陆空两栖机器人飞行控制系统设计

设计了一种以旋翼为基础适应城区室内侦察的陆空两栖机器人,对陆空两栖机器人控制方案进行了分析,并建立了机器人飞行系统动力学模型.运用以李雅普诺夫稳定性理论为基础的逐步后推控制设计方法,对陆空两栖机器人飞行系统各个通道的控制律进行了设计.在Matlab软件环境中进行了仿真,得到飞行系统各通道响应曲线,表明飞行系统能够完成预定动作,证明了控制率的有效性.      

小型陆空两栖系统控制及模式转换

陆空两栖无人系统的设计克服了无人机巡航耗电量大、无人车运动易受限制的缺点,通过灵活的转换系统的控制模式,使系统能够穿越不同地形,适用于多种复杂环境下的侦查探测。两栖系统的陆空运动控制既独立又要相互结合,陆地运动实现速度匀速控制及位移控制,空中运动实现系统飞行高度控制及稳定悬停,运行过程中根据多传感器信号实现模式转换控制。设计系统分别采用陆空两种比例积分微分控制算法,通过MATLAB/Simulink完成仿真,同时通过状态工具箱设计完成模式转换模块,实现一体化控制。仿真结果表明陆空两种比例积分微分算法均得到较好的控制效果,模式转换控制能够有效地完成系统的陆空运行模式转换。     

变结构陆空机器人自主跨域越障技术研究

陆空机器人因其灵活的机动能力而备受关注,为了更好地发挥陆空机器人的跨域越障特性,以变结构陆空机器人为平台,对深度图像进行二值化处理以提取前方障碍物的边缘轮廓,采用最小矩形匹配法对障碍物进行建模,获取障碍物的距离及高度信息.根据障碍物距离和高度的检测结果及平台地面移动越障极限,提出了一种自主跨域越障策略.试验结果表明,机器人可以准确检测判断出行驶前方障碍物的距离及高度信息并可以顺利自主跨域越障,到达目标点,提出的障碍物检测方法及自主跨域越障策略是有效的.      

水陆两栖球形机器人辅助鳍的水动力特性

为将传统球形机器人的应用领域从陆地拓展到水域,通过在球壳上黏附辅助鳍,增大球形机器人水面运动的推进力,设计一种紧凑高效的水陆两栖球形机器人.分析特殊平面形状的单片辅助鳍在运动周期中入水面积和形心的变化规律,基于机翼理论推导液体作用在辅助鳍上的升力和阻力计算公式,给出水平分力和竖直分力表达式.利用傅里叶级数对水平分力和竖...     

异形石材加工双臂机器人结构设计

介绍了当前异形石材加工设备的现状,指出了单臂机器人不能加工全立体石材工件与刀具相对方向不能改变等不足.就新设计的2R-1P3R型双臂机器人的结构及功能作了说明,并简要分析了它的加工过程,该机能加工棱体、旋转体、柱槽、磨外圆及对称与不对称空间曲面等特点.     

全地形消防侦查与隔离带开辟机器人研究

以焦粉为煤源,水泥和膨润土为粘结剂,采用冷压成型法制备了焦粉型煤,研究了具体配方、测试了型煤性能并对水泥粘结机理进行了探讨。结果表明,焦粉同时加入5%的膨润土和5%的325#水泥冷压成型并在25℃下覆膜养护一周,焦粉煤球湿、干强度分别达到363N和651N。     

双足机器人下肢结构设计

本作品从模拟人腿的生理结构出发．设计研究了双足机器人的下肢结构,共有12个自由度,以适应机器人的稳态步行要求,要求设计的机器人关节小、重量轻。外形体态类似于人,在驱动方式上类似人的功能特点,尽可能达到仿生学的目的,并进一步探索双足机器人的稳定步行机理。     

遗传算法在大型喷浆机器人结构设计中的应用

在应用遗传算法求解各种数值优化问题时,对问题中约束条件的处理是影响优化结果的重要因素,本文采用罚函数法很好地解决了这一问题,并将遗传算法应用于大型喷浆机器人的结构优化设计。     

突发灾害下的输电铁塔应急安全检测机器人的结构设计

针对突发灾害下输电铁塔的损坏情况和目前对输电铁塔进行安全检测的需求,设计了一种突发灾害下的输电铁塔应急安全检测机器人,该机器人由行走越障装置和检测装置两部分组成.主要介绍了机器人的整体机构设计和各个机构的工作原理,并分析了机器人的运动过程.该机器人可以在输电铁塔上自主上下攀爬,遇到障碍物时可自主翻越,检测设备可以对输电铁塔的角钢进行安全检测.通过Pro/E仿真模拟和慧鱼模型制作试验,证实该机器人具有良好的工作性能.     

