日本蛇形机器人品牌排行榜 蛇形机器人的简介

蛇形机器人 ，是一种能够模仿生物蛇运动的新型仿生机器人。由于它能像生物一样实现“无肢运动”，因而被国际薯埋咐机器人业界称为“最富于现实感的机器人。日本东京科技大数纯学于1972年研制出世界上第一条蛇形机器人，其速度可达40厘米/秒。而美国的蛇形机器人研究则代表了当今世界的先进水平。2000年10月，美国航空航天局在加利福尼亚装备研制中心展示了一种用于外太空探险的蛇形机器人，它能在一些复杂液搏地形行走时如履平地，运动十分灵活，并具有探测、侦探等多种功能。

大自然不仅仅赋予人类生命和丰富的自然资源，而且其丰富的生命形态给予了人类无穷无尽的启迪，让人们充分地利用自然和改造自然。这些启迪加上人类的聪明才智使科学技术不断进步，推动人类社会发展。从小鸟的展翅飞翔，到形状各异的风筝，还有后来更为先进的飞机。从蝙蝠的夜间疾飞到当今军事和民航上至关重要的雷达系统，都充分体现了研究生物系统对科学技术发展的重大贡献。模仿和探索大自然中生物的运动和功能，理解和获取有利的运动和控制原理，促使了仿生学的出现和发展。仿生学是20世纪60年代出现的一门综合性边缘学科，它由生命科学和工程技术科学相互渗透、相互结合而成。可以说仿生学的研究对科学技术和社会的发展起着举足轻重的作用。仿生系统以其能体现和再现生命特征成为现代研究的重点课题。生命系统的自主运动和适应能力的物理实现不仅能够把人从繁重、危险、单调乏味的工作环境中解脱出来，而且能够代替人在危险场合完成复杂作业。仿生学将生命原理应用到工程系统的研运态究和设计中，尤其对当今日益发展的机器人学科起到了巨大的推动作用，促进了仿生机器人领域的蓬勃发展。
在绝大多数人眼中，蛇是一种可怕的动物，甚至有很多人不愿意提及或看到这种动物。从圣经上的关于蛇的描写到中国寓言中农夫和纳悄此蛇的故事，无不反映出蛇阴险和可怕的一面。当然它本身与众不同的移动方式，也使人们产生恐慌和害怕，从而避而远之。其实蛇是非常洞迅有益于人类的动物，它可以消灭老鼠等害虫，而且对于整个生态平衡起着至关重要的作用。当然本文并不是研究生物蛇和人类的关系，而是根据蛇的生理结构和运动特点，设计和研究蛇形机器人的结构和运动，是从仿生学的角度出发研制有利于人类社会的机器人。当代机器人的研究领域己经从结构环境下的定点作业向非结构环境下的自主作业发展。机器人被急切需要应用到环境复杂、高度危险和人类无法进入的场合完成作业。除了传统的车型设计方法外，机器人学者把目光转向了生物界，力求从具有各种运动特征的动植物上获得启发，设计新的仿生机器人。蛇形机器人就是在这种条件下孕育而生的。蛇的各种独特的运动特性赋予蛇形机器人以多种功能。蛇形机器人不但能够适应各种复杂地形，能够平均分配自己的体重，还具有自封闭的结构等特点使其吸引了国内外众多机器人学研究人员展开了对蛇形机器人的研究。

1. 上个世纪七十年代，日本东京工业大学的带指Hirose教授就已经开始了蛇形机器人的研究。Hirose教授于1972年研制了第一台蛇形机器人(ActiveCordMechani*-ACMIII)。该机器人的总长为2m，具有20个关节，依靠伺服机构来驱动关节左右摆动。为与地面有效地接触，该机器人的腹部安装了脚轮。该机器人的最大速度为40cm/s，只能在平面蠢肢配上运动。继第一台蛇形机器人之后，Hirose教授的研究室又先后研制了一系列的蛇形机器饥歼人。ACM-R3是最近的研究成果，ACM-R3机器人采用完全无线控制的方式，每个关节自带电源。而且ACM-R3为三维结构，能够在三维环境中运动和完成复杂的三动作。

2. 2002年，中国国防科技技术大学研制了一个蛇形机器人样机，该样机不但可以实现平面内运动，而且采用密封外皮后，能在水面上实现蜿蜒运动。
   

蛇形机器人，是一种能够模仿生物蛇运动的新型仿生机器人。由于它能像生含闹物一样实现“无肢运动”，因而被国际机器人业界称为“最富于现漏行实感的机器人。挪威科技工业研究院(SINTEF Research Institute)已经设计出一种用于火星返老哗表面探测的蛇形机器人。

长期以来，高空电缆的巡检都以人工为主，人工检修过程中除了要顾虑工况危险以外，还要考虑长时间检修使人疲劳所带来的人为误差。这种方法不仅消耗大量人力资源，还难以保证检修精度。

而对于一般机器人来说，高空电缆复杂的桁架结构基本无法使其正常工作。蛇形机器人得益于其狭长的身体机构和多样的运动形式，对于需要攀爬作业的结构有良好适用性。

中国矿业大学唐超权教授带领的课题组开发了一款蛇形机器人，用于代替人工进行高空电缆巡检。该蛇形机器人由9个相同的关节、一个集控制系统与供电一体的模块和头部的感应器组成。关节与关节之间可以完成单轴向180度的旋转，且相邻两个轴是正交的，从而可以在复杂环境中进行穿插。而在光滑的表面上，机器人可以凭借每个关节的自转，身体绕成圆形来完成移动。

为了使蛇形机器人有一定的自主性，机器人搭载了丰富的传感器。机器人需要利用惯罩逗性传感器的信息有效估计自身的状态，因此各个关节姿态控制和姿态解算就成为了机器人设计的关键。

为此，中国矿业大学使用了NOKOV(度量)光学三维动作捕捉系统来捕捉机器人的关节运动。该系统利用8个Mars 2H红外光学动作捕捉镜头，捕捉固定在蛇形机器人各关节上Marker标记点，从而获取蛇形机器人运动过程中每个关节的梁闷衫位置坐标和角度变化，作为参考量。通过将惯性传感器信息融合后解算出的位姿和动作捕捉系统获取橡腔的位姿数据进行对比，验证了算法的有效性。