之间有一个相位差；采用的算法公式为：
(c)伸缩运动
伸缩运动方式可以通过控制它的垂直轴（yaw轴）的关节保持直线，而水平轴（pitch轴）的关节呈正弦变化实现。它在垂直面内运动，适合穿越狭小的管道。
(d)翻滚运动

翻滚运动是控制关节模块的垂直轴的关节和水平轴的关节变化，采用的算法公式为：
（3）分布式控制系统和微型嵌入式控制器的研究
蛇形机器人原理样机控制系统结构
(a)原理样机控制系统
蛇形机器人控制系统结构
主控单元
执行
单元
CAN总线
执行
单元
执行
单元
... … …
执行
单元
执行
单元
执行
单元
监控系统
机器人
控制系统
(b)分布式控制系统结构
已应用在: 拟人机器人
星球探测机器人
(c)微型嵌入式控制器的研究
特点：模块化
体积小
功能全
功耗低
现场可编程
（4）地面特征识别技术的研究
传感器
压杆
传感装置
关节模块
传感装置安装示意图
底面
识别平坦的硬地面、软土、沙地
(5)基于GPS的蛇形机器人定位方法的研究
对于用于野外工作的蛇形机器人，定位是个关键问题。基于GPS的定位方法是目前应用最广的方法。目前实验定位精度< 15米
我们在探索应用我国的北斗导航定位系统进行定位的方案。
天线
处理单元
微处理器
GPS进行定位的原理图
（6）应用研究
监控站
操作台
监视器
传 感 器
蛇形机器人
作业单元
蛇形机器人作业系统框图
应用
车底探查实验
结合国家反恐防暴的需求
理论方法问题，仿生静态与动态模型，复杂模型计算方法，基于传感器变结构方法，往往是非线性、非定常问题，……
多自由度灵巧机构，运动学与动力学，冗余与柔性，高效驱动装置，……
感知与模式识别技术，内部姿态，外部环境，距离、力觉、触觉等，特别是视觉问题，……
嵌入式控制技术：微小型硬件平台，高可靠性软件系统，高性能实时学习技术，基于传感器的群体行为智能控制技术，……
人机交互技术，通讯，时延，临境与虚拟现实，……
微小型机电系统设计、加工、装配，……
微、仿、多、遥、网
关键技术－挑战性研究 方向
主要介绍了微小型仿生技术与机器人基本内涵、研究意义、关键技术、发展趋势。
嵌入式芯片、微机电系统、新材料等方面发展给微小型仿生技术研究带来了机遇。
智能仿生机器人是人类科学研究追求目标，开展这方面研究不仅促进多学科发展，而且广泛应用服务于社会。
结束语
CHUANGYI SHOUHUI SHANGWU MICROSOFT POWERPOINT
THANKS!