机器人动力学参数辨识方法的研究

在不解体情况下，采用ＣＡＤ方法计算各动力学参数值，基于多体系统动力学模型及ＰＵＭＡ机器人单关节运动试验结果修正相应动力学参数，并考虑各关节摩擦与阻尼特性。通过ＰＵＭＡ机器人各臂联动试验验证辨识参数的正确性。

模具曲面机器人智能抛光系统的研究

介绍了一个初步实现的模具曲面机器人智能抛光系统的构成 ,分析了模具机器人抛光的特性 ,重点对实现机器人模具智能抛光系统的若干问题诸如工艺过程建模、工艺知识的获取与表达、工艺知识库与数据库建立。

形状记忆合金丝驱动的触手推进式仿生水母

为研制一种高效自主游动的新型水下机器人,受水母的身体特征和鱼尾的推进模式的启发,利用智能材料———形状记忆合金丝(shape memory alloy,SMA)模拟肌肉纤维作为驱动材料,在对水母整体结构进行仿生改造,并对其运动策略进行分析的基础上,研制了一种由6个仿生触手推进器驱动的仿生机器水母原理样机.该机器人总长230 mm,直径110 mm,总质量590 g,自带能源动力,在无线遥控下能达到115 mm/s的直线游动速度和18°/s的转弯速度.实验结果表明:该仿生水下机器人结构、密封简单,机动性强,能够无声推进,并具有生物友好性等优点,验证了形状记忆合金丝做仿生肌肉材料的可行性.

四轮差动驱动型AGV嵌入式运动控制器设计与研究

设计了前两轮从动、后两轮差动驱动的四轮底盘结构AGV。在考虑非完整约束和轴承摩擦力的基础上,结合牛顿力学方法和矩阵分析方法建立了以运动速度和转弯角速度为状态变量的AGV非完整状态空间方程;使用全状态反馈的极点配置法建立了运动控制方程,采用DS87C520和PSD813F2设计了其嵌入式运动控制器。仿真和实验证明了非完整状态空间方程、运动控制方程和嵌入式运动控制系统的可靠性、实时性和稳定性。

电励磁双凸极发电机的电枢反应对外特性的影响分析

针对电励磁双凸极发电机(WFDSG)电枢反应较为复杂,带载后的电枢反应既有增磁作用又有去磁作用,导致磁链和电枢电流的波形严重畸变,不利于电机工作特性分析的情况,提出从磁能的角度分析电机工作特性的方法。根据双凸极电机的机电能量转换过程,在三相不控全桥整流发电方式(DSG2)下,针对1台12/8极电励磁双凸极发电机,分析在不同负载情况下磁链和电枢电流的变化特点和规律,从磁能的角度分析并揭示电机电枢反应作用对电机外特性的影响;分析双凸极发电机的功率流,根据仿真和实验数据进行磁能面积核算。核算结果表明,仿真和实验结果的误差在11%之内,验证了磁能分析方法的正确性。

新型仿生六足机器人步行足运动学分析与研究

通过对六足步行机器人步行足的运动学分析,按照坐标系的建立原则,选取机构中的转动副作为关节变量,推导出各关节的广义变换矩阵,得到了步行足足端的运动学方程,求出步行足足端点运动学的正解坐标系,利用paul等人提出的代数解法进行了运动学逆解分析,并借助计算机对其逆解进行了验证,为后续的运动学分析和轨迹规划奠定了基础。

双足溜冰机器人运动原理与运动学分析

利用轮滑原理,研制出双足腿轮式溜冰机器人。针对机器人自由度较多,不存在固定基座,常规的方法不宜进行其运动学分析的困难,引入右脚等效滚轮相对于参考坐标系的坐标转换矩阵,建立了双足溜冰机器人统一的运动学模型,推导了机器人正逆运动学公式。通过步态规划仿真实验,验证了运动学模型及其推导公式的正确性。

基于径向基函数网络的MOTOMAN机械手运动学逆解

从集合和数学观点 ,把运动学正解和逆解问题作为机器人关节空间和工作空间之间的非线性映射关系 ,将运动学逆解过程转换为神经网络权值训练问题。基于具有局部逼近能力的特点 ,将正解结果作为训练样本 ,用 6输入、单输出的RBF网络 ,实现了MOTOMAN机械手运动学逆解计算 ,避免了传统方法的繁琐公式推导。算例表明 ,采用RBF网络解决逆解问题比BP网络的计算精度略有提高。此外 。

煤矿救援机器人运动控制的研究

在分析一种腿轮式煤矿救援机器人运动原理的基础上,建立了机器人的动力学模型并讨论了目标跟踪控制问题。提出采用线性反馈控制率来进行目标跟踪控制,并证明其指数渐进稳定性,实验结果证明所提出控制方法的有效性。

