基于柔性钩爪足的仿生爬壁机器人的步态设计与足端轨迹规划的任务书.docx

基于柔性钩爪足的仿生爬壁机器人的步态设计与足端轨迹规划的任务书
任务书
一、任务背景
仿生学是一门综合性科学，通过对生命体的结构和功能的研究，以及对自然生态系统的模拟和仿真，实现技术的创新和发展。随着现代科学技术的发展和人们对自然界认知的不断深入，仿生学已经成为一个热门的研究领域。在仿生学中，仿生机器人是一种能够模仿和复制人体或者动物的结构和动作的机器人技术。在工业、医疗、教育、军事、救援等领域中，仿生机器人都有着广泛的应用。
爬壁机器人是一种特殊的仿生机器人，具有攀爬在不同类型表面（例如平面、直壁和弯曲的表面）的能力。近年来，爬壁机器人的研究变得越来越重要，主要是因为爬壁机器人能够在特定环境和条件下，取代人类从事危险或者困难的任务。钩爪足式爬壁机器人是目前研究比较广泛的一种爬壁机器人，主要通过伸缩和切换钩爪来获得摩擦力，并通过四肢滑动的方式实现爬动。
二、任务目标
本次任务旨在：以柔性钩爪足式爬壁机器人为研究对象，设计一种可行的步态方法，在实现爬壁的同时，提高机器人的移动稳定性和操作效率，在任务执行过程中减少能量消耗，最终达到提高机器人安全性和操作效果的目的。
三、任务内容
1.对柔性钩爪足式爬壁机器人的结构和机理进行深入研究，了解其功效和限制。
2.对柔性钩爪足式爬壁机器人的步态进行设计研究，分析其运动轨迹和足端运动规律，制定合理的控制策略。
3.根据机器人工作环境和需求，设计和规划足端运动的轨迹，通过运动规划算法实现爬壁运动的稳定性和效率的提升。
4.通过实验和计算分析，验证步态设计和足端轨迹规划的有效性和可行性，对研究结果进行总结和评价。
四、任务时间
本任务总计10周，计划分配各项任务所需时间如下：
任务1：第1-2周，共计2周。
任务2：第3-5周，共计3周。
任务3：第6-8周，共计3周。
任务4：第9-10周，共计2周。
五、任务成果
1.设计一种可行的柔性钩爪足式爬壁机器人步态方法，提高机器人的移动性能和操作效率。
2.建立足端轨迹规划算法，实现爬壁运动的稳定性和效率的提升。
3.对实验数据进行分析和统计，评估所设计方法的有效性和可行性，总结研究成果。
六、参考文献
[1]Zhang,W.,Lewis,M.A.,Duindam,V.,Laschi,C.,&Trimmer,B.A.(2015).Wrappableadhesionforsoft-leggedrobots.Bioinspiration&biomimetics,10(6),066007.
[2]Lee,S.,Lee,D.,Ahn,H.,Yoon,H.,&Kim,S.(2013).Biomimeticwall-crawlingrobotsusingadryadhesion.IEEE/ASMETransactionsonMechatronics,18(4),1386-1396.
[3]Luke,T.C.,Fearing,R.S.,&Full,R.J.(2018).Wall-ClimbingRobotsFromBioinspirationtoImplementationinReal-WorldApplications.AnnualReviewofControl,Robotics,andAutonomousSystems,1,55-79.