跳跃机器人的优势和发展趋势
跳跃机器人的优势
随着机器人领域的不断发展,对机器人的要求也在不断提高,尤其是在机器人的运动能力和活动范围等方面,提出了更高的要求。因此,为了提高机器人的运动能力和运动范围,许多学者把目光转向物种丰富的自然界,并且在一定程度上受到动物跳跃运动的启发,不断尝试研究具有较强跳跃能力的机器人。在一般来情况下,弹跳机器人的主要优势可以分为下面几个方面:
1) 通过把传统机器人与跳跃机器人巧妙的相结合,使其运动范围大幅提高。可以越过本身尺寸数倍甚至于数十倍的的障碍物或沟陷。具有考古、星际探测等方面很好的应用前景。
2) 在草原和沙漠地区,由于地表较为松软,因此摩擦力较小,传统轮式机械无法正常工作。在这种情况下,弹跳机器人强大的运动能力很好的解决了这一难题,起到了不可代替的作用。
3) 跳跃机器人的跳跃过程所涉及到的动力学是典型的非线性,控制对象也是离散的。因此,可以通过对其跳跃过的研究,促进有关数学、力学等相关学科的不断发展。
4) 生物界的很多动物都比较擅长弹跳运动,人类通过对自然界中的动物运动方式的观察、研究和不断的分析,可以总结出其运动机理,并把研究成果与机器人相结合,达到生物界和机器人共同发展的目的。
5) 弹跳运动具有较强的快速性和灵活性,可以借鉴这一特点,用于改善目前爬行或步行机器人的运动缓慢的缺点。
6) 由于跳跃机器人在空中运行时间较短,然而很多具体信息都要及时处理。为了保证机器人能够稳定落地,有效的促进了与传感器相关的许多学科的发展。
7) 如今多足机器人与弹跳机构的结合有助于促进下一代机器人的发展,仍有两种技术问题有待解决:一是处理在空中停留和接触地面这两种状态运动模式生成技术;二是能够吸收着地时的冲击力以及修正姿态误差的稳定控制技术。正是这两项技术使跳跃运动不同于行走运动。
跳跃机器人的发展趋势
跳跃机器人在不同的场合应用各有不同,但总体方向是向微型化和自主控制方向发展。并且跳跃机器人的各种机构非常多,诸如,蓄能机构[18],锁定机构,释放机构,平衡机构等。为了使其能量的到有效的利用,提高弹跳机构的运动能力,并且能够实现对弹跳机构的精确控制。因此构件有效机构、微型化和与其他运动方式相结合就显得很重要。并且在军事侦查中,跳跃机器人应该尽量隐蔽,因此把其外形做成某些动物,体积尽量小,也显得举足轻重。并且很多跳跃机器人在执行任务时,很多环境是不适宜人类进入的,遇到各种情况,需要机器人能够自主识别并能做出及时的处理,这就要求其要有一定的智能系统。整体来讲,跳跃机器人正在朝着小型化、仿生和智能化等方向发展。