基于机械臂的计算机转轴力学性能检测系统研究

笔记本电脑显示屏转轴结构的力学性能检测,是电脑整机结构研发阶段关键的标准化测试。本文以双铰链型结构的笔记本电脑转轴为具体待测对象,提出了一种基于工业机械臂和动态力传感器技术的转轴力学性能检测新方案。该方案应用机械臂的灵活空间运动能力带动实现待测笔记本电脑屏幕部件与转轴结构的往复开合运动,通过构建与待测转轴翻转运动特点相一致的机械臂末端工具运动模型,实现了完全拟人化操作的单手指推动式运动轨迹。进一步,采用转轴扭矩测试的简化模型,通过对末端工具推力的实时测量计算,实现对扭矩的动态测试。实验结果表明,本文所提方法有效、实用。

NAO机器人在特殊迷宫环境行走导航

NAO仿人机器人是足式行走研究和机器人赛事竞技的标准技术平台,但由于其自身硬件能力的限制,通常需要外部设备辅助来实现复杂应用。以NAO机器人在未知迷宫中的独立行走导航为具体目标,充分考虑NAO机器人自身传感偏差和行走打滑等客观不利因素,提出一种具有较高可靠性的行走导航方法。首先对包含特殊标记的迷宫路口进行特征分析,通过借鉴经典的“边线式”(RightHandRule)迷宫解谜策略,构建基于迷宫场景图像特征识别和声呐校正的详细行走策略。仿真和实验结果表明,所提方法能够实现NAO机器人自主、可靠地迷宫导航运动。

模块化多足步行机器人的运动控制系统研究

为解决机器人对复杂多变的环境适应性不强的问题,研制了模块化的多足步行机器人系统。针对模块化多足步行机器人的机构特点,设计并实现了一种位于机器人模块化控制体系底层的基于CAN总线的运动控制系统。采用微处理器、专用的运动控制和驱动芯片以及光电编码器实现了机器人关节的伺服闭环运动控制;采用CAN总线作为模块间的通信接口,有效地支持了多关节实时控制。提出了一种具有3层抽象结构特点的可扩展的软件体系结构,为运动控制系统提供模块化支持。实验验证了运动控制系统软硬件的可靠性和有效性。

精密双层气浮直线电机动力学响应分析

高分辨率步进扫描投影光刻机中的精密双层气浮直线电机采用气浮轴承支撑,实现亚微米级定位的高速高精运动。考虑其气固耦合特性以及对运动精度产生的影响,通过有限元的方法建立了精密双层气浮直线电机的有限元模型。在该模型的基础上,应用模态叠加法分析了该系统在各种条件下的动力学响应,得到了在X、Y、Z三个方向的加速度响应曲线;同时,借助实验模态方法,验证了该系统动态响应,从而得到了该系统的谐振频率。仿真计算结果和模态实验结果的偏差小于10%,证明了该模型是正确有效的,为下一步的动态优化和控制设计打下基础。

笔记本使用可靠性测试系统构建及应用研究

针对当前由于笔记本使用可靠性测试工作的柔性化不高而导致测试效率低的问题,提出了一种新的测试方案。基于可靠性工程思想,对现场试验进行了统计分析,建立了测试要素以获取试验参数。根据测试内容,分析了测试平台的功能需求,搭建起结构柔性化、功能综合化的机器人测试系统。对系统可靠性管理进行了探讨,约束了测试参数范围,建立了测试规范。应用表明,该测试方案提高了测试效率、规范了测试工作,机器人测试系统功能完全。

矢势A场中二维超导感应电流的干涉

在二维超导金属面上,用被超导屏蔽的距离为d的两无限长直磁通垂直穿过,开始dφ/dt≠0,并在二维超导金属面上感应两个反向等值电流,然后使dφ/dt=0且两磁通皆维持φ0不变.本文计算并模拟了二维超导金属面上感应电流的干涉分布流线.我们称这一效应为L-J效应,它是A场中的超导感应电流干涉效应.

连续型强化学习与PID控制的应用对比分析:以一阶倒立摆系统为例

作为典型的强人工智能方法,强化学习已经开始被尝试应用于真实控制任务中。为了探究连续型强化学习在物理系统控制中的效果,以一阶倒立摆系统的平衡控制为实例,使用强化学习方法和经典PID控制方法对倒立摆系统分别进行建模与控制实现,并着重对控制表现进行对比分析,结果表明在该控制任务中连续强化学习训练所得的控制策略对扰动的反应更迅速,并具有更强的稳定性。

基于CPG的四足机器人运动控制

为了提高四足机器人运动的稳定性和适应性,受自然界动物节律运动的启发,提出基于Hopf振荡器的CPG网络的控制模型。将CPG网络的输出作为基本的节律信号,控制四足机器人的关节运动。针对传统步态切换存在的锁相、突变等问题,在CPG模型中引入旋转矩阵后可输出连续、平滑的控制曲线;同时,该CPG网络能够输出任意相位关系的控制信号,用于各步态生成及步态间切换的运动控制。最后,通过MATLAB/ADAMS联合仿真和样机测试,验证了该控制策略的有效性和合理性。

基于模型预测控制的NAO机器人长廊地形稳定行走

室内长廊移动导航是移动机器人领域的经典问题,然而由于关节运动偏差和脚底打滑等因素,NAO仿人机器人内置的标准直线行走功能却无法直接实现长廊行走。本文以实现NAO机器人在长廊环境中的稳定前向行走为具体目标,提出了一种包含视觉伺服、运动规划,步态控制的集成式行走导航框架和具体方法。本文首先采用基于图像的视觉伺服控制算法生成期望运动速度,以此确定步行方向和足迹序列跟随输入的运动速度,并利用基于模型控制(MPC)的在线步态生成算法处理双足步行的ZMP约束和稳定性约束,进而生成符合步行运动特征并满足预设约束的质心轨迹。本文通过实验实现了NAO机器人靠近长廊中心地稳定双足行走,既验证了所提方法的有效性,也为足式机器人的高性能室内行走提供了基础方法与参照。

微藻制备生物柴油技术综述

随着化石燃料的日益枯竭,生物柴油作为一种可再生的生物能源,其制备方法成为了各国研究开发的重点,藻类生物质则是生产生物柴油的优良原料。综述了制备微藻生物柴油的研究进程,着重阐述了酸催化法、碱催化法、酶催化法以及超临界法等国内外微藻制备生物柴油几种技术,并对其今后的研究重点进行了总结和展望。