探索外太空的蛇形机器人

探索外太空的蛇形机器人

一、探测外层空间的蛇形机器人(论文文献综述)

刘玲[1](2021)在《六足仿生机器人的视觉及步态稳定性分析》文中指出多足行走机器人主要模仿蜘蛛和蚂蚁等多足类生物,因其地形适应能力强、机动性好、承载能力大和较强的灵活性等特点在诸多领域得到了广泛应用。针对目前研究的六足仿生机器人运动速度慢、难以维持机身平衡、工作效率低、灵活性差等不足,本文为提高六足仿生机器人对崎岖不平地势的适应能力,开发了一款基于树莓派视觉导航的六足仿生机器人。具体研究内容和结果如下:(1)基于对蚂蚁身体结构的分析,设计了一种包含机械腿、机械臂、视觉系统的六足仿生机器人框架模型;基于实际需求分析,配置了机器人摄像头、光电传感器、电机等硬件;实现了机器人控制程序的烧录与移植,完成了六足仿生机器人的整体搭建。(2)构建了基于Linux系统的目标视频捕获和采集机制,通过Video4Linux2技术实现目标视频图像的获取;改进了三维块匹配去噪算法,与原去噪算法相比计算量减少约五分之一;对采集的图像分别进行灰度化、直方图均衡化、改进的三维块匹配去噪、二值化、边缘检测、腐蚀膨胀等形态学预处理,实现目标前景与背景分离,获得了边缘信息明显的识别定位图像,有效提高六足仿生机器人目标识别定位的实时性与准确性。(3)通过建立Denavit-Hartenberg坐标系和步态模型,对机器人进行了正-逆运动学方程推导,构建了六足仿生机器人的运动学模型,运用多项式差值拟合的方法对机器人的摆动相和支撑相进行步态规划,研究了不同足数摆动和支撑的步态方法及其对机器人行走速度与步态稳定性的影响;同时对不同结构尺寸机器人的足端轨迹及步态位姿进行了仿真分析,发现小腿长度尺寸越小转弯半径越小,机器人越稳定,但转弯效率降低。(4)基于六足仿生机器人稳定性分析,发现直线步态腿长和步长对稳定性影响呈对立关系;通过对柔性转弯步态的分析,给出各机械腿的坐标和机体坐标之间的关系;应用支撑相和摆动相的轨迹函数,分析支撑相和摆动相三个关节之间的角度变化;通过仿真和实物验证了六足仿生机器人平衡控制的可靠性。结果表明:基于Denavit-Hartenberg坐标系的行走步态设计方法、机械腿支撑与摆动的协调控制策略、优化目标识别去噪算法能使六足仿生机器人稳定有效行走的同时,准确识别、定位和靠近目标。

李洪军[2](2016)在《基于制生权理论的生物化战争形态研究》文中研究说明科学技术的发展在促进人类文明进步,推动经济时代形成和变迁的同时,也在催生着一轮又一轮的军事变革,改变着战争的面貌,促进着以武器装备为物质基础的战争形态的演变。当前,信息技术奠定的信息社会已经彻底改变了工业时代的生产、生活方式和作战理念、手段。信息化战争已成为战争的主导形态。然而科学技术的发展是不会停滞的,也不以人们的意志为转移,其对战争形态演变作用是渐近的,能否及时发现科学技术发展动态中的“微观”变化,来感知新经济时代、新军事变革、新战争形态等“宏观”进化,对我军能力建设乃至实现“强军梦”的意义极大。在现今的科学技术群中,无数的大量事实显示,现代生物科技的发展已经呈现出超越信息技术的发展之势且顺应军事斗争的需求。这一科学技术发展历程中新的微变化,必然会全面渗透到军事领域,拓展出新的作战空间——生命微观空间。新空间的争夺不仅孕育出新的制权理论——制生权,而且将产生基于制生权理论的战争方式、内容、手段等一系列变化,强制地改变着未来战争中的武器装备、作战方式、军事理论、军队编成等内在的、本质性、结构性的战争要素,推动战争形态又一次演变。本论文所论述的生物化战争形态是建立在制生权理论体系、生命微观空间军事价值的基础上,对未来战争形态走向的一个探索。论证思路以系统科学和系统哲学为研究工具,把战争形态的演变归结于战争系统的演化和涌现性特征,在研究战争系统的概念、要素、结构、功能、特征、环境、涌现性和演化的特点动力的基础上,从耗散结构理论、突变论和超循环理论角度研究战争系统演化的内在机制,从信息论、控制论、协同论角度分析战争系统演化的过程和方向,从系统哲学的角度探寻战争系统演化的动力本源——战争力。进一步分析战争力的构成、变革过程、发展规律和趋势,依据“结构决定功能”的系统动力学方法,构建战争力生成的系统动力学模型,分析影响和改变战争力系统的因素和未来发展趋势,探讨未来战争力系统中生物特征和表现,研究生物化战争的必然性和可行性,并分析生物化战争概念、特征、本质,战争能量,运用法则,技术体系,应对措施等新战争形态建构中首先要回答的理论问题。研究得出:世界万物皆系统,战争作为一种特殊的社会现象,也是人类社会系统中的子系统,是人为了实现政治目的而建立的复杂巨系统,一切能够为战争服务的知识、技术、概念等都是战争系统的构成要素。打赢战争、实现政治目的是推动战争系统演化的内在根源,并使战争系统涌现出战争形态式的演化特征。战争系统即具有一般社会系统的普遍性,又呈现出对抗性、开放性、复杂性、自组织性、他组织性等特性。战争系统的耗散性、突变性和超循环性是战争系统演化的机制。在信息论、控制论和协同论的视角下,战争系统的演化方向均指向现代生物科技的发展方向和军事应用价值。战争力是战争系统演化的动力本源,由“怎样战争”的打击力和“如何战争”的认知力构成。战争力的提升从过去依靠打击力为主,逐渐过渡到认知力占优,认知力为主,战争力的发展规律、战争力生成的系统动力学模型、战争力系统生物化特征均阐述了认知力在战争力的作用和生物化战争的必然性和可行性。生物化战争是信息化战争的延续发展和变革创新,有以往战争形态中最一般特点,又独具自己的特色。它是指在现代生物科技高度发展、信息技术成熟运用以及传统或新型核生化大规模杀伤性武器的威胁下,交战双方以微观领域干预“人的能力”和屈服“人的意志”为目标,在传统陆、海、空、天、电磁、信息和生命微观空间展开的,以有限杀伤、可逆杀伤、微观杀伤等操控式的军事打击为主要手段,并辅以有限传统火力杀伤和其它非军事手段的大体系作战,是充分利用生物微观机理并依赖于生物功能、生物资源、生物信息、生物结构的一种新战争形态。生物化战争改变的只是战争的手段,并没有改变战争的利益根源性、政治从属性、社会集团性、暴力对抗性等本质属性。现代生物科技的低毁性、嵌入性、精确性、拟人性使战争能量重心转到生物能,战争能量的释放进一步有限、进一步多元、进一步精确。未来生物化战争中以屈服人的意志为终极目标,将以现代生物科技研发或者改进的武器系统,按照生物信息较量、生物系统对抗、生物精确控制、生物威慑制胜、生物全程对抗的作战原则,采取生物控权争夺战、生物结构破坏战、生物力量控制战、生物要素综合战等作战样式进行的微观战争。战争的法则从信息化时代的“保存自己、瘫痪敌人”转为“改变自己、控制敌人”。战争的胜负标准不再是损伤多少肉体和物质,而以政治目的的实现、战争意志的摧毁、微观空间的控制以及关键节点的掌控为评判尺度。制胜因素体现在生命微观空间的攻击、防御和控制中,生物物质结构与功能的获取、生物效应表述载体的探索、生物行动攻击手段的组合上。制胜原理从“人的武器化”向“武器化的人”、“人的智力”向“智力的人”、“人的整体”向“整体的人”转变。掌握今天才能把握明天,对于悄然将至的生物化战争来说,今天只有前瞻战争形态变革方向,树立生物科技制胜的思想;正视当前生物安全威胁,建立中华民族的生物盾牌;把握事物发展规律特征,处理好今天与未来的关系;加快科技发展体系建设,尽快抢占生物科技制高点;面向未来军事建设需要,培养生物化战争专业人才;发挥创新理论指引作用,开展前瞻军事理论的研究,提前谋划和布局相关技术研发和理论研究,为实现中华民族的伟大复兴提供坚强保证。

