一种新型爬壁机器人机构及运动学研究

提出了一种新型爬壁机器人机构,介绍了机构的构型及结构特点,推导了运动学正、逆解方程式,规划了直线行走、平面旋转及交叉面跨越三种运动模式.机构构型及运动模式的分析表明,该机构具有体积小、运动特性较好的特点.仿真结果证明,该机器人在运动过程中所需吸附力矩较小且占据的空间较少.

平面运动的串联测量方法研究及其与并联方法的比较

提出了用于测量平面运动位姿的三自由度串联和并联测量方法,介绍了串联和并联测量方法的测量原理.通过建立串联测量方法的误差模型,得出了几何误差源与原始测量参数的映射关系和对末端位姿误差的影响情况,得到了这种方法的精度分析结果.仿真结果和试验数据证明了分析的正确性.同时,从几何误差源的产生和测量运动特性等方面对串联和并联测量方法进行了比较.

基于网络的多机器人遥操作系统中的人机交互研究

针对基于网络的智能机器人遥操作系统中人机交互的主要难点和现有方法的不足,结合基于网络的多机器人遥操作系统的特点,应用多模式控制的方法丰富了操作者与机器人系统的交互途径,提高了操作效率.在此基础上,为解决网络时延给多机器人遥操作系统中的人机交互带来的问题,提出了一种带有时间标记的基于事件的方法,在保证系统稳定运行的同时提高了系统的效率和性能.实验证明了所提方法的有效性和优越性.

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。

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.

基于TOA的无线传感器网络自定位技术的研究

提出一种基于TOA(tim e of arrival)测距、利用节点之间的几何关系实现传感器网络中未知节点自定位的算法.该方法计算量小、算法简单且定位精度高.仿真实验证明了该方法的有效性.*

可重构机器人体系结构及模块化控制系统的实现

本文提出了一种适用于新型可重构星球机器人的模块化控制系统,根据机构和运动特性,基于CAN总线和分布式控制器技术,将系统结构和功能分解成不同模块由各自的控制器独立执行,建立具有任务层和运动层的分层次控制结构,实现了组合式规划、分布式控制的混合式控制方法。本文设计了两种不同的控制器,并采用PPG脉冲宽度调节方法实现了对在机器人上使用的R/C电机的标定和控制。通过在子机器人原理样机上进行实验,验证了这套控制系统和控制体系结构的可行性。

小型无人直升机实验平台的设计与实现

高级控制算法对于无人直升机实现高机动性非常重要,但是在实现上也经常受制于鲁棒性和实时性的要求。同时这些控制方法在飞行测试时也会带来高风险。本文介绍了一种自制的安装在机械臂上的直升机作为实验平台去验证控制方法的有效性和可行性,这个平台还能够保证飞行测试的安全性。实验结果显示,能够实现转速跟踪控制以及航向动力学的辨识,并证明平台的有效性。

柔索驱动三自由度球面并联机构运动学与静力学研究

柔索驱动并联机器人采用柔索代替连杆作为机器人的驱动元件 ,它结合了并联结构和柔索驱动的优点 .文章提出了一种新型带有约束机构的并联柔索驱动机器人 ,采用四根柔索驱动 .由于约束机构的引入 ,机器人可实现在空间的三维转动 .介绍柔索驱动并联机器人的机构构型 ,给出了位姿逆解 ,建立了静力平衡方程和运动学方程 ,讨论了柔索拉力的确定方法 .研究结果证明在加入了约束机构后 ,柔索机器人可以实现更多的运动形式 ,这就为更广泛的应用柔索驱动成为可能

基于加速度反馈的柔性关节机械臂接触力控制

针对柔性关节机械臂从自由空间运动控制过渡到约束空间力控制的过程中,存在冲击、震荡甚至不稳定等问题,利用加速度传感器反馈控制,为柔性关节机械臂的接触力控制在较宽的带宽内提供阻尼,克服了利用单纯速度反馈控制带宽窄的局限。对柔性关节机械臂的接触力控制进行建模和基于加速度反馈的控制策略分析,并在柔性关节机械臂上进行了接触力控制的试验研究。结果表明,这种方法有效。

自主/遥控水下机器人水面/水下通信协议设计与实现

为了解决自主/遥控水下机器人（ARV）水面控制台与水下载体之间的通信问题，设计并实现了一种基于分层结构的水面/水下通信协议。该协议根据ARV 通信特殊需求，分为应用层，数据链路层与物理层，各层之间通过事件路由的方式进行调用，层内协议规则通过有限状态机来描述，整个协议结构清晰。ARV 实验结果证明这一通信协议具有传输速率快，可靠性高等优点。

轮桨腿一体两栖机器人爬行步态规划研究

爬行运动为轮桨腿一体两栖机器人基本运动模式之一。以机器人爬行运动为研究对象，分析了两栖机器人爬行运动机理，并建立了其典型驱动单元的运动学模型；根据机器人不同爬行运动状态，提出了基于轮桨和足板不同步态形式的运动规划策略；采用虚拟样机技术，对不同爬行状态下的步态规划效果进行了仿真试验分析和验证。试验结果表明，在规划的步态下，轮桨腿一体两栖机器人具有良好的爬行稳定性、转向机动性和越障能力。

基于跟随领航者法的多UUV队形控制方法研究

本文主要研究基于跟随领航者法的多 UUV(unmanned underwater vehicle)队形控制。在 UUV 载体坐标系下建立系统的运动学模型,该模型是对笛卡尔坐标系下的运动学模型的改进,避免了极坐标系下奇异点的出现。该模型经过输入输出反馈线性化,获得稳定的队形控制器。同时,为了缩小队形控制律中的控制参数的调整范围,本文提出了辅助算法,在此基础上分析参数的有效范围。将队形控制律在多 UUV 数字仿真平台上验证,证实了改进的运动学模型和控制律的有效性。

人工智能可信赖性与可信赖算法研究

不可信赖的算法和系统不是人工智能的初衷，准确率较高的不可信赖系统如果有相当水平的专家的协同作业，有可能提高工作效率；但在完全自动化的条件下或者在与其配合工作的人不是非常可信赖的情况下，不可信赖系统则将丧失使用与存在价值．相反，可信赖系统却能够出色地工作，达到并长期保持制作它的群体专家的水平．可信赖系统不仅在效率方面而且将在质量方面体现人工智能的优越性和不可替代性，因此将是推动知识经济的发动机．已经证明，一个不可信赖的算法，最终必然破坏系统中其他可信赖算法的可信赖性，应该予以扬弃．实现可信赖算法和系统的工作量和难度都大大增加．可信赖算法本质上只适用于可界定、可判定的类．实现基于类与ＯＯＰ理论的若干可界定领域的可信赖算法与系统在实践上有确切的用途．已经证明，若干可信赖算法的集成仍然是可信赖的；因此通过不断地继承和集成能够逼近最终的目标。

结构光视觉传感器误差分析与结构分析

结构光视觉传感器是视觉焊缝跟踪系统获得焊缝信息的重要组成部分,其测量误差与性能对焊缝跟踪系统的总体测量精度及可靠性有着直接影响。本文对应用于焊缝跟踪的结构光视觉传感器进行误差分析,包括传感器硬件系统结构误差、激光散斑噪声误差及镜头畸变误差等,并对不同结构方式下的视觉传感器建立了数学模型,具体分析了结构参数对其误差的影响,提出结构光视觉焊缝跟踪传感器优化设计方法,并依据仿真结果给出结构优化设计参数,最后通过实验验证了该优化设计方法的正确性。