The Human Centered Robotics & Automation

软体机器人

主要研究方向    

 

 

软体机器人的仿生设计

软体机器人的建模

软体机器人的控制


软体机器人的仿生设计

 

 

线驱软体机器人设计

 

受到“肌肉性静水骨骼”结构的启发,本研究设计了一种线驱动软体机械臂,用驱动线来模拟“纵向肌肉”,以期望实现类似于象鼻的复杂功能。

 

 

软体机器人的建模

 

 

线驱软体机器人的运动学模型

 

根据线驱软体机器人的几何关系,基于分段常曲率假设进行软体机器人的运动学建模。从而建立驱动拉线与机器人运动的关系。

 

线驱软体机器人的动力学模型

 

基于凯恩方法,考虑惯性力、重力、弹性内力、线驱动力,进行线驱机器人的动力学建模。

 

 

 

软体机器人的控制

 

 

机器人自由空间内的视觉伺服

 

将CCD摄像头内嵌软体机器人中,使用单目相机,采用深度独立矩阵进行视觉伺服的控制器设计,进行手眼伺服系统下的特征点目标追踪。

 

机器人受限环境中的视觉伺服

 

为解决拥挤环境如手术体腔环境中的手眼伺服问题,设计自适应控制器,模拟软体机械臂受外界环境干扰的情况下,进行目标点的追踪。

 

 

 

 
 

机器人利用光纤接近传感器的末端位置控制

 

软体机器人内嵌光纤传感器,通过检测接收光强来判断末端与目标的距离,使用此原理进行机器人末端位置控制,完成动态心脏追踪。

 

 

 
 

机器人利用光纤接近传感器的末端姿态控制

 

接近传感器末端姿态控制,是利用光纤传感器组反馈光强差异进行软体机器人末端姿态的调整,以解决末端与目标平面的角度调整问题。

 

机器人末端力控制

 

末端嵌入力传感器薄膜或光纤原理的力传感器对于动态目标进行力跟踪控制,保证接触对象的受力保持不变或达到期望指令。

 

机器人形状估计与控制

 

软体机器人的形状估计与控制对于机器人状态感知有很重要的意义,通过内嵌光纤等距刻入光栅,构造分布式光纤光栅传感器网络。检测反射光波长判断弯曲位置,从而进行软体机器人的形状感知,并进行形状控制。