姚博博[3](2015)在《舱内仿生攀爬移动机器人设计及误差分析》文中研究说明随着空间技术的不断发展,人类探索太空的活动得到了进一步延伸,完成了从大气层到外层空间,从月球到火星的逐步拓展。航天技术经历了从发射卫星到建立空间站的一系列发展,但恶劣的太空环境威胁着宇航员对于宇宙太空的进一步探索。在微重力、高真空、强辐射、大温差这样危险的环境中,采用空间机器人的发展是空间大国的一致目标。本文是以空间舱内的实验机柜为研究背景,设计一款应用于实验机柜的攀爬机器人样机,具备移动和操作按钮功能。机器人能用于实验机柜的安全检测、操作按钮,将来能够代替宇航员在空间实验的一些简单操作工作,在减少宇航员的工作量方面具有重要意义。本论文设计开发了一种舱内仿生攀爬移动机器人,围绕机器人的设计、运动学建模、攀爬步态分析以及机器人的运动误差进行研究,主要内容如下:(1)采用仿生和模块化的设计思想,设计了结构对称的五自由度攀爬移动机器人的构型,完成了机器人机械系统和控制系统构建,最后对设计的关键零部件进行了有限元静强度分析,保证了所设计零件的强度和刚性。(2)建立机器人的运动学模型,得到机器人的正解、逆解,并对机器人正运动学、逆运动学进行验证,为以后机器人的控制奠定基础。除此之外,在ADMAS软件中对攀爬机器人的三种基本步态动力学仿真,并设置从水平面到垂直面6组不同的攀爬角度,分析每组扭矩最大的关节和系统总耗能,以此为依据提出机器人应用于不同倾斜角攀爬时,合理安排攀爬步态。(3)从静态误差和关节柔性误差展开对攀爬机器人进行分析,建立机器人误差数学模型,分析误差在机器人末端的影响,为以后的误差算法研究奠定基础。(4)开展机器人实验。在ADMAS中仿真的位置数据导入MATLAB,按舵机的通讯协议将位置信息发送给舵机,实现机器人三种基本运动和操作按钮。实验结果表明了攀爬运动机理可行,机构设计合理。

喻涛[4](2015)在《基于无线控制模式的智能小车设计》文中研究指明移动机器人技术涉及机械、电子、自动化、通讯等多个领域知识,它在很多场合都得到了广泛应用。为了实现上位机对智能小车的远程控制,本文在对国内外智能小车调查研究的基础上,设计了一种基于无线控制模式的智能小车,完成了如下工作内容。首先,为了得到智能小车传感器采集的信息,对小车的超声波障碍检测、红外测速、航向角测量等内容进行深入研究。在障碍物检测模块,编写障碍物检测程序并通过实验得出超声波稳定测距范围;在车速检测模块,设计相关检测程序并通过实验得到不同占空比下的小车速度变化曲线;在航向角检测模块,研究电子罗盘的工作原理并利用罗盘测得小车航向角。其次,针对小车运动的速度选择问题,分析不同速度下小车运动的位置偏差,确定小车合适的直行和转弯速度。在深入分析小车的寻迹操作的基础上,提出一种寻迹优化方案,设计寻迹终点条件和运动程序。针对自由模式的全局路径规划问题,以提高算法的寻优能力和收敛速度为前提条件,提出一种基于改进遗传算法的路径规划研究方法,并成功进行路径仿真实验。最后,设计基于ZigBee网络的无线通信系统,包括小车的底层串口通信设计、ZigBee模块的通信设计以及基于Windows API的图形界面设计。同时,对无线通信系统进行了相关的实验测试,结果表明系统传输稳定可靠。通过对基于无线控制模式的智能小车相关技术的研究,实现了对小车的远程控制,验证了相关成果的正确性,推动了移动机器人智能化进程,具有一定的应用价值。

