一种机器人大臂结构的优化设计

本文对一种井下喷浆机器人大臂的结构尺寸进行了优化设计．优化的结果可使大臂的前端沿一条近似的铅垂线运动．其工作的最大压力角和起落高度都满足了设计要求，同时兼顾了使关键结构件尺寸最小的原则．最终对优化结果进行了计算机图形与数据的动态仿真检验，结果是令人满意的．

基于Ansys WorkBench的排爆机器人机械手静力学分析

现建立了一种排爆机器人六自由度机械手的模型。利用Ansys WorkBench软件建立了机械手的静力学模型,并对其进行了静力学分析,得出了机械手大臂和小臂等重要部件的应力、应变图。不仅证明了机械结构的可行性,也为相关数据的设计提供了依据。

煤矿井下机器人结构设计

立足国情和实际，设计了一种全新结构的煤矿井下机器人。与常规结构的工业机器人相比，它的结构方式与工作过程都独具特色。使得本机器人结构简单，操作方便，适用性强，具有好的可靠性与维护性。

智能上假肢特定人语音识别系统实现

智能上假肢特定人语音识别系统采用特定人语音识别技术对智能上假肢进行实时准确控制。实现对语音波形的实时显示;运用均匀子带方差和双门限方法,实现噪音环境下特定人语音的实时端点检测;引入I-Mel滤波器和Mid-Mel滤波器对传统Mel滤波器进行改进,有效提高信息完整度;采用全局最小值DTW算法对参考模板和待识别指令进行匹配识别。测试结果表明,该系统对短词的平均识别率为97.875%,短句的平均识别率为97%,实现了对控制指令实时、准确的识别,满足系统应用需要。

肩离断多自由度机器人型假肢肩部气动平衡机构的优化设计

肩离断多自由度机器人型假肢拥有6个自由度,其肩部前后摆采用旋转电机驱动,外摆采用直线电机驱动。为避免空间干涉以及减小驱动力矩,采用了一种气动支撑杆来实现对大臂关节重力矩的平衡。设计了气动支撑杆平衡结构形式,确定了结构设计中的待优化变量,建立起结构的运动数学模型,构造了结构设计的约束与目标函数。用有约束问题的最优化算法求得本结构的综合最优解,最后输出了优化设计计算结果及其运动仿真图形。

基于双目视觉的助老助残机器人定位系统研究

提出一种基于双目立体视觉的人机交互方式。该系统不仅可以主动检测人脸嘴部三维空间坐标,还可以通过激光引导随意确定某一位置的空间三维坐标。通过坐标变换和逆向运动学求解,反解出机械臂的各个关节运动角度,发送控制指令使机械臂在保持手部平衡的情况下运动到指定位置。实验结果表明,该方法操作简单,应用领域广,不仅能应用于助老助残机器人,还可以用于其他非结构化环境中的机器人。

基于四元数的前臂假肢手部自平衡的设计

针对残疾人的前臂假肢在端水等运动过程中需要手部虎口一直与大地保持平行,即手部实现姿态自平衡问题,提出采用四元数的姿态解算算法,并采用卡尔曼滤波融合MPU6050传感器中陀螺仪和加速度计的输出数据,补偿了陀螺仪输出数据的随机漂移误差,得到前臂假肢手部姿态的正确估计。该系统由安卓手机、STM32单片机、MPU6050传感器、高性能数字舵机组成,通过安卓手机语音识别向STM32单片机发送是否保持手部自平衡指令,由STM32实时采集MPU6050中陀螺仪和加速度计的数据并经过算法处理后,通过串口向舵机发送信号。实验结果表明,这种姿态估计算法有效地解决了前臂假肢在运动过程中手部自平衡问题,为前肢缺失的残疾人提供了便利。

一种康复用多自由度假肢肘关节气动平衡机构的优化设计

借助优化算法设计了一种平衡小臂肘关节重力矩的气动拉杆机构。在优化设计中,充分考虑了安装空间、传动效率、小臂运动范围、对小臂重力矩的平衡效果等多方面的因素,建立起该结构的运动数学模型,确定了结构设计中的待优化变量,设计了约束函数与目标函数,用MATLAB编制了相应程序,采用有约束问题最优化算法求得本结构的综合最优解。最后输出了优化设计计算结果及其运动仿真图形。

仿生水下机器人传动机构的设计与仿真

参照鱼类的外形特点对仿生水下机器人进行了设计和建模,同时根据鱼类推进鳍的特点研发出一种全新、节能、高效的推进装置;运用具有急回运动特性的曲柄摇杆机构将舵机的连续转动转换为推进鳍的前后摆动;结合现代虚拟样机设计技术进行本仿生水下机器人的设计研发:利用Matlab技术对曲柄摇杆机构进行优化分析和设计,运用Adams对曲柄摇杆机构进行运动分析,同时验证了基于Matlab优化设计的结果;目前,已经将仿生水下机器人加工组装完毕,同时完成了下水试验,证实了前期设计的合理性。

