超高压输电线路巡检机器人两种越障定位方法比较

将两种基于传感器信息的导线定位方法的特点和差异进行了分析和对比,得出方法Ⅱ的解算能力强于方法Ⅰ的解算能力,但由于方法Ⅱ的定位精度低于方法Ⅰ的定位精度,因此,选用方法Ⅰ进行野外作业。

输电线路巡检机器人越障控制研究

介绍了超高压输电线路巡检机器人越障控制方法。根据巡检作业任务的要求,采用遥控与局部自主控制相结合的方法,实现了巡检机器人沿线行走及跨越障碍的功能。采用基于单目摄像头定位和视觉伺服的方法,实现了巡检机器人的自主越障控制。实验结果表明,该机器人可沿线行走并自主跨越障碍,从而验证了控制系统设计的有效性与合理性。

基于循环抑制CPG模型控制的蛇形机器人三维运动

具有三维运动能力和独特的节律运动方式,使生物蛇能在复杂的地形环境中生存.大多数动物节律运动是由中央模式发生器(Centralpatterngenerator,CPG)控制的.以此为理论依据,首次以循环抑制建模机理构建蛇形机器人组合关节运动控制的CPG模型.证明该模型是节律输出型CPG中微分方程维数最少的.采用单向激励方式连接该类CPG构建蛇形机器人三维运动神经网络控制体系,给出该CPG网络产生振荡输出的必要条件.应用蛇形机器人动力学模型仿真得到控制三维运动的CPG神经网络参数,利用该CPG网络的输出使“勘查者”成功实现三维运动.该结果为建立未探明的生物蛇神经网络模型提供了一种全新的方法.

摄像机标定中光心图像坐标确定方法

在分析传统的摄像机光心确定方法的优缺点的基础上,提出了一种改进的径向准直约束法和一种带约束条件的投影矩阵分解法。将由两种改进的方法和直接光学法得到的光心坐标和直接用图像中心坐标近似代替的光心坐标一同进行摄像机的标定与测量研究。实验与仿真结果证明,由所提出的两种方法求得的光心图像坐标在进行标定与三维测量时可达到较高的精度并且优于直接用图像中心坐标进行标定与三维测量的精度。

可重构机器人越障运动的规划

提出一种新型的可重构机器人,该机器人在受一个驱动力矩的作用时,在不同约束下表现的输出形式不同.利用机构这一特点,实现了机器人移动中的自主越障运动.主要针对机器人越障运动中越障高度受导轮和手臂影响的问题,提出一种借助环境同时改变手臂姿态的越障规划方法,有效地提高了越障的高度.通过试验样机验证了规划方法的有效性.

具有力觉与视觉反馈的交互式纳米操作系统

提出了交互式纳米操作的实现方法,搭建了一个具有力觉与视觉反馈的交互式纳米操作系统.操作者通过该系统不仅可以实时感受到作用在原子力显微镜(AFM)探针上的力,而且可以实时观察到纳米环境在AFM操作下的变化过程,使得对微观世界的纳米操作如同在宏观世界搬运物体一样直观、灵活.实验结果证实了本系统的高效性及先进性.

一种星球探测系统多机器人通信机制研究

分析了一种可重构星球探测系统中多机器人通信的特点.根据多机器人系统的功能要求,在TDMA(时分多址)分时共享信道原理和击鼓传花机制的启发下,提出了一种新颖的多机器人无线通信机制.详细介绍了该通信机制和通信协议.仿真和通信实验同时验证了该机制的可行性和实用性.

一种改进的超高压输电线路巡检机器人越障方法

介绍了一种新型的超高压输电线路巡检机器人,阐述了分阶段的控制策略.主要针对越障的工程实际问题,从理论上分析了越障阶段的难点:质心调节,输电线的辨识与定位问题.进行了仿真和试验,验证了控制策略和理论分析的正确性.