徐兵[5](2014)在《基于四边形机构的蛇形机器人设计》文中认为随着科技的不断发展和进步,机器人技术也得以飞速发展。各种类型的机器人在多个领域得到广泛应用。当代机器人不只是简单帮助人类完成繁重、重复的劳动,而是更多的被应用到未知环境下自主作业,由于传统的机器人很难适应多变的环境,关于仿生机器人的研究越来越多。蛇形机器人是仿生学的一个重要分支,因其运动灵活且能应用于多种不同的环境,使蛇形机器人的研究一度成为国内外学者研究的热点,并取得了一系列研究成果。本学位论文首先对生物蛇的结构进行了研究,包括生物蛇骨骼系统组成、主要运动器官及部分骨骼的形状及骨骼之间连接方式,并结合生物蛇身体结构分析其典型运动方式及机理。在对生物蛇骨骼结构有充分认识的基础上,借鉴生物蛇骨骼连接方式,运用模块设计理念对基于四边形机构的蛇形机器人进行了结构设计。设计了一种仿生物蛇肋骨的外壳,可使蛇形机器人运动更为平稳。重点设计了一种使蛇形机器人实现俯仰运动的四边形机构。其次,对基于四边形机构的蛇形机器人典型运动方式进行了分析。借助Serpenoid曲线对其平面运动进行了轨迹规划,利用MATLAB对其平面运动轨迹进行仿真,并求出相应运动状态下相邻模块的夹角。最后,利用D-H法对基于四边形机构的蛇形机器人进行了运动学建模,利用ADAMS对所设计的四边形机构进行运动仿真,求出了单个模块的俯仰范围,对基于四边形机构的蛇形机器人两种抬头方案进行了计算、比较,进而详细介绍了其越障过程。

付莹[6](2013)在《基于球形飞行器的管道机器人研究》文中研究指明管道在工业生产和日常生活中有非常重要的作用,而管道的安全运行则需要各种检测技术与设备来进行保障和维护。管道机器人就是其中一种重要的检测设备,因而受到广泛的重视并得到了迅速的发展。经过多年的探索与研究,管道机器人已经有了很多实用产品。从结构和行走原理上可以分为轮式、履带式、蠕动式、多足爬行式等多种结构形式。然而由于管道环境的多样性和复杂性,目前还没有一种管道机器人能够很好地满足管道作业的各种需求,特别对于异形管道,以及管道内存在异物的情形。现有的管道机器人都是借助于机器人与管壁之间的摩擦实现前进运动,而这也是其无法很好地适应管道环境的根本原因。本论文提出了一种与现有结构完全不同的新型管道机器人结构方案,利用气体喷射技术使机器人悬浮在管道内,在与管壁不接触的情况下实现在管道内部的移动。在对几种可行的方案进行分析与初步实验验证之后,确定了球形飞行器结构的管道机器人方案,首次实现了基于球形飞行器的管道机器人。基于球形飞行器结构的管道机器人实验样机利用了双桨直升机的基本结构,外加球形高弹性的塑料保护罩,驱动电机、电池和控制板均位于球形体的底部。这样的结构外形和整体重心位置很适合机器人在管道内的移动,同时也能够使机器人在飞行时保持稳定,并在落地后自然保持螺旋桨的垂直向上状态。球形管道机器人的主控板采用微芯公司新近推出的PIC16F1825作为主控芯片,另外配置了红外距离检测、陀螺仪、电机驱动、通信与电源变换电路。采用积分分离PID控制使机器人能够稳定地悬浮在管道内部,悬浮高度可以控制。再通过通信的方式控制机器人实现前进、后退、转弯、悬浮、落地等基本动作。实验样机的运行试验结果验证了球形管道机器人的可行性,为今后进一步工程化和实用化打下了基础。

胡德利[7](2011)在《蛇形机器人在障碍物环境中的运动研究》文中研究指明蛇形机器人要走向实际应用,必须着力解决的首要问题是如何在复杂环境中运动以及实现适应环境的避障基础理论问题。本文致力于研究蛇形机器人在复杂环境中的避障运动。目前蛇形机器人普遍采用模块化结构,以便于设计安装和节约成本。蜿蜒运动是蛇形机器人通过各个模块间规律性的振荡推动整个蛇体运动的一种运动步态,是蛇形机器人运动效率较高的一种运动方式。这种运动方式不同于普通的行走机器人,维护模块之间的规律性振荡产生蜿蜒运动使运动控制变得复杂,更增加了复杂环境中路径规划的难度。本文在蜿蜒运动理论基础上,基于几何法、人工势能法和改进后的人工势能法对蛇形机器人在障碍物环境下的运动进行规划。利用几何方法探讨了通过规划蛇头与规划整个蛇体对蛇形机器人运动路径的影响,得到更有利于运动稳定性的规划方法,为人工势能法奠定基础。应用人工势能法中将障碍物赋予高势能产生排斥力,将目标赋予低势能产生吸引力,使蛇形机器人在排斥力与吸引力的作用下避开障碍物到达目标。在人工势能法中,蛇形机器人在纵向方向偏移障碍物的距离过大,这不仅浪费了能量,而且增加了运动时间。综合蛇形机器人前进方向与障碍物势能的关系,对人工势能法进行改进。将障碍物产生的排斥力组成的等势面改成椭圆形,不仅缩短了运动路径更提高蛇形机器人的运动稳定性。分析外力对蛇形机器人的运动方向及运动稳定性的影响,建立了避障过程中的力学理论。最后,通过3D动力学模型模拟真实机器人在障碍物环境中的避障运动,验证了避障方法的可行性。本文的研究对蛇形机器人在障碍物环境中的路径规划具有推动作用,为蛇形机器人的应用奠定理论基础。

