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基于微分几何的蛇形机器人移动与操作统一动力学模型研究
Alternative TitleA unified dynamic model for locomotion and manipulation of a snake-like robot based on differentialgeometry
王智锋; 马书根; 李斌; 王越超
Department机器人学研究室
Source Publication中国科学:信息科学
ISSN1674-7267
2011
Volume41Issue:2Pages:190-206
Indexed ByCSCD
CSCD IDCSCD:4131504
Contribution Rank1
Funding Organization中国科学院知识创新工程青年人才领域前沿资助项目(批准号:07A1200101); 国家高技术研究发展计划(批准号:2006AA04Z254)资助项目
Keyword蛇形机器人 动力学建模 统一模型 微分几何 移动状态 操作臂 动力学模型 动力学方程 构形空间 操作状态
Abstract蛇形机器人本体是一种多关节串联机构,可以在各种环境中运动,并且当一端固定时可以实现操作.本文提出一种蛇形机器人移动与操作的统一动力学建模方法,统一蛇形机器人移动状态及操作状态的动力学方程.机器人从移动状态到操作状态的转换意味着机构上的重构,即移动状态无固定基座,而操作状态有固定基座.应用虚设机构法在机构学上统一这两种状态(即构形空间中的嵌入关系),利用指数积公式描述这两种状态的运动学方程.在Riemann流形上建立起蛇形机器人移动和操作的动力学模型,并在对动力学模型中各项计算分析的基础上发现机器人操作动力学方程可直接由移动动力学方程退化得到,同时应用子流形的Gauss公式给出证明.由此在微分几何框架下建立蛇形机器人移动与操作的统一动力学模型.按照几何的观点将蛇形机器人移动与操作动力学模型的统一看作是子流形问题,并赋予几何意义.较单独针对蛇形机器人的一种状态(移动或操作)的动力学模型而言,这种统一的动力学模型能够更深刻地揭示蛇形机器人动力学的特征.
Other AbstractA snake-like robot,whose body is a seried-wound articulated mechanism,can move in various environments.In addition,when one end is fixed on a base,the robot can manipulate objects.A method of dynamic modeling for locomotion and manipulation of the snake-like robot is developed in order to unify the dynamic equations of two states.The transformation from locomotion to manipulation is a mechanism reconfiguration,that is,the robot in locomotion has not a fixed base,but it in manipulation has one.First,a virtua...
Language中文
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Cited Times:3[CSCD]   [CSCD Record]
Document Type期刊论文
Identifierhttp://ir.sia.cn/handle/173321/7210
Collection机器人学研究室
Corresponding Author王智锋
Affiliation1.中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室
2.中国科学院研究生院
3.日本立命馆大学理工学部机器人学系
Recommended Citation
GB/T 7714
王智锋,马书根,李斌,等. 基于微分几何的蛇形机器人移动与操作统一动力学模型研究[J]. 中国科学:信息科学,2011,41(2):190-206.
APA 王智锋,马书根,李斌,&王越超.(2011).基于微分几何的蛇形机器人移动与操作统一动力学模型研究.中国科学:信息科学,41(2),190-206.
MLA 王智锋,et al."基于微分几何的蛇形机器人移动与操作统一动力学模型研究".中国科学:信息科学 41.2(2011):190-206.
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