多体机械手的一般动力学模型

本文建立了多体机械手的一般动力学方程.设多体系统是由任意数目的刚体组成的树形拓扑结构,并认为铰是柱铰链,允许具有相对转动和滑动.考虑到实际问题中摩擦力的影响,采用Newton-Euler方法,建立了运动方程.进一步通过构造分配矩阵,将动力学方程分离,得到了一组实用的力方程和运动方程.     

Theorems on the limit analysis of finite deformation

A generalized variational principle (theorem 1) which is equivalent mathematically to the whole set of equations and conditions and must be satisfied by the limit analysis of finite deformation is proposed in this paper. It is also proved that the limit load deduced from theorem 1 will lie between the lower and upper bounds given by the bound theorems of finite deformation     

非定常线性系统在经常作用干扰下的稳定性定理及其在机器人动态稳定性分析中的应用

本文在文献[1]、[2]的基础上,给出并证明了非定常线性系统在经常作用干扰下稳定的充分和必要条件,并推得该系统在李雅普诺夫意义下一致渐近稳定和在经常作用干扰下稳定等价的定理.此外,作者还应用文中的定理,对机器人动态稳定性进行了比较切合实际的分析.     

风道清洗机器人系统的设计优化与工程测试

中央空调风道的定期清洗作用很大,既可以改善室内空气质量,又能够实现节能。本文介绍了一种专门针对中央空调风道清洗的机器人系统,对其四大组成部分进行了详细介绍;在分析该系统技术原理与性能参数的基础之上,对风道清洗机器人系统进行系统结构与部件形式上的优化,提出了“闭式循环”集尘方式,并对刷头形状做了改进;最后基于具体工程实例的测试结果,对清洗前后管壁积尘量、管道风速进行对比,分析该系统在改善空调系统卫生状况与气流组织状况方面的显著作用。     

Trajectory Planning of Robot Manipulator Based on RBF Neural Network

Robot manipulator trajectory planning is one of the core robot technologies, and the design of controllers can improve the trajectory accuracy of manipulators. However, most of the controllers designed at this stage have not been able to effectively solve the nonlinearity and uncertainty problems of the high degree of freedom manipulators. In order to overcome these problems and improve the trajectory performance of the high degree of freedom manipulators, a manipulator trajectory planning method based on a radial basis function (RBF) neural network is proposed in this work. Firstly, a 6-DOF robot experimental platform was designed and built. Secondly, the overall manipulator trajectory planning framework was designed, which included manipulator kinematics and dynamics and a quintic polynomial interpolation algorithm. Then, an adaptive robust controller based on an RBF neural network was designed to deal with the nonlinearity and uncertainty problems, and Lyapunov theory was used to ensure the stability of the manipulator control system and the convergence of the tracking error. Finally, to test the method, a simulation and experiment were carried out. The simulation results showed that the proposed method improved the response and tracking performance to a certain extent, reduced the adjustment time and chattering, and ensured the smooth operation of the manipulator in the course of trajectory planning. The experimental results verified the effectiveness and feasibility of the method proposed in this paper.     

基于液晶弹性体的软体机器人

作为热门的机器人研究方向,软体机器人通常由软材料制成,具有众多的自由度、能够承受大变形、连续变形和柔顺接触等优势,在微小物体操作和空间受限环境运动等特殊应用领域具有重要的研究价值。其中,液晶弹性体,作为一种最具代表性的智能材料,同时具有液晶各向异性和橡胶弹性,在外界刺激(热、光、电、磁、pH、湿度等)下,其相态或分子结构会产生变化,进而改变液晶基元的排列顺序,从而导致材料本身发生宏观形变,当撤去外界刺激后,液晶弹性体可以恢复到原来的形状。这种独特的双向形状记忆性能使液晶弹性体成为制备软体机器人最适宜的材料之一。目前,根据驱动方式的不同,液晶弹性体软体机器人的研究主要分为热驱动软体机器人、光驱动软体机器人、电驱动软体机器人及其他驱动类型软体机器人,如磁场驱动和湿度驱动液晶弹性体软体机器人等。本文综述了液晶弹性体软体机器人的研究进展,详细介绍了不同驱动方式的液晶弹性体软体机器人体系,并对液晶弹性体软体机器人的发展前景进行了展望。     

轮式移动机器人非完整运动规划的最优控制方法

本文讨论轮式动机器人非完整运动的最优规划问题,利用约束与最优控制理论建立数学模型,考虑系统的非完整约束特性,提出轮式移动机器人运动规划的最优控制算法。通过数值仿真,表明该方法的有效性。     

无损伤肠道机器人运行速度的研究

提出了一种结构简单的微型肠道机器人的驱动机构,当它在人体大,小肠中运行时可减轻或消除肠道机器人在体内运行时给患者带来的不适与痛苦。同时分析计算了此种肠道机器人在体内的运行速度,形成的粘液膜厚度及其影响因素。计算结果表明,肠道机器人在大,小肠中运行时可以形足够厚的粘膜,从而将机器人与肠道壁隔开,实现无损伤运行;影响机器人在肠道中运行速度和形成的粘液膜厚度的主要参数有驱动机的螺纹参数,肠道粘液的粘度和     

基于真实工况下的工业机器人关节转角辨识与分析

本文基于多目视觉测量系统,对真实工况下连续运动的工业机器人进行关节转角的实时重构．该方法通过机器人运动前后的坐标集,在对刚体运动进行最优拟合的条件下,采用最小二乘法获得了各关节的旋转矩阵与平移向量．在此基础上,在考虑相邻关节牵连运动的前提下,获得了各关节的相对旋转矩阵．结合罗德里格斯变换理论通过相对旋转矩阵,确定了各关节转角．仿真与实验分析,验证了该方法的有效性与正确性．在该测量与辨识体系下,初步确定了各关节转角随机器人运动的真实状态．2与3杆臂由于物理尺寸呈细长形状,连杆挠度较大,这时变形误差与振动建立了关系,角振动幅度很大,曲线随机性较强．其余杆臂由于刚度较大,关节转角曲线呈光滑状态．     

空间机器人执行器自适应分散容错控制算法设计

针对执行器发生部分失效故障的漂浮基空间机器人系统,提出了一种自适应H_∞分散容错控制算法。利用拉格朗日第二类方程建立了系统的动力学模型。根据分散原理将系统分解为以基座或臂杆为单元的多个子系统,并将表示执行器控制能力的有效因子融入到每个子系统,使得单个子系统的执行器故障不会影响相邻执行器的正常运行。通过对每个故障子系统设计形式一致的自适应容错算法实现对整个系统的容错控制。仿真结果表明,与现有某非奇异终端滑模容错算法相比,本文算法具有更快的跟踪速度和更高的跟踪精度。