赵旖旎[8](2010)在《灵长类仿生机器人悬臂运动仿生与控制策略研究》文中认为仿生机器人是从仿生学的角度对机器人进行研究和开发,其设计原理是提取蕴藏于生物体中、通过生物进化沉积下来的优秀的运动学、组织学、形态学及其综合作用效果的特性,并将这些特性相对应的结构、形态、组织以及信息传递的方式,通过机械的、电子的、化学的或其它现代科技手段进行某些特定环境的再现。灵长类仿生机器人作为一类特殊的仿生机器人系统,其仿生悬臂运动控制逐渐成为仿生控制领域富有挑战性的研究热点之一。灵长类仿生机器人的“悬臂运动仿生”综合了非线性控制、功能仿生、实物模拟等诸多具有挑战性的问题,它对于人类师法自然、拓展作用领域、探究未知具有重要意义。本论文以悬臂运动仿生的非线性控制为理论研究主体,以双臂式灵长类仿生机器人悬臂运动仿生的非线性控制为应用研究对象,结合国家自然科学基金项目“灵长类仿生机器人悬臂运动仿生与控制策略研究”,针对其悬臂运动仿生过程中的二维悬摆、三维悬摆、动态悬摆、悬臂飞跃等问题,展开一类灵长类仿生机器人的仿生悬臂运动控制研究。基于拉格朗日算子定义了简单机械系统,建立了机械系统的动力学模型,讨论了机械控制系统的几种常见类别,即全驱动机械系统、欠驱动机械系统、平滑机械系统和非完整机械系统。在此基础上,通过分析灵长类动物的悬臂运动机理,利用拉格朗日方程建立了欠驱动双臂式灵长类仿生机器人的二维与三维悬臂运动仿生动力学模型。针对二维仿生悬臂运动控制,基于滑模变结构控制理论(Sliding Mode Control,SMC)设计了仿生悬臂运动控制策略,完成了欠驱动双臂式灵长类仿生机器人的水平对称仿生悬臂运动控制。鉴于SMC控制策略在对于动态水平非对称及水平面跨越仿生悬臂运动控制中存在的问题,提出了基于动态伺服控制(Dynamical Servo Control)理论的仿生悬臂运动控制策略,针对动态水平非对称仿生悬臂运动控制,设计了基于SMC的动态伺服控制器;针对全平面仿生悬臂运动控制,设计了基于能量的动态伺服控制器,仿真实验证明了所述控制策略的有效性。针对三维仿生悬臂运动控制,通过分析灵长类动物手腕组成结构,得到双臂式灵长类仿生机器人进行三维悬臂运动仿生的最简动力学模型,在此基础上基于自抗扰控制理论并结合二维仿生悬臂运动控制中的动态伺服控制策略设计了三维仿生悬臂运动控制器,有效地实现了三维仿生悬臂运动控制。针对悬臂飞跃运动仿生控制问题,基于角动量守恒原理,考虑双臂式悬臂运动仿生机器人进行仿生悬臂飞跃时目标点的位置,规划系统的空中姿态以及身体旋转,基于逆运动学分析方法,获得起飞时刻系统位姿,提出了基于分层滑模控制的起飞前悬臂运动仿生姿态控制策略,实现了悬臂飞跃运动仿生控制。最后,针对一套双臂式灵长类仿生机器人系统,设计了易于工程实现的非线性控制器。进行了基于虚拟样机技术(ADAMS-MATLAB)的准实物与实物实验研究,针对实物系统的物理参数,基于卡尔曼滤波方法进行了参数辨识;并基于动态伺服控制策略分别对常规仿生悬臂运动控制及动态仿生悬臂运动控制,进行了实物实验验证,实验结果表明:所设计的控制方案可有效的实现双臂式灵长类仿生机器人的全平面仿生悬臂运动控制。

张玲玲[9](2009)在《蛇形机器人的机构设计和运动研究》文中指出灾害搜救机器人作为高冗余度系统,具有很高的运动稳定性和环境适应能力,不仅广泛应用在倒塌建筑物中进行灾害搜救工作,而且也可以从事于军事侦察、星际探索等恶劣环境和危险领域。由于蛇形机器人运动方式的灵活性,受到国内外学者的广泛关注,并成为机器人研究领域的新热点。首先,本文对自然界中生物蛇的特殊身体结构进行了分析,根据其结构特点,蛇形机器人采用了模块化的机构设计,模块单元之间的连接方式采用锥齿轮连接,不仅减轻了蛇体的重量,而且使各模块之间的连接方式更加灵活,大大提高了蛇形机器人的可维护性。其次,分析蛇形机器人的运动步态,研究了由三连杆和多连杆组成的运动步态,通过比较运动过程中各个关节的角位移、角速度等参数,得出由多连杆组成的运动步态,其运动性能比较稳定,环境适应能力强。接着对蛇形曲线运动轨迹做了详细规划,针对蛇形机器人不同的运动方式选取合理的蛇形曲线参数,并通过MATLAB仿真实验选取了蛇形机器人蜿蜒向前、向左转向和向右转向时最适合的运动参数,并通过实验验证了运动步态的可行性。最后,为了进一步研究蛇形机器人的运动特性,推导了蛇形机器人的动力学方程,建立了其动力学模型,并通过MATLAB仿真,描述了蛇形机器人依次推进运动过程中关节的驱动力矩特性,为电机的选择以及提高整个机器人系统运动的稳定性提供了理论依据。综上所述,本文设计的蛇形机器人系统,具有运动灵活、易于控制等特点,为将来的城区灾害搜救活动提供了高效安全的搜救装备,具有显着的现实意义。

孙欣[10](2009)在《现代智能作战概念浅析》文中提出在分析智能武器、智能作战等概念的基础上,对现代智能作战的特征及其对战争的影响进行了归纳,通过对智能作战形式及其技术基础的分析,指出智能化对海战场作战的重要影响及意义,包括辅助决策、指挥控制以及训练推演等方面,并在如何应对智能作战的问题上给出了建议和思路。