大型喷浆机器人谐调机构的参数设计

为了自动维持喷浆机器人纵向进给装置在运动过程中的水平姿态，采用了油缸联动机构。为了满足要求的参数，对该机构采取了优化设计，并将优化结果带入仿真程序进行检验，证明优化设计的结果是可靠的和令人满意的。

非结构化助老助残机械手对目标识别定位系统的研究

研制了一种非结构化的五自由度助老助残机械手,针对助老助残机械手末端手掌对空间目标物体的定位抓取问题,采用了一种激光引导的双目机器视觉定位和广义回归神经网络求逆解相结合的方法。该方法中,双目机器视觉定位采用双目工业相机,通过阈值分割算法识别激光斑确定目标物体的坐标,再经广义回归神经网络反解出助老助残机械手关节角度。最后通过采集实验数据和理想数据做对比,该方法能够达到较高的定位抓取精度,比较以往的机械手角度反解,该方法不存在无解或多解的情况。

MDT实体造型技术研究

本文对MDT的实体造型过程、工作平面、草图平面和用户化环境问题进行了探讨，并提出了切实可行的处理方法。

多重四连杆型机器人(喷浆用)运动学分析

为便于对一种专用机器人的运动进行分析,本文将机器人的闭链结构化为完全的开链结构,采用旋转矩阵来表示末端操作器的姿态,并用D-H方法建立起连杆坐标系和机器人的运动学模型。利用这一模型,最终获得了机器人运动学的全部逆解。

康复用多自由度假肢大臂外摆机构的优化设计

康复用6自由度机器人型假肢的大臂外摆机构采用直线电机驱动。为得到其合理的安装结构形式,在充分考虑安装空间,传动效率以及假肢大臂的重量和运动范围等多方面因素前提下,采用了优化设计方法。建立起结构的运动数学模型,确定了设计变量,设计约束以及其目标函数,然后编制了MATLAB优化程序,采用最优化理论中的复合型算法求得本结构的综合最优解。最后根据优化结果编制了仿真程序,输出了运动仿真图形,证明了设计的合理性。

管外行走机器人抱紧机构的优化设计

针对外部管道结构的复杂性和特殊性,提出并设计一种高效、实用、多用的管外行走机器人。为满足管外行走机器人提供足够的夹紧力,各个夹紧点间相隔要尽量均匀,能顺利夹紧或松开工作管道,具有较好传动效率及各构件不能发生干涉等要求,通过建立管外行走机器人抱紧机构的数学模型,基于MATLAB编程算法,采用多目标有约束问题的最优化方法,确定了待优化杆件尺寸和角度,最终输出优化计算的结果和仿真图形,得到最优的设计方案,为解决管外行走机器人优化问题提供了一种新方法。

基于C8051F020的假肢控制系统设计

以C8051F020单片机为核心处理器,设计了仿人手臂形假肢的控制系统。系统采用单片机自身集成的PCA模块产生占空比可调的PWM信号用于驱动三个直流电机,采用定时器产生频率信号用于驱动三个步进电机,采用CPLD对各个关节控制量的检测并实时地反馈给控制器实现实时控制。在此基础上设计出了按键控制和语音控制两种控制方式。该系统不但结构简单、操作方便,而且可靠性高。

喷射混凝土机器人工作性能仿真

在研制四连杆型喷射混凝土机器人的过程中,采用了蒙特卡洛方法对机器人的工作空间情况进行分析,简单、直观地表明了该机器人的工作空间为一倒置的“U”形,工作空间中无空穴和空洞现象,与拱形巷道的截面形状相吻合。对该喷浆机器人的灵活度进行了计算分析,理论分析表明机器人具有较好的灵活性。

基于VC和ANSYS的圆柱齿轮参数化设计及分析系统开发

在ANSYS环境下,基于齿轮啮合原理,对圆柱齿轮副的实体建模、有限元建模、应力分析等问题进行了研究,并利用APDL语言在ANSYS环境中实现了一对圆柱齿轮副的实体建模、有限元建模、静接触应力分析及求解过程的参数化。基于Visual C++(VC)平台,对ANSYS进行了二次开发,设计开发了具有良好人机界面的圆柱齿轮参数化设计及分析系统。使用现有数据仿真,其结果表明,该系统具有简单易用、准确高效等特点,可极大地降低建模过程的重复性,从而有效提高设计效率。

基于ADAMS的移动机器人仿真

讨论了一种新型的移动机器人结构。该机器人的形状与运行方式可以根据不同的环境进行改变,使得其具有更强的越障能力。运用ADAMS软件对其姿态变化过程的某些参数进行了仿真分析,获得了一些仿真数据,这些为其物理样机的设计、优化和控制等提供了理论依据。

工科研究生导师工作几点思考

研究生导师的问题,事关学生创新教育的最终效果,必须予以重视。针对目前社会上关于研究生创新培养及导师工作的一些讨论,本文对大家所关注的研究生导师工作的几个问题分别发表了自己的观点和认识。创建科学、合理的导师工作机制与模式,可以使导师的指导工作能更好地遵循研究生创新培养规律的需要。