基于Trio的车身焊接定位机器人控制系统研究

研发了在汽车白车身底板焊接过程中起快速准确定位作用的三轴定位机器人控制系统。基于IPC+Trio运动控制器,提出了开放式定位机器人控制系统总体方案,并进行了详细的控制系统的软硬件设计,开发了在Visual Studio.NET 2008软件环境中的控制系统上位机管理软件和在Trio Mo-tion Perfect2软件环境下的底层控制程序。实践结果表明,该控制系统能够满足白车身底板焊接的定位控制要求,且运行稳定可靠。

溜冰机器人基本特性研究

提出一种新的腿轮混合移动机器人———溜冰机器人 (ISR) ,在介绍了其基本原理和结构之后 ,根据牛顿力学原理建立了其直线运动时的运动学方程 ,并对机器人系统的运动学参数进行了优化 。

夹片冲字自动装置创新设计

充分利用压力机的往复运动及动力,根据夹片形状设计出内圈转动,外圈固定的料盘,并利用棘轮机构实现夹片冲字自动化。

类人机器人复杂运动的状态转换规划方法研究

提出一种针对类人机器人复杂运动的状态转换规划方法。该方法采用状态空间描述机器人的动作序列,以ZMP稳定判据对运动中的状态节点进行稳定性分析,采用多项式插值的方法实现状态之间的转换,对不满足稳定性要求的插值轨迹采取增加状态节点重新修正的方法,从而完成类人机器人的运动规划。机器人的起立过程的仿真结果表明,该方法简单可行、有效。

基于遗传算法的类人机器人状态生成器

基于遗传算法提出了一种用于生成类人机器人原始运动数据的运动状态生成器.在没有任何参考运动数据时,可以通过自由指定各种约束条件来生成稳定且满足要求的机器人运动状态.结合机器人的运动学建模以及位形约束和稳定性约束的数学表达,给出了合适的适应度函数,将类人机器人复杂的多约束、逆运动学问题转化为相对简单的优化搜索问题.实验结果表明,状态生成器所生成的运动状态可靠性高、稳定性强,具有较高的适应性和灵活性.该方法可用于类人机器人复杂环境下的运动规划与控制研究,也可用于求解其他类似的多约束和逆运动学问题.

多传感器数据融合在轮式机器人朝向角控制中的应用

针对轮式全向移动机器人运动时容易产生朝向角偏差这一问题,分析了轮式全向移动机器人的运动模型,对当前普遍采用的仅依靠编码器反馈的朝向角控制方法进行改进,将MEMS陀螺仪和数字罗盘应用到机器人系统中,提出了基于多传感器数据融合的朝向角控制方法,提高了朝向角的控制精度。通过实验数据和在机器人足球比赛中的实际表现,证明了该方法的优势。

双足溜冰机器人动力学

利用轮滑原理,研制出双足从动轮式溜冰机器人(BISR).根据机器人双足不离地滑行的步态特点,提出了机器人的简化动力学模型,并运用非完整约束存在时的Maggi方程,推导出机器人双足不离地滑行时的动力学微分方程.仿真算例和样机实验证明了所提出的动力学建模方法的合理性.

人体“葫芦步”直线轮滑步态的实验研究

单台摄影机拍摄是研究二维平面步态运动的传统方法,将其与正交摄影法相结合,并通过辅助参考平面的引入,解决了额状平面内比例误差的修正问题,对具有三维运动特征的人体“葫芦步”直线轮滑运动步态进行定量的实验研究,所得实验结果能为双足溜冰机器人的步态设计提供仿生学依据。

救援机器人自适应模糊控制的研究

研究了腿轮混合结构式救援机器人的自适应运动控制问题;由于腿轮式救援机器人是一多自由度、非线性和强耦合的系统,其动力学模型比较复杂且难以精确建立,提出采用T-S型模糊神经网络进行机器人的运动控制;充分利用T-S模糊模型的特点和优点,以一种简化的T-S型模糊神经网络作为前馈控制器,同时反馈控制器也采用T-S型模糊神经网络实现;该控制器利用人的经验和知识实时调整PID参数,从而改善控制系统的性能,提高控制器的适应能力;实验结果表明该方法具有良好的轨迹跟踪精度和抗干扰能力。

基于CAN总线和变结构方法的AGV控制器设计

针对一般AGV控制器中非柔顺转弯、相互之间无通讯联系以及跟踪误差在一定范围内有增加趋势的缺点,在考虑非完整约束基础上分析了柔顺运动模式下的AGV转弯问题,得出其状态空间和控制方程。同时,设计了上位机为PC机,下位机以AT89S52单片机为主控器的CAN总线无线通讯系统。在最优参数下进行了AGV路径跟踪仿真和实验,证明了柔顺运动方式下CAN总线和变结构控制方法的有效性。

混合机构式机器人的动力学建模及参数优化

建立了一种混合机构式机器人的动力学模型 ,并研究了其运动学性能。基于动力学参数对其运行速度有较大的影响 ,采用改进遗传算法对动力学参数进行了优化 ,得到了动力学参数的最优解 ,为机构设计和系统控制提供了理论依据。