水下自重构机器人的自动对接控制

讨论了平面内水下自重构机器人的2个模块间的对接控制问题.根据传感器信号强度与模块相对坐标的误差之间的关系,给出了对接控制问题的优化目标函数.考虑到模块的运动学方程可逆,将该问题分解成了3个自由度上的子优化问题.依据对中法思想,给出了各自由度上自动搜索的优化目标函数,并设计了相应的调整控制律.建立了模块的逆运动学离散方程,并设计了一种稳定化修正格式以提高数值计算精度.仿真实验结果表明,所提出的自动对接控制算法能够很好地实现模块之间的对接.

水下自重构机器人Kane动力学建模方法

针对水下自重构机器人构形多变且外部环境复杂等特点,提出了一种通用的、基于构形描述及Kane动力学的建模方法.利用图论中关于拓扑结构的描述方法,建立水下自重构机器人多种拓扑构形的统一数学表达,再结合Kane方法,在模型中加入水下各种外部环境作用力,最终建立封闭的水下自重构机器人运动方程.通过典型构形的建模实例,证明了该方法的可应用性和有效性.

水下自重构机器人游动构形的稳定性分析

针对水下自重构机器人游动构形的稳定性问题,本文提出了以恢复力矩作为量化参数的水下自重构机器人游动构形的稳定性判据。考虑到水下自重构机器人是由相同模块组成,提出先计算各个模块的恢复力矩,然后以参考模块为基准进行叠加。以水下蛇形构形的游动为例,介绍了恢复力矩的计算方法,并分析了关节摆动对恢复力矩的影响。分析结果表明:该方法可以准确、高效地描述水下自重构机器人游动构形的稳定性。

新型水下自重构机器人水下机电对接技术

研究了一种应用于水下自重构机器人的新型水下湿式机电对接技术.采用多卡爪机械锁紧机构和充油密封方式,实现了水下可靠的机械与电气连接;利用机器人逆运动学方法实现关节的协调控制,进行对接过程末端模块的轨迹规划;利用对光电引导传感器组信号的优化来辅助水下对接;成功研制了该水下连接装置和基于该装置的水下自重构机器人样机.通过在样机上的实际应用,验证了该技术的有效性.

基于CPG的水下自重构机器人控制网络演化方法

提出了基于中枢模式发生器(CPG)的水下自重构机器人控制网络的演化方法.引入仿生学中的CPG作为控制网络基本组成单元,采用通路矩阵描述水下自重构机器人的构形,实现了由构形到CPG控制网络的演化,并给出了水下自重构机器人典型构形所对应的CPG控制网络的结构及输出波形.结果表明,所提出的方法可以动态生成水下自重构机器人的控制网络.

基于Kane动力学和通路矩阵的水下自重构机器人建模

文章推导出基于通路矩阵和Kane方法的水下自重构机器人的运动学和动力学方程。引入图论的知识解决水下自重构机器人的统一构形描述问题,提出采用通路矩阵描述水下自重构机器人的不同构形,结合Kane方法,建立了水下自重构机器人的运动学和动力学模型。以水下自重构机器人的典型构形(水下四足行走构形)为例,验证了该方法的有效性和可用性。

一种基于ZigBee无线通信水下自重构机器人

本文以STM32W108——Zig Bee无线通信控制器为核心,从水下自重构机器人的个体连接方式、水下运动方式、水下近距离定位和自组网与群体智慧等方面对水下自重构机器人系统进行研究与设计。设计了机器人的连接机构。不同个体之间以机械连接为主,配合微型接近开关和Zig Bee的信号强度检测技术实现个体之间的稳定简洁连接。研究了机器人的运动方式,确定了个体机器人运动所需的最小自由度的数量为二个,并根据所要完成的运动方式将两个自由度的分布位置设计成两个关节组合的方式。通过利用Zig Bee的自组网技术设计了一种简单的群体智慧运算程序,并在多个机器人组合成一个整体时,通过多种群体运动方式检验了该技术。

水下分散自重构机器人取样模块的设计

针对水下分散自重构机器人工程样机取样模块的结构特点,设计了一种与水下自重构机器人工程样机配套使用的新型抓斗式取样模块,介绍了其工作与控制原理和搭载方式,并研究了取样模块工作时的受力情况.结果表明,所设计的取样模块具有较好的可靠性.

水下分散自重构系统设计

研究一种新的水下系统设计概念 ,水下分散自重构系统 .该系统由数量不定的少数几类相似模块组成 .通过模块之间的连接和分离 ,可以实时改变系统构形 .通过模块的协调变形 ,可以实现不同的运动方式 .开发了一个基本的样机系统 ,称为USS .USS目前只包括一类模块 ,可以实现 2种平面基本构形和 2种空间基本构形 .由于具有浮力调节能力 ,可以通过平面构形实现海洋水体空间机动 。