仿人表情机器人的下颌机构设计与运动

针对目前仿人表情机器人口部运动模式单一的问题,基于人类下颌的解剖学运动机理,设计了一种新颖的多自由度仿生下颌机构.建立了仿生下颌机构的逆向运动学模型,分析了其运动模式,实现了仿生下颌机构在空间中的多自由度运动.对多自由度仿生下颌机构进行了多刚体仿真,并通过实验验证了其可行性.仿真和实验结果表明,基于逆向运动学模型,该机构可以模拟人类下颌的张合、前推、偏移3种基本运动模式,以及咀嚼、咬唇等口部复杂运动模式,弥补了现有仿人表情机器人口部运动模式受限的问题.

具有双负压吸盘的爬壁机器人吸附特性

介绍了一种双负压吸盘式爬壁机器人吸附机构,分析了机器人可靠吸附于垂直壁面的基本吸附条件.基于流体网络理论建立了吸盘模型并得到吸盘在风机突然启动、机器人遇障碍以及风机突然关闭三种情况下的等效电路.通过对等效电路的分析得到吸盘内负压动态响应曲线,进而得到了流阻、流容等吸盘结构参数对吸盘腔内负压的影响关系.最后通过试验和仿真进行了验证.

高压带电作业机器人的研制

介绍了我国自行开发的 10kV高压带电作业机器人。该机器人是用于 10kV及以下电压等级配电系统带电维护和抢修的专用设备 ,它由安装在升降机构末端的两个机械臂组成 ,升降机构固定在一辆可移动的汽车上。机器人控制采用两层计算机 ,上层用于机器人管理和路径规划 ,下层用于机器人的姿态和运动控制。经工业现场试验表明 ,它能满足 10kV高压带电作业的绝缘要求 ,可以完成

基于Windows NT的开放式机器人实时控制系统

针对传统工业机器人所采用的专用封闭式结构的局限性 ,开发了一个可在 Windows NT平台下运行的开放式工业机器人控制系统 .该系统采用单处理器结构 ,可在通用的工业计算机和Windows NT加 RTX实时扩展环境下运行 ,具有良好的实时性和友好的图形用户接口 .系统软件采用 3层递阶结构和模块化设计 ,各模块之间的通信被抽象和统一为接口 ,并且通过灵活的接口配置子系统对接口进行配置 ,可灵活地添加或删除接口 ,使系统软件具有良好的开放性和可扩展性 .为了便于推广应用 ,采用标准 C语言作为机器人编程语言 ,并提供一系列机器人编程接口供用户程序调用 。

基于DSP的工业机器人控制器的设计与实现

提出了一种基于 DSP技术的工业机器人控制器的设计 ,该控制器采用一台工业 PC机以及一块 DSP多轴运动控制卡 ,较好地实现了机器人的实时控制 ,提高了机器人控制器的运动控制性能 ,最后给出了相关的实验和结论 .

基于多传感器数据融合的管道机器人精确定位技术

针对自主管道检测机器人的管内定位问题,提出了一种能够提高定位精度的多里程仪测量数据一致性融合方法.首先基于置信距离测度概念构造了多里程仪测量数据之间的置信距离矩阵和关系矩阵,然后利用有向图方法剔除含有较大误差的或错误的测量数据,最后采用极大似然估计法求解多里程仪测量数据的最优融合值.在管道机器人智能控制器上使用C语言编程实现文中算法.在机器人的自主爬行实验过程中,通过测量模拟油气管道的焊缝间距验证了该算法的有效性.

磁传感系统在室外移动机器人导航中的研究

详细介绍了室外移动机器人磁导航系统中磁钉材料、形状及尺寸的选择原则.在分析各种磁传感器特性的基础上,选择HMC1022型磁阻传感器作为磁信号的检测元件.利用13个磁阻传感器,形成了用于检测磁钉磁场的磁尺.磁尺安装在车辆前保险杠上相对地面比较高的位置,解决了应用霍尔传感器等进行磁导航时安装高度比较低的问题.提出了一种改进的序列算法,根据相邻传感器的比值,通过设定阈值来细分区间,从而获得了更精确的磁定位结果.实验结果验证了改进序列算法的精确测量特性.

关节式超高压带电清扫机器人HVCR-II

为了降低变电所绝缘子停电清扫带来的经济损失,并提高作业人员带电清扫时的安全性,提出了一种遥控机器人HVCR-II,用于带电清扫330 kV变电所高电压设备的外绝缘瓷瓶.该机器人由自行拖车式移动小车、关节式-伸缩式绝缘机械结构、双主机从备用式控制系统、图像监控系统和泄漏电流自动报警系统5部分组成.工频耐压试验和模拟带电清扫试验表明,其绝缘性能满足超高压带电清扫作业规程,清扫效果满足设计要求.

四足机器人对角小跑起步姿态对稳定步行的影响

对四足机器人对角小跑步态下绕支撑对角线的翻转力矩建立了力学模型 ,分析了该力矩对机器人运动姿态及稳定步行的不利影响 。

基于虚拟障碍物的移动机器人路径规划方法

针对城市道路环境,将全局路径规划方法和局部路径规划方法相结合,提出了基于虚拟障碍物的路径规划方法.该方法首先采用A*算法得到一条全局最优的车道路径,然后根据全局最优的路径生成虚拟障碍物,最后将虚拟障碍物与传感器探知的实际障碍物融合,采用改进的向量直方图方法进行局部路径规划.该方法不仅能够充分利用已知环境信息生成全局最优路径,而且能够实时处理随机动态障碍物,真实环境下的实验结果表明本文方法的有效性和可靠性.

