基于结露法制冷循环的空气取水净化装置

本文提出了一种利用半导体制冷片从空气中获取淡水的创新方案:潮湿的空气通过冷凝和过滤等过程,将水分子从空气中提取出来,另外通过增加吸附装置表面积、等优化策略,提高冷凝效率,以提升出水率。最后在实验室制作了样机,并进行了多次测试和优化,结果表明:本空气制水装置在适当的气候条件下具有可行性,并且可以为干旱地区和紧缺水资源地区提供一种可持续的水资源解决方案。

舵机构成的六自由度示教型机械手臂设计

机械手臂在工业生产、灾难救援、手术医疗等方面有着广泛的应用。我国目前在设计和生产机械手臂上创新不足,与国际先进的生产商也有着巨大的差距。加大这方面的专业人才培养必须要有对应的实践操作设备。目前,机械手臂生产商的设备昂贵,为实验室建设和设备操作的普及带来昂贵的经济成本。因此,开发一款经济实用的示教型机械手臂可以助力人才培养。开发的机械手臂主要是由舵机和机械手臂控制器组成的六自由度机械手臂。每个舵机可以单独控制。连续多个舵机的动作,可以使机械臂到达指令位置,也可以使用动作组控制模式让机械手臂到达指定的位置。机械臂的驱动控制上采用PCA9685芯片作为PWM驱动信号的来源。该芯片能够输出16路PWM信号,以便后续的扩展。该型机械臂可用于完成各种设定动作,可以满足课堂上的机器人运动学原理讲授和演示需要,从而开展正常的教学活动。

机器鱼胸鳍的仿生研究及动力学仿真

随着科学技术的不断发展,近年来以鱼类为仿生对象设计的仿生机器鱼得到了快速的发展。笔者针对鱼类的游动机理、胸鳍运动学原理和MPF(中央鳍/对鳍)推进模式进行分析,设计了二自由度胸鳍推进的仿生机器鱼。目前,已有的一种二自由度舵机结构采用舵机驱动和电磁驱动联合驱动,通过仿生机器鱼胸鳍可以实现拍翼运动、摇翼运动和它们的复合运动。在分析刚性胸鳍的运动模型时,基于DH参数法建立了驱动机构的运动学模型,为仿生机器鱼的基本运动形式提供了理论依据。利用仿真软件Adams对仿生机器鱼进行动力学仿真,得到了鱼体位移、胸鳍角速度和角加速度等图像,验证了仿生驱动机构的合理性,为后续的实验奠定了基础。

摄像机二自由度转动远程控制系统设计与实现

设计了基于互联网通信技术的摄像机舵机二自由度自由转动远程控制系统。该控制系统以Raspberry Pi微型计算机为控制核心,实现摄像机上下和左右二自由度灵活转动,并采用互联网传输技术对摄像机采集的图像信息和摄像机转动控制信息进行实时传输,实现远程控制。系统运行时,图像信息和摄像机云台的控制信息以搭建在主控制器上的Web服务器为枢纽,实现移动客户端与系统的数据交互和摄像机视觉系统的远程控制。Web服务器的搭建应用了Flask微框架,Web前端应用了HTML、CSS、JavaScript和Ajax技术。实验样机验证,实现了摄像机视野范围的客户端远程监控,并实现了用户在客户端对摄像机视野范围二自由度灵活调整的远程控制,达到了预期的控制效果。

基于AT89C51单片机的四自由度机械手设计

在介绍了机械手应用前景的基础上,着重的进行了四自由度机械手控制系统的软、硬件设计,其控制核心是AT89C51单片机。由于51单片机的经济灵活性^([1]),使机械手控制系统的后期修改维护更加方便快捷。

双自由度舵机传动机构运动学仿真

超高速水下航行器在航行过程中工况复杂,速度跨度大,舵效变化大,常规舵机无法满足操舵要求,而双自由度舵机可以改善操舵性能。文章以该舵机的传动机构作为研究对象,利用UG软件建立三维实体模型,并将其导入到ADAMS软件建立基于多体接触理论的机械仿真模型,仿真得到各级齿轮转速与啮合力。仿真结果表明转速相对误差小于1%,啮合力相对误差小于6%,验证了仿真模型的正确性。仿真结果可为传动机构的优化设计提供参考。

基于LabVIEW舵机机械臂控制

分析了六自由度机器人的特点及功能需求,设计了基于LabVIEW的多路舵机控制系统,硬件核心采用STC89C52单片机,关节驱动采用舵机控制。通过实验,实现了六自由度机械臂的关节控制。实验结果显示:该系统运行平稳,控制效果良好,且协调性很高,对机械臂的研究具有一定的参考价值。

三自由度抓取机械手臂的复合模糊PID控制

由于三自由度机械手能在三维空间中完成升降、平移、旋转等基本指令,针对机械手臂在恶劣环境下的动作灵活性和控制精确性等问题,设计出了一种用于智能清洁小车的机械手样机硬件的三自由度抓取机械手臂,采用复合模糊PID控制以提高控制精度,使机械手臂可以达到准确位置,通过精确夹持障碍物,达到清除路障的目的。在构建三自由度结构及数学建摸的基础上,利用人工智能经验设计了结构合理的模糊PID复合控制器,通过仿真及实物模型实验验证技术方案的有效性,为机械手臂控制器的实际应用提供了理论依据。