基于北斗/iNEMO惯性模块的机器人运动姿态解算方法

基于北斗/iNEMO惯性模块研究了一种组合式机器人运动姿态测量系统和解算方法。设计了以ARM为核心的嵌入式组合姿态解算平台,通过四元数法和卡尔曼滤波技术,对iNEMO惯性组件测量数据进行融合,进而在高动态环境中实时解算出机器人的运动姿态。同时,以北斗接收机输出的1PPS上升沿脉冲作为数据融合的同步信号,并利用其输出的导航信息辅助iNEMO惯性模块实现精对准。测试结果验证了设计方案的可行性和正确性,为机器人姿态解算提供了一种高精度、高稳定性、小体积、低功耗的解决方案。     

MC-ROV导航系统研究

针对研制的新型模态切换水下机器人(Mode-Converted ROV, MC-ROV),设计了一套以MEMS器件为主的微惯性组合导航系统,包括陀螺仪、加速度计、磁力计、深度传感器及微处理器等。系统采用互补滤波方法抑制陀螺漂移,设计卡尔曼滤波器计算姿态角。本文采用了改进的自适用卡尔曼滤波器,增大新近数据的作用,减小陈旧数据的作用,避免滤波发散,提高导航精度。水池实验表明结合互补滤波、自适应卡尔曼滤波能够获得比较精确、稳定的水下机器人导航信息。同时,基于实测数据进行的算法仿真表明改进后的渐消记忆指数加权自适应卡尔曼滤波可以在一定程度上改善导航效果。     

基于Socket通信的工业机器人监控系统研究

针对Epson-G6和Staubli-TX90工业机器人,研究一种基于Socket通信的工业机器人监控系统。系统分为本地监控端和Web远程监控端。基于TCP协议和Socket通信技术,编写了机器人控制器服务端程序和MFC类库开发的客户端程序,客户端分为通讯功能模块,末端坐标轨迹存储模块和基于OpenGL类库的运动姿态展现模块。在此基础上, 基于J2EE架构和WebSocket通信协议编写了Web远程监控端程序,分为用户管理模块和实时监控模块。系统实现了机器人末端坐标轨迹的采集并远程存储至PostgreSQL数据库,同时通过逆运动学计算展现了机器人三维运动姿态,并在Web页面以动态曲线方式监控机器人的末端坐标轨迹。     

Stability and oscillations in a slow-fast flexible joint system with transformation delay

Flexible joints are usually used to transfer velocities in robot systems and may lead to delays in motion transformation due to joint flexibility. In this paper, a linkrotor structure connected by a flexible joint or shaft is firstly modeled to be a slow-fast delayed system when moment of inertia of the lightweight link is far less than that of the heavy rotor. To analyze the stability and oscillations of the slowfast system, the geometric singular perturbation method is extended, with both slow and fast manifolds expressed analytically. The stability of the slow manifold is investigated and critical boundaries are obtained to divide the stable and the unstable regions. To study effects of the transformation delay on the stability and oscillations of the link, two quantitatively different driving forces derived from the negative feedback of the link are considered. The results show that one of these two typical driving forces may drive the link to exhibit a stable state and the other kind of driving force may induce a relaxation oscillation for a very small delay. However, the link loses stability and undergoes regular periodic and bursting oscillation when the transformation delay is large. Basically, a very small delay does not affect the stability of the slow manifold but a large delay affects substantially.     

基于激光定位的变电站智能巡检机器人导航系统设计

导航和定位是变电站智能巡检机器人完全自主运行的关键,针对巡检机器人现有导航定位方式的不足,将激光定位技术应用于巡检机器人导航,设计了巡检机器人激光导航系统,详细介绍了系统的软硬件结构及实现方法,并在室外环境下对导航系统进行了实验测试;实验结果表明,巡检机器人运行平稳,具有较高的导航控制精度;实验中机器人的运行轨迹重合度较好,直线运行时运动轨迹与路径横向垂直偏差在±15mm以内,航向偏差可控制在±1.5°左右。     

基于模糊传感器的机器人动态障碍环境中的运动控制

对自主式机械手在动态和部分已知且存在运动障碍环境中的运动规划和控制进行了研究,解决了自由碰撞运动控制中具有普遍意义的问题。利用人工势能场的机器人导航控制技术由模糊控制实现,系统的稳定性由李雅普诺夫原理保证。模糊控制器为机器人伺服提供控制指令,使机器人在不可预知的环境中能实时地、自主地选择到达目标的路径和方向。在动态环境的实时控制中,基于传感器的运动控制是处理未知模型和障碍物的重要控制方式。     

同伦算法在并联机器人运动学中的应用

讨论同伦算法求解并联机器人运动学正问题.通过参系数同伦法大大减少了跟踪路径的数目,从而提高了同伦算法的效率使之对求解一般非线性代数方程组更为可行.采用这一算法,求出了中科院沈阳自动化研究所机器人开放研究实验室的新型并联机器人模型的全部正解.为新模型的机构分析和实时控制提供了理论依据.     

以弹跳机器人为背景的弹性环弹跳运动能量转换

文章以弹性环作为弹跳机器人的简单物理模型,研究弹性环对胡克定律的适用性以及弹性势能与初始动能的关系,在此基础上得出忽略空气阻力以及考虑空气阻力的理论弹起高度.文章利用高速摄像系统对弹性环运动过程进行观测,数据分析结果表明理论值与实验结果吻合较好.本文对于弹性环这种简单弹跳模型所得的研究结果有助于为弹跳机器人的能量转换效率及控制弹跳高度提供参考.     

世界首个仿生人诞生

当地时间2013年2月5日,在英国首都伦敦,世界首个"仿生人"在英国科学博物馆首次露面。这位名叫"雷克斯"的仿生人,高约1.83米,是英国的科学家们利用来自世界各地的人造假肢与器官所制造的,造价约为1百万美元。"雷克斯先生"的面部、前臂、双手双足酷似人类,躯干部分则更像一个机器人,但与于传统意义上的机器人不同,"他"拥有"内脏"和"血液"。"雷克斯先生"拥有人造胰腺、     

机器人灭火大赛中的计数问题

科技创新大赛中，经常会遇到很多与排列、组合或数列有关的计数问题，现举一例．