欠驱动机器人的最优轨道生成与实现

提出了一种基于学习的动力学前馈方法 ,解决了欠驱动系统由于系统不完全可控造成的反馈控制失效、运动轨道难以实现的问题 .在此基础上提出了学习 -优化交替式最优运动轨道生成方法 ,该方法将轨道优化与学习控制相结合 ,所生成轨道可以在欠驱动机器人上实际操作 .对一台实际的欠驱动机器人实现了最优轨道生成 ,并进行了动作实验 。

一种壁面牵引移动式玻璃幕墙清洗机器人

提出了一种新颖的平面玻璃幕墙清洗机器人结构设计原则,据此设计了2个自身无行走机构并依靠壁面牵引移动的清洗机器人系统.机器人吸附在壁面上,在楼顶卷扬机的牵引作用下依靠自身重力沿壁面下滑,同时完成清洗作业,并通过双负压吸盘的交替吸附跨越突起的水平窗框障碍.为提高机器人的工作能力,进行了作业安全分析,并研究了吸盘吸附力的调整控制方法.现场试验表明机器人能有效完成幕墙清洗任务,具有机构简单、效率高、成本低、清洗效果好的特点.

基于B样条路径的机器人时间最优轨迹规划

现代制造业要求机器人不仅能够实现常规的ＰＴＰ运动和简单的ＣＰ运动，而且还能够沿着任意特定路径进行高速运动．为此，对沿着特定路径运动的机器人的时间最优轨迹规划问题作深入研究，成功地运用了三次Ｂ样条对由一系列离散路径点组成的机器人特定路径进行了逼近，并利用动态规划方法，沿着逼近所得的机器人路径，对机器人进行了时间最优轨迹规划，从而保证机器人在不偏离原有路径的基础上，实现时间最优运动．通过计算机仿真实验，证明算法可行，效率较高．

基于Windows NT的开放式机器人控制系统

本文介绍了一个在 Windows NT平台上开发的工业机器人控制系统 ,该系统可在通用的工业计算机上运行 ,系统运行环境为 Windows NT加 RTX实时扩展 ,可保证良好的实时性 .该系统硬件平台为标准的 PC硬件平台 ,控制软件采用模块化设计 ,具有良好的开放性和可扩展性 .

神经网络在机器人路径规划中的应用研究

机器人路径规划是人工神经网络应用于机器人控制的重要内容 .本文提出采用碰撞罚函数进行无碰撞轨迹规划 ,给出了无碰撞轨迹规划的人工神经网络算法 。

基于虚拟样机的双足机器人步行联合仿真

为了提高双足机器人设计的效率与可靠性,利用机械系统动力学仿真软件ADAMS建立双足机器人的机械动力学模型,利用Matlab建立控制系统,通过ADAMS与Matlab的接口模块,实现了基于ADAMS与Matlab联合步行双足机器人仿真平台的建立.结果表明,仿真得出机器人在平地行走过程中各关节的力矩变化情况,获得了最高转速、有效转速、最大转矩、有效转矩等机器人运动的关键参数,为双足机器人物理样机的电机和减速器选型提供了理论依据.

基于全景视觉与里程计的移动机器人自定位方法研究

通过分析全景视觉与里程计传感器的感知模型的不确定性 ,提出了一种基于路标观测的移动机器人自定位算法 .该算法利用卡尔曼滤波器 ,融合多种传感器在不同观测点获取的观测数据完成机器人自定位 .与传统的、采用单一传感器自定位的方法相比 ,它利用视觉和里程计的互补特性 ,提高了自定位的精度 .实验结果证明了上述方法的有效性 .

ZXPJ01型消防机器人的研制

ZXPJ0 1型消防机器人是一种集火场探测 ,消防 ,有毒、易燃、易爆气体场所探测等多种功能于一体的遥控关节式移动机器人 .本文介绍它的系统结构和工作原理 ,并从硬件和软件两个方面对该机器人的控制系统进行了介绍 ,以及电器防爆及热防护功能的实现 .机器人原型已经完成 ,实验结果证明了系统的可靠性和各项性能指标满足设计要求 .

移动机器人多目标彩色视觉跟踪系统

机器人视觉系统利用颜色、形状等信息来识别环境目标 ,但是难点在于识别的鲁棒性和实时性的保证 .本文采用全自主移动机器人为平台 ,提出了一种硬件成本低廉的、基于颜色学习的实时多目标视觉跟踪系统 ,并提出了一种新颖的目标颜色学习和跟踪算法 .该视觉系统已成功集成在自主移动机器人系统中 。

使用三维栅格地图的移动机器人路径规划

针对移动机器人使用三维地图进行路径规划的问题,研究了使用三维栅格地图的路径规划算法。该算法将装载三维激光扫描仪的移动机器人得到的三维点云转换成为八叉树结构的三维栅格地图;扩展了D*算法使之考虑机器人的尺寸,检测每种位姿状态下是否与环境发生碰撞,生成多条可行路径可以在栅格地图中直接生成机器人的运动轨迹,保证运动过程中机器人自身及物体的安全。实验结果表明:该算法不需要对地图具有先验认识,并且考虑了机器人的实际尺寸,具有较强的可靠性和实用性,已经在真实环境中进行了实验。