全方位小型足球机器人运动特性分析

全方位小型足球机器人要在车体布局中加上带球、击球和挑球等多种控球机构,这使车体布局不对称问题更加突出,对车体的运动性能造成较大影响。文中就该问题,分别建立三轮和四轮车体运动模型,利用伪逆矩阵反求和MATLAB仿真分析了驱动轮间夹角对车体最大速度和最大加速度性能的影响,并对三轮、四轮车运动性能进行比较,得到车体的最大速度和最大加速度随驱动轮夹角的分布规律,为设计高性能的足球机器人车体提供理论依据。     

足球机器人运动控制研究

为了提高足球机器人的运动性能,基于足球机器人运动学模型,对足球机器人运动控制系统进行分析.介绍了足球机器人运动控制系统的关键技术.     

RoboCup中型组足球机器人运动控制系统的设计

以RoboCup中型组足球机器人为研究时象,以提高机器人足球平台硬件系统性能为目标,设计了一种基于双DSP架构并结合Fuzzy-PID控制算法的足球机器人。实验结果表明,该控制系统对足球机器人的运动性能、控制精度、实时性都有了极大的改善,能满足全自主足球机器人的运动控制的要求。     

足球机器人同步协调控制的研究

在足球机器人比赛系统中，足球机器人是很关键的部分。本文分析了影响足球机器人运动协调差的原因，针对机器人运动的特点，提出了同步补偿算法及实施方案。应用表明，本算法具有较好动静态协调特性，满足了机器人比赛的要求。     

平面并联平动机器人尺寸设计研究

建立了一种新型平面并联平动机器人的速度与力雅可比矩阵、误差传递及末端柔度矩阵,进而得到其各项性能评价指标.综合考虑该机器人的灵巧度、速度、力及误差传递性能、末端变形及机器人的占用面积,构造出一个新的综合性能评价指标.提出了该机器人极位夹角的概念,它是决定该机器人性能的一个非常重要的几何参数.利用综合性能评价指标对该机器人尺寸设计进行研究.该方法也适用于其它并联机器人的设计.     

基于概率神经网络的全向足球机器人运动系统的故障诊断

全向足球机器人运动系统故障诊断研究对于增强其鲁棒性具有重要意义。在分析全向足球机器人运动系统故障类型的基础上,提出了基于概率神经网络的全向足球机器人运动系统故障诊断方法。在该方法中,采用卡尔曼滤波器实时处理全向足球机器人运动速度的残差信号,并通过概率神经网络对其故障进行诊断。给出的仿真实例证明了该方法的有效性。     

工业机器人整机性能影响机制试验研究

针对目前缺乏对工业机器人整机性能影响机制的分析,通过对工业机器人整机性能测试主要方法的总结,分析了不同方法的利弊,并选取激光跟踪仪测试法,对国产机器人进行试验,探索不同运动范围、速度以及负载工况条件对整机位姿和轨迹性能的影响机制与规律,为优化工业机器人的设计提供理论依据。     

应用内置传感器信号的工业机器人末端运动特性检测方法研究

工业机器人作业过程中末端运动特性对加工质量有着重要影响。其关节运动特性在一定程度上决定了机器人末端的运动精度和运动特性。提出一种基于工业机器人内置传感器信号的检测方法。工业机器人关节电机的内置传感器信号能够实时反映关节运动信息,通过关节运动信息可以对机器人末端的运动特性进行检测和评估。经过与球杆仪的对照试验和负载、速度变化对末端运动特性的影响实验,验证了该方法的可行性和有效性,能够方便、快捷地实现工业机器人作业过程中末端运动特性的检测。     

六自由度并联机器人运动学分析和计算

六自由度并联机器人的运动学分析是确定系统结构参数、作动器结构形式及其运动参数、选择伺服阀、确定系统流量的前提。本文根据并联机器人机构学原理，建立了系统运动的物理模型和数学模型，应用矩阵分析方法，完成了运动学分析和计算。文中最后以教学实验台为例，详细地论述了运动学的分析和计算方法，并根据计算结果，得到了作动器的行程、速度和加速度在不同运动姿态时的变化规律。     