二、探测外层空间的蛇形机器人(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、探测外层空间的蛇形机器人(论文提纲范文)

(1)六足仿生机器人的视觉及步态稳定性分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题背景及研究意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 六足仿生机器人国内外研究现状
        1.3.2 六足机器人步态规划国内外研究现状
        1.3.3 视觉识别技术研究现状
    1.4 本文主要工作
        1.4.1 研究目标
        1.4.2 主要研究内容与关键技术问题
        1.4.3 文章总体安排
    1.5 本章小结
第2章 六足仿生机器人实验平台设计
    2.1 系统总体结构设计
        2.1.1 多足昆虫观测实验
        2.1.2 系统整体结构与组成部分
    2.2 系统硬件设计
        2.2.1 机器人控制器分析
        2.2.2 电机驱动及参数
        2.2.3 机器人功能模块设计
    2.3 系统软件设计
        2.3.1 基于嵌入式Linux系统六足仿生机器人环境平台搭建
        2.3.2 树莓派交叉编译环境配置
    2.4 本章小结
第3章 六足仿生机器人视觉系统设计
    3.1 基于V4L2 视频采集与运输
    3.2 改进的三维块匹配去噪算法
        3.2.1 Morlet小波
        3.2.2 BM3D算法
        3.2.3 改进的去噪算法
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 图像灰度化与直方图均衡化
        3.3.2 图像去噪及二值化处理
        3.3.3 边缘检测与提取
        3.3.4 形态学运算
    3.4 本章小结
第4章 六足仿生机器人步态设计及运动学分析
    4.1 直行步态设计方法
        4.1.1 三足直行步态
        4.1.2 四足直行步态
        4.1.3 五足直行步态
    4.2 转弯曲线步态设计方法
        4.2.1 原地转弯步态设计方法
        4.2.2 曲线前进步态设计方法
    4.3 运动学模型的建立
        4.3.1 六足仿生机器人雅克比矩阵分析
        4.3.2 六足仿生机器人D-H模型建立
    4.4 运动学分析
        4.4.1 正运动学分析
        4.4.2 逆运动学分析
    4.5 步态仿真实验验证
    4.6 本章小结
第5章 六足仿生机器人稳定性控制及仿真分析
    5.1 机器人步态参数
    5.2 六足仿生机器人动态分析
        5.2.1 三足态直线运动平衡
        5.2.2 三足态自传运动平衡
    5.3 六足仿生机器人轨迹仿真分析
        5.3.1 支撑相轨迹分析
        5.3.2 摆动相轨迹分析
    5.4 本章小节
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读硕士学位期间发表的论文

(2)基于制生权理论的生物化战争形态研究(论文提纲范文)

中英文名词一览表
英文摘要
中文摘要
第一章 绪论
    1.1 问题提出的背景根源
    1.2 课题研究的理论支撑
    1.3 立题论证的现实依据
    1.4 观点论证的内容方法
第二章 战争系统论
    2.1 战争系统的概念
    2.2 战争系统的要素
    2.3 战争系统的结构
    2.4 战争系统的环境
    2.5 战争系统的功能
    2.6 战争系统的特征
    2.7 战争系统的涌现性
第三章 战争系统的演化
    3.1 战争系统的状态描述
    3.2 战争系统的演化特点
    3.3 战争系统的演化动力
第四章 战争系统演化的系统方法论分析
    4.1 战争系统演化的系统机制
    4.2 战争系统演化的视角分析
    4.3 战争系统演化的规律总结
第五章 战争力系统分析
    5.1 战争力系统基本要素分析
    5.2 战争力系统四次革命回顾
    5.3 战争力系统变革特点总结
    5.4 战争力系统发展规律探索
    5.5 战争力系统发展趋势分析
第六章 基于系统动力学的战争力系统演化模型研究
    6.1 系统动力学的概念和原理
    6.2 系统动力学的内容和步骤
    6.3 战争力系统动力学建模分析
第七章 战争力系统生物化特征分析
    7.1 战争力系统生物化特征的缘由
    7.2 战争力系统打击力生物要素表现
    7.3 战争力系统认知力生物要素表现
第八章 生物化战争形态概念特征
    8.1 生物化战争形态的概念
    8.2 生物化战争的特征
    8.3 生物化战争与信息化战争比较
第九章 生物化战争的本质属性特征
    9.1 生物化战争的运作过程没有改变
    9.2 生物化战争的本质仍然是政治
    9.3 生物化战争的暴力特性依然存在
    9.4 生物化战争的主导换成生物科技
第十章 生物化战争战争能量剖析
    10.1 战争能量概念及发展趋势预测
    10.2 生物能系统的要素构成
    10.3 现代生物科技对生物能的调控机理
第十一章 生物化战争的战争力运用法则
    11.1 生物化战争的作战样式预判
    11.2 生物化战争的作战原则预判
    11.3 生物化战争的制胜原理预判
第十二章 生物化战争力的技术支撑体系
    12.1 奠定微观争夺基础的技术体系
    12.2 调控生物结构功能的技术体系
    12.3 干预生物生理功能的技术体系
    12.4 吸收生物材料特性的技术体系
    12.5 运用生物独有技能的技术体系
    12.6 蕴含未来发展方向的技术体系
第十三章 应对未来生物化战争的思考
    13.1 前瞻战争形态变革方向,树立生物科技制胜的思想
    13.2 正视当前生物安全威胁,建立中华民族的生物盾牌
    13.3 把握事物发展规律特征,处理好今天与未来的关系
    13.4 加快科技发展体系建设,尽快抢占生物科技制高点
    13.5 面向未来军事建设需要,培养生物化战争专业人才
    13.6 发挥创新理论指引作用,开展前瞻军事理论的研究
全文总结与展望
参考文献
文献综述 基于制生权理论生物化战争形态问题研究综述
    参考文献
附录
攻读博士学位期间发表论文、参与课题和获奖情况
致谢

