基本信息
- 项目名称：
- 基于风滚草仿生的被动驱动型星球探测机器人（II代）
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 模仿风滚草的形态及运动机理，设计了一种被动驱动球形机器人，用于星球探测或极地勘探。由钢丝制作的球形骨架和附着于骨架的多组气囊组成。气囊由气泵通过电磁阀充气，调节气囊充气状态实现迎风面大小和角度的调节，依靠风力驱动，初步实现滚动、调速、爬坡等功能。样机可以整体收缩，便于发射。在探测阶段的停止状态下，样机内部的太阳能电池板伸出球体外部接受光照，为控制系统提供电能。节能环保，成本低，应用前景广阔。
- 详细介绍：
- 模仿风滚草（北美沙漠中的一种随风滚动的植物）的形态结构及运动机理，设计了一种被动驱动球形机器人，旨在用于星球或极端环境的探测任务。该机器人由一根中轴和若干球形龙骨构成骨架，骨架上附着一组可充放气的气囊。 气泵通过电磁阀为气囊充气，控制气泵和电磁阀，改变气囊充气状态，改变一定风力下机器人迎风面的大小和角度，实现滚动、调速、爬坡和转向等运动功能。 采用两段式中轴，通过中轴收缩，实现球...(查看更多)
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一、设计目的 1、模仿风滚草的原理设计风力驱动的球形滚动机器人，用于星球探测或极地探测； 2、通过多组受力单元实现迎风面大小和角度调整，实现机器人在风力不变条件下的加减速，急停和转向等； 3、设计整个样机的收缩，便于机器人搭载和发射； 4、解决控制系统的能源供给，减少自身能源携带。 二、设计方案 1、深入了解风滚草的被动驱动原理，模仿风滚草的结构，用轻质高强度的钢丝制成球形骨架，...(查看更多)
科学性、先进性
- 鉴于星球、极地的极端环境，机器人成为承担这一战略任务的重要工具。像美国的“勇气号”和“机遇号”那样的轮式机器人或像Titan那样的足式机器人，机械本体结构复杂，相对比较笨重，执行任务时的能源供给是个大问题，且轮式和足式运动速度较低、漫游范围有限。相对于轮式和足式机器人，滚动机器人具有更大的机动性和稳定性，且结构简单、能耗低，在极端环境中的活动范围很大，适合环境探测任务。 目前国外...(查看更多)
获奖情况及鉴定结果
- 1、2010年IEEE智能计算技术与自动化国际会议上发表题目为《A Tumbleweed-mimicing Wind-Driven Rover for Planetary Exploration》的论文一篇； 2、在2011第四届IEEE计算机科学与信息技术国际会议上(ICCSIT、EI）发表题目为《A Deformable Spherical Planet Explorati...(查看更多)
作品所处阶段
- 实验室阶段，样机制作完毕，能实现样机收缩、太阳能电池供电及伸缩。
技术转让方式
- 专利，工程图等
作品可展示的形式
- 实物、图纸、现场演示、图片以及录像等。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 一、使用说明： 1、发射阶段，样机收缩，便于运载；着陆后恢复球体状态，便于滚动； 2、探测阶段，风力驱动实现滚动，控制电磁阀及气泵的运行，调整气囊充气状态，改变机器人的迎风面的大小和角度，实现加减速、急停、越障等； 3、急停状态下，太阳能电池板伸到球体外部接受光照，为控制系统供电。 二、技术特点和优势： 1、风力驱动属于被动驱动，机器人本身不携带驱动装置，减轻了设备重量； 2、...(查看更多)
同类课题研究水平概述
- 风力驱动的滚动机器人与重力矩驱动的滚动机器人以及足式、轮式机器人相比，具有如下优势： 1、风力驱动属于被动驱动，机器人本身不携带驱动装置，减轻了整个设备的重量，运动速度更快； 2、风力驱动解决了极端环境探测的能源问题，风力可以做为直接驱动力，而太阳能需要进行光电转换； 3、造价低廉、发射成本低，可以大量使用，不必回收。 2003年，美国国家宇航局喷气推进实验室研制出了“Tumbl...(查看更多)