一种平面二自由度并联机器人速度性能与运动学参数关系研究

以一种平面二自由度并联机器人为研究对象,在已有机构的基础上,对其进行了改进,提出了一种具有较小运动惯量且可实现运动平台平动的新型平面二自由度并联机器人机构。不同于已有的研究方法,综合考虑了机器人的输入和机构尺寸作为机器人运动学参数,应用空间模型理论建立了机器人机构的设计空间。在设计空间内计算机器人全域速度性能指标,绘制了机器人速度性能图谱,在此基础上探讨了机器人速度性能与运动学参数之间的关系。结果表明:速度极小值η_(vmin)和速度极大值η_(vmax)随r_1的增大而减小,即r_1越小,速度性能越好;随r_2的增大而增大,即r_2越大,速度性能越好;在0r_1≤1.5且0.7≤r_21.5的区域内η_(vmax)和η_(vmin)值较大,机器人具有很好的速度性能。速度性能图谱有助于该机器人机构的性能评价与优化设计。     

Strategy planning for collaborative humanoid soccer robots based on principle solution

Collaborative humanoid soccer robots are currently under the lime light in the rapidly advancing research area of multi-robot systems. With new functionalities of software and hardware, they are becoming more versatile, robust and agile in response to the changes in the environment under dynamic conditions. This work focuses on a new approach for strategy planning of humanoid soccer robot teams as in the RoboCup Standard Platform League. The key element of the approach is a holistic system model of the principle solution encompassing various strategies of a soccer robot team. The benefits of the model-based approach are twofold—it enables intuitive behavioral specification of the humanoid soccer robots in line with the team strategies envisaged by the system developers, and it systematizes the realization of their collaborative behaviors based on the principle solution. The principle solution is modeled with the newly developed specification technique CONSENS^® for the conceptual design of mechatronic and self-optimizing systems.     

铝合金LB-RSW焊接中RSW温度场的数值模拟

使用Ansys软件进行了"激光束—电阻缝焊"(LB-RSW)中电阻缝焊(RSW)过程的热结构和热电的循环顺序分析,研究了缝焊电流、焊接速度和滚盘间距对铝板RSW温度场的影响.结果表明,铝板表面温度及滚盘前、后方的温度梯度随着缝焊电流的增加而升高或增大,温度的最高值与缝焊电流的平方近似成正比关系;铝板表面温度随着RSW速度的升高而降低,升降温速度随着焊接速度的增加而增大;铝板表面的最高温度随着滚盘间距的增加而降低,滚盘后方的温度梯度随着滚盘间距的增加而减小.模拟结果与热成像照片吻合良好,为预测激光与电阻热源复合最佳匹配位置和LB-RSW机理研究奠定了基础.     

一种自平衡机器人的制作和研究

阐述了一种自平衡机器人的构成、控制系统的工作原理、硬件电路和控制算法。其系统结构主要由机械行走装置、控制系统和传感器三大部分组成，机械行走装置主要由车体平台、小型直流电机和左、右车轮组成。控制系统以C8051F310单片机为核心，由电池模块、电机驱动芯片及外围电路组成。车体平台位姿的监测采用倾角传感器。通过对实物进行控制试验，验证了该系统的合理性和有效性。     

移动焊接机器人的空间拓扑结构分析

对移动焊接机器人的拓扑结构进行了分析.移动焊接机器人的基本结构主要为差速驱动的移动机器人本体配合快速调整的焊枪悬臂十字滑架.根据焊枪悬臂位置的不同可细分为焊枪位于车体前面、侧面、驱动轮的轴线上,或者焊枪悬臂可以绕驱动轮轴线中点旋转四种情况.结果表明,不同的拓扑结构,具有不同的运动行为以及跟踪适应性,其中焊枪位于两驱动轮轴线上的拓扑结构控制简单、运动灵活、焊接空间可达性强,在曲线以及大角度折线跟踪中不失为一种较为理想的选择.为不同的焊接应用场合选用不同的拓扑结构提供了选择依据.     

机器人动力学模型新方法

本文从旋量入手，详细深入地论证和推导了螺旋变换，给出了其矩阵表示，并结合拉格朗日方程给出了一种关于机器人动力学模型的新方法。全部推导过程简练，所得模型结构简洁，所有系数均以简单而有规律的循环递推的形式求出，便于编程进行数字计算。所提出的方法和思路同样适用于其它空间机械动力学和运动学的研究。     