多功能两栖生物型子母机器人系统研究

 对于水陆两栖及其过渡环境中狭小空间内的勘测,微小型水陆两栖机器人能够完成许多单一推进方式的机器人所无法完成的两栖任务,如水下管道的检测、珊瑚礁内鱼类的监测、水下岩缝中矿物采样等,因此需要一种能够具有微型结构、多功能运动模式、高位置精度、长续航时间等特点的机器人,以适应复杂两栖环境。提出一种两栖子母机器人设计方案。其中,两栖母机器人采用腿-矢量化喷水两栖推进,利用一套驱动系统实现两栖运动,以降低机构和控制的复杂度,增大其负载能力。两栖推进机构和机器人外形可以根据介质环境以及任务特点的改变,进行主动的形态与结构变化。微型子机器人由人工智能驱动器驱动,可以实现游行、爬行、转动、上浮/下潜、抓取等动作。母机器人和子机器人之间通过智能软缆线连接,实现子母机器人之间的通信及子机器人的回收。     

基于视觉目标跟踪的侦察机器人导航方法

针对未知环境下侦察机器人的自主导航问题,提出了一种基于视觉目标跟踪的侦察机器人导航方法.首先利用二进制鲁棒独立元素特征(BRIEF)提取方法来检测和描述待跟踪视觉目标的局部不变特征点,在快速的特征匹配计算基础上提出由粗到精的目标定位两步法实现机器人导航过程中视觉目标的实时准确跟踪.其次对基于视觉目标跟踪的自主导航任务进行行为分解和实现,在行为中集成视觉目标跟踪算法.最后利用基于宏行为的机器人事务执行机制实现移向视觉目标的自主导航控制.实验结果表明,提出的方法能够使侦察机器人实时准确地跟踪视觉引导目标,在复杂障碍物环境下可靠地完成移向目标的自主导航任务.     

越障机器人的设计与研究

系统地阐述了越障机器人的机构设计思想及运动原理；分析和探讨了遥控控制手段，控制电路及控制策略，该机器人机构设计巧妙，采用航模比例遥控器和PLC电路进行控制，具有结构紧凑可靠，操作简单，运动灵活等特点，在实践中得到了良好的验证。     

四轴码垛机器人的机构设计及运动分析

针对物流自动化对高速码垛的需求,基于平衡吊原理设计了一种四轴码垛机器人,并对机器人臂部进行了运动学分析,得到了连杆机构参数优化关系式。该机器人在满负载运动下,垂直方向运动600 mm,水平方向运动1600 mm,腰部旋转60°时,工作能力可达800回/小时,重复定位精度可达±0.35 mm。实验结果证明,机器人能够满足物流自动化的需求。     

分布式多层结构的工程勘测MIS系统的设计

讨论了分布式多层应用体系的结构、特点及实现技术,在此基础上,针对水电工程勘测工作的特点,设计和实现了一个高效、稳固、安全的分布式多层结构的工程勘测管理信息系统。     

双螺旋驱动的血管机器人绿色设计

文章设计了一种双螺旋驱动的血管机器人,双螺旋结构有助于提高血管机器人运动灵活性,给出了效用函数初步评价血管机器人绿色性的模型．采用CFD方法分析血管机器人与血管壁间的稳态和瞬态流场,并进一步优化双螺旋驱动血管机器人的外形结构的6个参数,这些参数对血管机器人外部压力场影响明显,血管机器人直径D3参数对机器人外壁附近的速度场影响较明显．优化结果显示,当D1=2．2,D2=1．0,D3=2．4,L1=2,L2=5,Li=0．4-0.2时,血管机器人外流场对血管机器人运行影响较小．     

一种基于柔性腿部与主动腰部的仿猫四足机器人设计方法

目前大多数四足机器人以刚性腿部结构设计而成,部分机器人加入了单一自由度的腰部实现单方向的运动,但是总的来说都难以实现动物腿部肌肉、腰、脊椎关节的柔性运动。在四足动物中,猫拥有极强的运动灵活性。为更好地模拟猫的运动特性,参照猫的腿部骨骼结构和柔性组织,提出了一种具有柔性腿部和主动腰部的仿猫四足机器人设计方法。首先,从仿生学的角度研究猫的生理结构和运动方式,设计了包含弹簧-阻尼器系统四杆机构的柔性腿部,转动灵活且工作稳定的主动腰部和带有脊柱固定系统的前后躯干。同时,使用有限元分析工具对受力情况复杂的关键零件进行强度与刚度优化。之后,开发了运用新设计的仿猫四足机器人原型机,通过运动仿真软件配合原型机,进行了Trot步态行走、跳跃、落地缓冲和越障等实验。实验结果表明,相较传统的刚性腿部结构和单自由度腰部,应用该设计方法的四足机器人在运动性能方面有着显著优势,充分验证了其可行性与有效性。研究结果为四足机器人的设计提供了一种新的解决方案并给出了其理论依据和参考设计实例。     

足球机器人决策子系统的分析与设计

分析了足球机器人决策子系统的发展现状 ,提出了一种六步推理模型的改进模型和球场的智能分区概念 ,并实现了这个决策子系统 .将这个模型应用于足球机器人实际比赛中 ,实验证明该子系统是可行的、有效的 .     

串联工业机器人机械臂的模块化组合式设计方法研究

针对传统机械臂设计方法存在灵活性低、能量消耗大且刚性差的问题,提出一种新的串联工业机器人机械臂模块化组合式设计方法。首先,设定不同模块局部坐标系,通过结构体数组方式对数据库进行存储。通过受力分析构建关节受力模型,选择关节部件选型;其次,利用装配数组生成方法将选择好的关节部件依据模块化组合式设计理念,设计成两件组件式;并分析机械臂工作空间。最后实验结果表明,采用所提方法设计的机械臂各模块输出力矩均符合设计要求,机械臂性能良好,不仅灵活性高、能量消耗低;而且具有良好的刚性。