(3)舱内仿生攀爬移动机器人设计及误差分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国内外空间机器人研究现状
        1.3.2 国内外攀爬机器人研究现状
    1.4 本论文主要研究的内容
第2章 舱内仿生攀爬机器人的设计
    2.1 引言
    2.2 设计方法
        2.2.1 仿生设计
        2.2.2 模块化设计
    2.3 总体构型设计
        2.3.1 自由度个数确定
        2.3.2 电机选择
    2.4 传动方案及机械零件设计
        2.4.1 夹持器设计
        2.4.2 关节设计
        2.4.3 连接件设计
    2.5 关键零件静强度分析
        2.5.1 ANSYS软件介绍
        2.5.2 零件静强度分析
    2.6 本章小结
第3章 机器人运动学分析及动力学仿真
    3.1 引言
    3.2 机器人位姿描述
        3.2.1 刚体位姿的描述
        3.2.2 坐标变换
        3.2.3 微分变换
    3.3 机器人运动学建模
        3.3.1 正运动学建模
        3.3.2 正运动学验证
        3.3.3 逆运动学建模
        3.3.4 逆运动学验证
    3.4 机器人三种基本攀爬运动
        3.4.1 尺蠖式运动
        3.4.2 翻转式运动
        3.4.3 回转式运动
    3.5 机器人动力学仿真分析
    3.6 本章小结
第4章 机器人的运动误差分析
    4.1 引言
    4.2 影响机器人末端位姿的主要因素
    4.3 机器人静态误差
        4.3.1 结构参数引起的误差
        4.3.2 关节运动变量引起的误差
        4.3.3 建立机器人静态误差模型
    4.4 机器人动态误差
        4.4.1 机器人关节柔性引起的误差
        4.4.2 建立机器人动态误差模型
    4.5 本章小结
第5章 实验样机研制与实验
    5.1 引言
    5.2 机器人样机组装
    5.3 实验
        5.3.1 实验设备
        5.3.2 攀爬步态实验
        5.3.3 操作实验
        5.3.4 实验结论
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间研究成果
致谢

(4)基于无线控制模式的智能小车设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 移动机器人国内外研究现状
        1.2.1 国外研究发展现状
        1.2.2 国内研究发展现状
    1.3 移动机器人关键技术及发展趋势
    1.4 课题研究背景及意义
    1.5 课题主要研究内容
2 智能小车总体设计
    2.1 基于无线控制模式的智能小车总体方案设计
    2.2 智能小车机械结构设计
        2.2.1 智能小车移动方案分析
        2.2.2 智能小车机械结构设计
        2.2.3 智能小车运动学分析
    2.3 智能小车控制系统设计
        2.3.1 主控制芯片设计
        2.3.2 驱动系统设计
        2.3.3 传感器模块设计
        2.3.4 智能小车无线通讯系统设计
    2.4 PCB电路设计
    2.5 本章小结
3 智能小车传感器模块设计
    3.1 障碍物检测
    3.2 车速检测
        3.2.1 硬件设计
        3.2.2 程序设计
    3.3 航向角检测
        3.3.1 电子罗盘工作原理
        3.3.2 基于GY-271 HMC5883L的小车航向角测量
    3.4 本章小结
4 智能小车模式操作
    4.1 智能小车模式操作下的运动控制研究
        4.1.1 直线控制
        4.1.2 转向控制
    4.2 基于红外检测的寻迹模式操作
        4.2.1 方案选择
        4.2.2 硬件设计
        4.2.3 软件设计
    4.3 自由模式下的路径规划研究
        4.3.1 基于改进遗传算法的小车路径规划初始操作
        4.3.2 改进遗传操作算子设计
        4.3.3 遗传算法参数影响分析
        4.3.4 基于改进遗传算法路径规划仿真结果及分析
    4.4 自由模式下的定位研究
    4.5 本章小结
5 基于ZigBee的智能小车无线通信系统设计
    5.1 基于ZigBee的智能小车系统设计原理
    5.2 智能小车底层串口通讯设计
    5.3 ZigBee网络的建立
        5.3.1 ZigBee模块硬件设计
        5.3.2 ZigBee模块软件设计
    5.4 图形用户界面设计与实现
        5.4.1 方案选择
        5.4.2 基于Windows API的图形界面设计
    5.5 基于ZigBee的智能小车无线通信系统测试
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录

(5)基于四边形机构的蛇形机器人设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 蛇形机器人的研究背景
    1.2 国内外蛇形机器人研究及发展概况
        1.2.1 国外蛇形机器人研究及发展概况
        1.2.2 国内蛇形机器人研究及发展概况
    1.3 蛇形机器人主要研究内容
    1.4 本论文主要研究内容
第2章 蛇形机器人总体方案设计
    2.1 生物蛇的运动方式及运动机理
        2.1.1 生物蛇的结构
        2.1.2 生物蛇的运动方式及运动机理分析
    2.2 蛇形机器人总体设计方案
        2.2.1 模块化设计方案的确定
        2.2.2 基本模块自由度数目的确定
        2.2.3 基于四边形机构的蛇形机器人总体设计
    2.3 本章小结
第3章 模块化单元设计
    3.1 Y-R关节及外壳设计
        3.1.1 Y-R关节设计
        3.1.2 外壳设计
        3.1.3 Y-R关节驱动设计
    3.2 四边形机构设计
        3.2.1 四边形机构横杆设计
        3.2.2 四边形机构竖杆设计
        3.2.3 伸缩装置设计
    3.3 基于四边形机构的蛇形机器人装配
        3.3.1 蛇形机器人基本模块的装配
        3.3.2 蛇形机器人整体装配
    3.4 本章小结
第4章 平面运动分析
    4.1 运动规划概述
    4.2 Serpenoid曲线
        4.2.1 Serpenoid曲线方程
        4.2.2 Serpenoid曲线离散化
    4.3 Serpenoid曲线参数的确定及运动轨迹仿真
        4.3.1 Serpenoid曲线参数的确定
        4.3.2 蛇形机器人运动轨迹仿真
    4.4 本章小结
第5章 机器人D-H分析及越障步态规划
    5.1 空间运动学D-H分析
        5.1.1 数学基础
        5.1.2 运动学方程
    5.2 四边形机构分析
        5.2.1 基于ADAMS的四边形机构建模
        5.2.2 基于ADAMS的四边形机构运动仿真
    5.3 蛇形机器人抬头方法分析
    5.4 越障步态规划
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
附录
    附录A:参数对曲线的影响程序
    附录B:参数选取程序
    附录C:运动轨迹仿真程序