基于多相界面的小尺度磁控仿生机器人研究进展

小尺度机器人能够在狭窄的空间内运动并完成微操作,在生物医学工程(如药物靶向递送、微创手术)、环境保护、灾难救援等领域具有重要意义.以仿生工程为起点,综述了在液-气界面、固-液界面、固-气界面运动的昆虫及其他小型动物的界面行为,分析发现了这些行为的机理,发现润湿、动态粘附、可调节的各向异性摩擦等性质对小型动物的运动特性具有决定性作用,归纳总结了小型动物的界面行为在机器人小型化过程中潜在的利用价值.围绕小尺度磁控机器人,重点阐述了其运动机理、制备技术以及控制方法.其中,磁控机器人的运动机理主要包括磁梯度推进、螺旋推进以及摆动推进等.光刻技术、3D打印以及模具成型方法被广泛研究和使用,其中3D打印技术在小尺度磁控机器人制备中越来越重要.机器人的控制方法根据是否建模,可分为有模型和无模型的控制方法.最后,结合提出的生物启发灵感,分析了机器人在表面优化、形态设计、加工制备等方面潜在的创新空间,并对通过界面技术提升磁控机器人运动性能的愿景进行了展望.     

旋转电弧传感弯曲焊缝移动焊接机器人结构设计

设计了一种基于旋转电弧传感的弯曲焊缝轮式移动焊接机器人机构，采用中间两轮差速驱动，前后对称布置一万向轮的结构，增加了机构的灵活性并降低了控制的难度；用两个直流伺服电机控制十字滑块实现左右与上下运动，采用旋转电弧传感器使焊枪与传感器一体，不仅结构紧凑，而且具有实时性。支撑焊枪的支板采用组合装配方式，对于折角变化频繁或折角较大的焊缝使用增加一转动关节的支板。该机器人结构紧凑、灵活，可实现对平面弯曲船形焊缝及各种平面弯曲角焊缝的自动焊接。     

Development of a Superabrasive Grinding Wheel With Defined Grain Structure Using Kinematic Simulation

This paper presents the concept of superabrasive electroplated grinding wheels based on defined grain structures. The aim is to improve process stability, minimize heat generation and achieve a high surface quality while preserving a high material removal rate. Based on geometrical models, different patterns of grit settings have been investigated by means of kinematic simulation. Applying the results of the simulation, a prototype grinding wheel with an optimized defined grain structure has been constructed. The performance potential of the prototype has been analyzed through experimental examinations.     

车轮多边形幅值对侧向通过道岔区振动传递特性的影响

道岔区的动力学性能是决定行车速度和安全的主要因素之一,而车轮多边形磨耗会显著影响轮轨相互作用力及转向架关键部位的振动特性。以18号可动心轨道岔作为研究对象,建立车辆-道岔耦合动力学模型。分析列车侧向过道岔区的实测振动数据,并分析不同多边形幅值车轮对车体各部位振动传递的影响。结果表明:列车通过道岔心轨区段时,增加多边形幅值对各关键部位减振效果影响较大;多边形幅值为0.14 mm时,动力学响应幅度较大,横向力接近侧向通过道岔的限值;脱轨系数最大值发生位置随多边形幅值增加而变化;一系悬挂不能有效降低多边形车轮引起的振动,二系悬挂可以消除一部分的振动能量,但在心轨区段,横向减振效果仍不理想。     

On-machine dry electric discharge truing of diamond wheels for micro-structured surfaces grinding

Precision grinding with diamond wheels gives a promising alternative to achieve high quality micro-structured surfaces on optical molds. However, it is difficult to true these diamond wheels efficiently, because of the remarkable resistance property and the geometrical limitation of small wheel profile. In this paper, an on-machine dry-EDT method to precision shape and prepare diamond wheels with various profiles was proposed for micro-structured surface grinding. Firstly, the fundamental truing errors were analyzed based on the dry-EDT kinematics. And then the capabilities of dry-EDT truing for high abrasive concentration metal bonded diamond wheels were presented. Next, the effects of kinematic parameters variables on trued wheel profile accuracy were investigated. Finally, the micro-structured surfaces on SiC ceramic and tungsten carbide WC were ground by these trued diamond wheels. The experiments results showed that the arc-shaped diamond wheel (diameter of 200 mm) with 4 μm profile error (PV) and 1.0023 mm profile radius, and the V-shaped diamond wheel with 22.5 μm V-tip radius and 120.03° profile angle could be obtained by on-machine dry EDT. The kinematic parameters of dry-EDT have an important influence on truing profile accuracy of diamond wheels, especially for the tip of V-shaped wheel. The subsequent grinding show that the edge radius of V groove array on SiC is less than 2 μm, while the radius of included corner is around 55 μm. The PV error of ground arc groove array on WC is less than 5 μm. The surface roughness of ground micro-structured surface R_a is 142 nm and 97 nm for SiC and WC, respectively.