基于状态构形矢量和状态构形矩阵的可重构模块星球机器人构形水

可重构模块星球机器人系统由母体和多个子机器人模块组成,单个模块可以独立运动和操作,多个模块可以重构组合成不同构形,模块采用非对称式轮手一体机构,具有姿态方位性和运动方向性,重构目的是组成在某种环境下更好地完成有向性运动的构形。基于此,提出矢量构形概念,将运动趋势方向和方位性融合到构形拓扑结构中。在模块矢量分析模型基础上,提出并构建状态构形矢量(State configuration vector,SCV)和状态构形矩阵(State configuration matrix,SCM),对非对称式单模块和整体构形的状态信息进行描述,同时支持预定义的数学变换操作,可以表达并触发模块的基础动作、构形重构。提出离散模块组合重构成目标构形的优化分析算法,通过实例仿真计算获得优化分析的选择结果。

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。

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。

可重构星球探测机器人控制系统的设计与实现

介绍了一种新型可重构星球探测机器人系统.基于这种机器人功能和结构的分解特点,设计了模块化控制系统,使用CAN总线技术作为模块间主要通讯方式.提出了控制原理和集中式控制算法,有效地实现了一台子机器人在不同模式状态下自主运动和操作的控制,并通过原理样机实验验证了这套控制系统的可行性.

链式可重构机器人单模块结构设计与运动实验

提出了一种新型模块化链式移动机器人机构,它具有可重构、自动变形的特点。单个标准模块主要由中间通孔式连接手臂、履带驱动链传动装置、模块偏转锥齿轮传动装置、模块俯仰链传动装置、连接柄等组成。模块间由偏转关节、连接柄、连接臂和仰俯关节进行连接组合。为提高单个模块的机动性和实现运动自主功能,对标准模块进行了适当改进,单模块机器人采用了履带、轮、臂、腿组合的移动机构,具有三维空间的运动能力。最后对单模块机器人样机在垂直壁障碍、平地支腿、平地转弯、斜坡、楼梯等情况下的运动能力进行了实验,为进一步实现多模块机器人的自重构和环境应用打下了基础。

可重构装配系统开放式组织结构的研究

为了克服传统装配线的不足,在基于功能对象的产品族建模基础上,提出了主干线和装配模块相结合的可重构装配系统开放式组织结构。这种分形相似的组织结构具有能力柔性、鲁棒性、功能扩展能力等特点,并能通过模块的局部调整快速响应市场的需求。利用网络法,针对鲁棒性和增容性问题,提出了相应的重构优化算法。

可重构模块化机器人模块及构形设计

对可重构模块化机器人模块的结构进行了研究,并归纳设计出7种功能模块,其中包括3种1自由度的关节模块,2种连杆模块和2种辅助模块·所有模块的功能都是独立的,并且每个模块的连接界面都设计成了圆筒形以便重组和提高其刚度·每一种模块都可设计成不同尺寸系列,这些不同类型和尺寸系列的模块便可构成一个模块库·作者对3个自由度串联机器人的构形进行了系统的研究,并应用制作的实验模块对研究结果的可行性进行了验证·

智能机器人系统中局部环境特征的提取

本文基于栅格地图和滚动视窗的控制方法 ,提出了一种提取机器人局部障碍物群环境特征的数据融合新方法 .该方法在多个级别对原始数据进行不同程度的抽象和压缩 ,减少机器人内部模块之间或机器人之间、机器人与控制中心进行通讯的数据量 ,提高系统的动态性能 .同时 ,该方法对复杂环境具有良好的自适应性和实时性 .本文分别列举了仿真实验和物理实验结果 ,表明了机器人采用障碍物群的环境特征提取方法可以成功地完成躲避障碍物和路径规划的任务

基于面向对象的数控加工编程模拟仿真系统

数控编程技术对于数控机床的使用是非常重要的.对于其学习过程仅仅依靠书本及培训是远远不够的.一个人机界面友好、功能实用的模拟仿真系统无论是对于数控编程的学习还是对数控机床的使用都有重要意义.本文介绍了以面向对象的程序设计方法,针对FANUC6M系统,所完成的数控加工编程模拟仿真系统的开发技术.介绍了系统的体系结构、数据结构的设计及软件中的各个功能模块的作用及实现方法.

一种可重构蛇形机器人的研究

提出了一种新型的可重构蛇形机器人机构。该机构主要特点是单关节结构模块化 ,具有可适应地面形状变化的柔性连接环节和类似于蛇腹鳞摩擦特性的机构底部 ,手动可重构 ,当单自由度关节轴线互相平行连接时 ,该机构可实现多种平面运动形式 ,当单自由度关节轴线垂直依次连接时 ,形成的蛇形机器人具有两自由度的关节 ,可进行多种空间运动。试验结果证实 ,该蛇形机构重量轻、控制简单、运动灵活 ,能够很好地仿生蛇的多种运动形式

基于网络化虚拟仪器的机器人传感器实验平台

设计了基于网络化虚拟仪器的多节点机器人传感器实验平台系统,利用COM、软件插件等技术开发了虚拟控件和信号处理软件模块,用户可通过PPL创建自定义的信号处理模块,为进行面向智能机器人控制的传感器测试、标定、组网等奠定了基础。

智能人工腿步速测量数字电路的设计与分析

智能人工腿是一个精密的机电一体化装置，其关键部件之一是步速测量电路。作者提出一种新的步速测量方法，即测量人工腿在摆动相的持续时间，用该时间的长短来间接反映步速的快慢，设计电路时，采用自顶向下（Top-Down）的设计方法，其核心内容是将测量系统按不同功能分割成几个模块，然后分别设计每一个模块电路，最后，用1片ispLSI1016高密度可编程芯片并采用ISP（In System Program）编程方法调离同步速测量电路。ISP编程方法的优点是可以现场修改，调速测量系统电路，并且不需要仿真器装置，实验结果表明：设计的这种步速测量电路结构合理，可有效地实现对智能人工腿步速的测量。

轮桨腿一体化两栖机器人控制系统设计

为满足轮桨腿一体化两栖机器人控制系统各模块间信息交换的实时性、灵活性、可扩展性和可靠性的要求,将CAN总线应用于轮桨腿一体化两栖机器人控制系统中。从硬件和软件两方面,介绍了CAN总线在轮桨腿一体化两栖机器人中的应用方案,设计了基于ARM7处理器的CAN总线控制节点,提出了适用于两栖机器人的CAN总线应用层协议方案。

WAGO750模块与PC机之间的通讯

介绍了一种用于WAGO750-842以太网节点及系列模块与PC机之间的一种通用而又简便的通讯方法,该方法能够使PC机与WAGO750系列模块方便地进行数据交换,从而达到计算机对控制对象进行信息采集和控制输出的目的。该方法已在载人潜水器控制系统中得到成功应用,效果良好。

越野移动机器人自动驾驶专家系统的研究

本文研究越野移动机器人驾驶专家系统等有关问题．首先介绍了系统的硬件支持环境，然后阐述了自动驾驶专家系统的总体结构，有关知识库的内容以及使用知识的各功能模块的作用与运行机理．该系统已部分得以应用，能够完全代替驾驶员完成各种驾驶操作，并能进行自主导航、运动规划、自动绕障、动态跟踪目标、原路返回以及示教再现等复杂任务。