(6)基于球形飞行器的管道机器人研究(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 管道机器人国内外发展状况
        1.2.1 国外管道机器人发展状况
        1.2.2 国内管道机器人发展状况
    1.3 管道机器人面临的问题
    1.4 课题研究主要内容
第二章 新型管道机器人方案设计与选择
    2.1 气体介质中的方案设计
        2.1.1 气体喷射驱动结构
        2.1.2 直升机模型结构
        2.1.3 四轴飞行器结构
        2.1.4 球形飞行器结构
    2.2 液体介质中的方案
        2.2.1 液体喷射驱动结构
        2.2.2 螺旋桨驱动结构
    2.3 本章小结
第三章 球形管道机器人结构与硬件设计
    3.1 机器人本体结构
        3.1.1 机械本体
        3.1.2 传动及运动机构
    3.2 机器人系统硬件总体设计
    3.3 控制器系统
        3.3.1 控制器 PIC16F182528
        3.3.2 控制器 I/O 接口与配置
    3.4 电源系统
    3.5 电机及驱动系统
        3.5.1 电机选择
        3.5.2 电机驱动电路
    3.6 红外遥控通讯系统
    3.7 距离检测与悬浮控制
        3.7.1 传感器的选择
        3.7.2 距离检测电路
    3.8 陀螺仪检测系统
        3.8.1 陀螺仪的选择
        3.8.2 陀螺仪检测接口电路
    3.9 电路板设计
    3.10 本章小结
第四章 管道机器人软件设计与实现
    4.1 软件开发环境与工具
    4.2 系统软件总体设计
    4.3 电机 PWM 控制
        4.3.1 直流电机调速
        4.3.2 PWM 脉冲输出
    4.4 红外遥控通讯程序
        4.4.1 红外信号发送软件设计
        4.4.2 红外信号接收软件设计
    4.5 距离检测程序
        4.5.1 A/D 转换中断程序
        4.5.2 距离检测传感器标定
    4.6 陀螺仪检测程序
        4.6.1 I2C 接口基础知识
        4.6.2 PIC16F1825 的 MSSP 模块设置
        4.6.3 软件设计
    4.7 控制器设计
        4.7.1 主程序
        4.7.2 数据处理
        4.7.3 系统调试
    4.8 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 系统存在问题与改进
参考文献
攻读学位期间本人出版或公开发表的论着、论文
致谢

(7)蛇形机器人在障碍物环境中的运动研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 蛇的运动特点及生活环境
    1.3 蛇形机器人的优点与缺陷
        1.3.1 蛇形机器人的优点
        1.3.2 蛇形机器人的缺点
        1.3.3 蛇形机器人的应用
    1.4 蛇形机器人研究的主要内容
    1.5 本课题国内外研究现状及发展趋势
        1.5.1 国外研究现状
        1.5.2 国内研究现状
    1.6 本文的主要内容
第2章 蛇形机器人的机构及运动函数
    2.1 引言
    2.2 蛇形机器人的机构介绍
        2.2.1 外壳
        2.2.2 连接机构
        2.2.3 运动机构
        2.2.4 驱动机构
    2.3 运动函数
        2.3.1 摆动幅度对运动的影响
        2.3.2 输入频率对运动的影响
    2.4 本章小结
第3章 蛇形机器人在障碍物环境中的运动规划
    3.1 引言
    3.2 运动规划
        3.2.1 建立运动模型
        3.2.2 基于几何方法规划蛇形机器人的运动
        3.2.3 基于人工势能法规划蛇形机器人的运动路径
        3.2.4 基于改进的人工势能法规划蛇形机器人的运动路径
    3.3 小结
第4章 蛇形机器人在障碍物环境中的动力学
    4.1 引言
    4.2 建立模型
    4.3 动力学分析
    4.4 仿真及结果
    4.5 结论
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表(含录用)的学术论文