自主越障巡检机器人质心调节控制

巡检机器人在跨越障碍时,质量偏心产生的偏矩破坏了机器人车体的水平姿态.本文提出了一种质心调节方法,利用倾角传感器测量机器人车体与水平面之间的倾角,从而控制配重块移动电机的运动,将机器人的质心调节到悬挂于架空地线上的那只手臂上,因此能保证机器人车体保持水平姿态,确保需要脱线或上线的手臂完成相应的动作.最后,通过仿真试验验证了质心调节控制方法的可行性.

模块化可变形机器人控制系统设计与变形方法研究

介绍了模块化可变形机器人控制系统的整体结构.控制系统的硬件和软件均采用了模块化结构的设计,增强了整个系统的可扩展性和容错性.针对该机器人的机构特点提出了一种新的变形方法———协同变形法.实验验证了控制系统的有效性和协同变形法的优越性.

一种用于反恐侦察的爬壁机器人系统

介绍了一种用于反恐侦察的爬壁机器人系统.该系统包括3个部分:真空吸附式两足爬壁机器人、便携式遥控器和无线视频传输模块.其中,基于DSP技术开发的控制器可以使机器人在光滑的壁面上灵活地爬行、转向和跨越.文中提出了一种实现机器人在两个不同倾斜壁面之间跨越的控制算法.实验表明,该机器人体积小、噪声低、隐蔽性好;视频模块图像清晰、传输稳定;整个系统可以满足执行反恐侦察任务的基本要求.

新型轮—腿—履带复合移动机构及稳定性分析

为提高反恐防暴机器人对非结构环境的适应能力,设计出了一种具有良好的机动性能和转向性能的新型轮—腿—履带复合移动机构.通过机器人机构分析与本体的稳定性分析,论证了其结构设计的可行性及好的稳定性.

模块化变形机器人非同构构形表达与计数

提出一种新型链式可重构模块机器人平台,该机器人平台具有手动可重构和自动变形的特点,介绍一种三模块变形机器人样机。组成机器人的单个模块可以简化为由模块本体、连接臂和偏置关节组成。模块的数量可以根据实际工作的需要进行选择,模块间的连接具有规则连接和非规则连接两种方式;同时,由连接模块的偏置关节的运动,模块间的相对位置可以改变。由于模块连接方式的不同和模块间相对位置的变化,变形机器人具有多种非同构构形;为此,根据模块的物理结构和邻接关系提出了用构形矩阵来表达机器人结构的拓扑信息,并在仿真环境下进行等效描述;提出基于组合计数原理的递归算法,用于多模块变形机器人的非同构构形的计数,并根据构形矩阵的拓扑信息对构形进行评价。最后根据仿真结果给出了一种三模块变形机器人样机对称构形的设计示例,验证了算法的可行性。

灾难救援机器人研究现状、关键性能及展望

对日本、美国和中国等国家灾难救援机器人的研究现状和研究计划进行综述。根据世界各国救援机器人技术的研究现状,结合救援机器人在实际应用中取得的经验和教训,归纳和总结出救援机器人的关键性能为：存活能力、运动能力、感知能力、通信能力和作业能力。研究结果表明,灾难救援机器人研究逐步从试验研究转入到实际应用,多种技术融合化、多智能体网络化是今后灾难救援机器人研究的发展方向。防灾、减灾和救灾事关人民生命和财产安全,是国家公共安全的重要组成部分。救援机器人技术是国家发展迫切需要的战略必争的核心技术之一,将在国民经济和安全中起着重要作用并具有重大的战略意义。

输电线巡检机器人行走动力特性与位姿分析

根据跨越超高压输电线路障碍物的类型,提出一种新的双臂自主越障巡检机器人机构。该机器人采用复合轮爪机构在架空地线上连续行走并跨越障碍。由于架空地线呈悬链线状,机器人在连续行走过程中会出现上坡和下坡,对行走动力特性的影响非常明显。在上坡时行走电动机提供驱动力矩,在下坡时行走电动机提供制动力矩,以保持匀速巡线。详细分析了机器人在架空地线上行走时所处的加速、匀速、减速和停止的各个状态,驱动机器人所需的驱动力矩以及它们与机构参数之间的关系,并应用优化方法给出各个状态电动机驱动力矩最小时,机器人机构参数对应的最优解,为巡检机器人的设计和控制系统方案的确定提供了理论依据。