基于柔性步行路径的双足步行机器人步态参数分析

建立机器人-步行路径间的刚柔耦合模型,分析路径参数对机器人步态参数的影响规律。首先,采用基于自然零力矩点（ZMP）轨迹的步态规划方法,通过给定参考ZMP轨迹获取机器人质心轨迹,插值得到机器人在刚性路径下的步态;其次,基于Pasternak地基模型,在ANSYS中建立公路的多层柔性模型,导入ADAMS中与机器人多刚体模型耦合。通过3组柔性参数与理想刚性路面假设下的步行仿真,分析地面的柔性参数对机器人质心与ZMP轨迹、关节驱动力矩等参数的影响。研究结果表明：机器人在柔性地基公路上步行时质心高度比较稳定,波动小于2.6%,质心沿前进方向移动距离接近预期规划的步行距离,比刚性路径假设下的步行效率高;驱动力矩变化趋势与刚性路径变化趋势基本一致,其中支撑腿相应关节的驱动力矩突变峰值减少8.3%-33.4%,关节运动更平稳;足底接触力较刚性路径波动范围增大7.2%-16.7%,地面对机器人的冲击减少约8.0%。在自然柔性地面环境中,双足步行机器人的步态效率更高,运动更平稳。

仿人机器人足部结构与感知系统设计及ZMP计算

针对仿人机器人行走中的平稳性要求,首先,设计了由弧形脚掌、被动趾关节、冲击吸收机构和传感器模块组成的足部结构;其次,推导了在足部结构支撑下的ZMP算法。实验表明,由足部结构及传感器布置能够实现ZMP的准确测量。

高压作业环境在线测试系统的太阳能供电模块的研制

针对高压作业环境下的多传感器在线测试系统的供电问题,结合节能环保的原则,设计了一个具有自动切换电源和多路电压输出功能的太阳能供电系统。制定了电源管理策略,采用以2577芯片为核心的电源选择电路实现了电源的管理;并根据测试所采用的传感器电压的要求,设计了具有3.3V5、V两种稳定电压输出的调压电路。通过在某高速铁路接触网系统的振动现场测试,验证了该供电模块的有效性。

基于无线传感网络的输电线路多变量分布式局域监测系统

针对输电线路的风振灾害监测,研制了一套基于ZigBee技术的多变量无线监测系统.系统的下位机由中央控制模块、射频传输模块、传感器模块和电源管理模块组成;采用低功耗16位单片机MSP430为主控芯片,实现了数据采集与传输.系统上位机通过TTL转接和无线数传模块进行串口通信.经实验室与现场应用验证,本系统抗干扰能力强,单通道采样率达1k,有效传输距离达300m,具有多工作点同步监测并向上位机实时回传数据的功能,能实现对杆塔和导线振动、动态应力/应变、风速等多参数的在线监测,为形成输电线路风振无线监测和灾害预警机制提供有效的技术手段.