(8)灵长类仿生机器人悬臂运动仿生与控制策略研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 机器人技术的发展
    1.2 课题来源及研究的目的和意义
    1.3 国内外研究现状与分析
        1.3.1 国内外研究现状
        1.3.2 国内外研究现状分析
    1.4 论文的主要研究工作
第2章 灵长类仿生机器人悬臂运动仿生的动力学描述
    2.1 引言
    2.2 机械控制系统
        2.2.1 机械系统的拉格朗日建模
        2.2.2 全驱动机械系统
        2.2.3 欠驱动机械系统
        2.2.4 平滑机械系统
        2.2.5 非完整机械系统
    2.3 欠驱动机械系统的动力学描述
    2.4 灵长类仿生机器人悬臂运动仿生的动力学描述
        2.4.1 灵长类仿生机器人悬臂运动仿生的二维动力学模型
        2.4.2 灵长类仿生机器人悬臂运动仿生的三维动力学模型
        2.4.3 动力学模型的仿真分析
    2.5 本章小结
第3章 灵长类仿生机器人二维仿生悬臂运动控制
    3.1 引言
    3.2 双臂式灵长类仿生机器人悬臂运动仿生动力学分析
    3.3 双臂式灵长类仿生机器人仿生悬臂运动控制问题的分类
    3.4 基于SMC的水平对称仿生悬臂运动控制
        3.4.1 滑模变结构控制(SMC)
        3.4.2 基于SMC的水平仿生悬臂运动控制器设计
    3.5 基于能量的悬臂运动仿生动态伺服控制
        3.5.1 基于SMC的水平非对称悬臂运动仿生动态伺服控制
        3.5.2 基于动态伺服的全平面仿生悬臂运动控制
    3.6 本章小结
第4章 灵长类仿生机器人三维仿生悬臂运动控制
    4.1 引言
    4.2 基于自抗扰理论的三维仿生悬臂运动控制
        4.2.1 自抗扰控制技术
        4.2.2 基于自抗扰的三维仿生悬臂运动控制
    4.3 灵长类仿生机器人悬臂飞跃运动仿生控制
        4.3.1 灵长类仿生机器人悬臂飞跃运动仿生机理
        4.3.2 基于角动量定理及逆运动学分析的悬臂飞跃运动仿生控制
        4.3.3 悬臂飞跃运动仿生控制器设计
    4.4 本章小结
第5章 灵长类仿生机器人悬臂运动仿生实物仿真研究
    5.1 引言
    5.2 基于虚拟样机技术的准实物仿真实验
        5.2.1 建立ADAMS仿真模型
        5.2.2 建立Simulink仿真模型
        5.2.3 动力学联合仿真实验
    5.3 实物平台组成
        5.3.1 双臂式灵长类仿生机器人机械系统设计
        5.3.2 电气系统
    5.4 基于UKF的实物系统参数辨识
        5.4.1 UKF算法
        5.4.2 实物系统参数辨识建模
        5.4.3 实物系统参数辨识
    5.5 基于动态伺服的仿生悬臂运动控制实物实验研究
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及申请专利
攻读博士学位期间完成和参加的科研项目
致谢
个人简历

(9)蛇形机器人的机构设计和运动研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 蛇形机器人的研究背景及其应用领域
    1.2 蛇形机器人的研究现状
        1.2.1 目前国内外的研究综述
        1.2.2 国外的发展状况
        1.2.3 国内的发展状况
    1.3 蛇形机器人研究的主要内容
    1.4 本文的主要内容
2 蛇形机器人的机构设计
    2.1 自然界中蛇的结构
    2.2 蛇形机器人的机械结构设计
        2.2.1 模块化设计
        2.2.2 模块单元的连接方式
        2.2.3 电机的控制
    2.3 本章小结
3 蛇形机器人的运动步态的分析
    3.1 蛇的运动步态
    3.2 由三连杆组成的运动步态
        3.2.1 运动步态描述
        3.2.2 三连杆波形传递的模型分析
    3.3 三连杆运动步态实验
    3.4 由多连杆组成的运动步态描述
        3.4.1 运动步态描述
        3.4.2 多连杆波形传递模型分析
    3.5 蛇形机器人的运动曲线
    3.6 蛇形曲线serpenoid参数的选取和仿真结果
        3.6.1 蜿蜒爬行时参数的选取和仿真结果
        3.6.2 左转时参数的选取及仿真结果
        3.6.3 右转时参数的选取及仿真结果
    3.7 蛇形机器人的运动曲线实验
    3.8 本章小结
4 蛇形机器人的动力学分析
    4.1 动力学概述
    4.2 机器人的动能与位能
    4.3 由Lagrange方程导出机器人运动方程
        4.3.1 计算任一连杆上任一点的速度
        4.3.2 连杆动能和位能的计算
        4.3.3 动力学方程的推导
    4.4 动力学仿真实验
    4.5 本章小结
5 蛇形机器人研究的后续工作
    5.1 运动学模型
    5.2 机器人的轨迹控制
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(10)现代智能作战概念浅析(论文提纲范文)

1 引言
2 智能作战的概念、特征及影响
    2.1 智能作战的概念
        2.1.1 智能武器
        2.1.2 智能作战
    2.2 智能作战的特征
        1) 指挥高效化
        2) 打击精确化
        3) 操作自动化
        4) 行为智能化
    2.3 对战争的影响
        1) 行动空间更为广大
        2) 作战样式发生变化
        3) 作战手段和方法更加灵活
        4) 威慑力量更强
3 智能作战形式
    3.1 智能武器
        1) 智能军用机器人
        2) 智能车
        3) 智能弹头
        4) 智能地 (水) 雷
        5) 智能C3I系统
    3.2 智能无人作战系统
        1) 地面智能机器系统
        2) 无人机系统
        3) 无人智能集群系统
    3.3 智能化战略
4 海上智能化作战
    4.1 智能化对决策和信息的影响
    4.2 智能化对指挥控制方式的影响
    4.3 智能化对人员和训练的影响
5 智能作战技术基础
6 应对智能作战
    6.1 发展智能作战理论
    6.2 发展智能化技术
    6.3 发展高素质人才队伍

四、探测外层空间的蛇形机器人(论文参考文献)

  • [1]六足仿生机器人的视觉及步态稳定性分析[D]. 刘玲. 兰州理工大学, 2021(01)
  • [2]基于制生权理论的生物化战争形态研究[D]. 李洪军. 第三军医大学, 2016(02)
  • [3]舱内仿生攀爬移动机器人设计及误差分析[D]. 姚博博. 东北大学, 2015(01)
  • [4]基于无线控制模式的智能小车设计[D]. 喻涛. 南京理工大学, 2015(01)
  • [5]基于四边形机构的蛇形机器人设计[D]. 徐兵. 东北大学, 2014(08)
  • [6]基于球形飞行器的管道机器人研究[D]. 付莹. 苏州大学, 2013(11)
  • [7]蛇形机器人在障碍物环境中的运动研究[D]. 胡德利. 沈阳航空航天大学, 2011(08)
  • [8]灵长类仿生机器人悬臂运动仿生与控制策略研究[D]. 赵旖旎. 哈尔滨工业大学, 2010(05)
  • [9]蛇形机器人的机构设计和运动研究[D]. 张玲玲. 大连理工大学, 2009(07)
  • [10]现代智能作战概念浅析[J]. 孙欣. 舰船电子工程, 2009(08)

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探索外太空的蛇形机器人
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