智能肌电控制假手研究进展

智能肌电假手研究作为康复医疗领域中的重要研究内容,始终是国内外研究的热点.随着机器人技术的进步,假手正往仿人型、灵巧性、直觉控制、智能感知方向发展.智能肌电假手应当具有与人手相近的功能,其不仅能通过运动功能重建辅助残疾人进行日常生活,而且还应通过感知反馈功能重建让残疾人产生人机共融的本体感.本文通过对国内外多年的肌电假手研究成果进行分析比较,从质量、灵巧程度、抓取性能、设计原理等多角度分析了假手的机械结构设计要素;另外,本文还较系统地对基于肌电信号的手势识别研究现状进行概述,介绍了目前基于残肢生物信号识别的多种研究思路,并分析了多种基于不同原理的假手信息感知技术,介绍了利用指尖力触觉传感器实现对假手的自适应控制和用户的感知反馈.最后总结了未来假手的研究发展过程中面临的问题与挑战,提出了肌电假手的未来研究方向.     

基于时间Petri网和THBA的3D NoC测试规划

针对三维片上网络(3D NoC)中IP核并行测试任务复杂、测试效率较低的问题,结合3D NoC测试的特点建立了一种时间Petri网模型,将变迁激发序列作为并行测试任务规划方案。为了获得最短的测试时间,设计拆分编码,在测试路径分配基础上进行顺序调度优化,采用两级递阶蝙蝠算法对变迁激发序列集进行搜索,将测试资源合理有效的分配给各IP核。仿真结果表明,所提模型可以有效地描述3D NoC测试规划问题,算法能够以较大的收敛概率迅速收敛到最优解,缩短了测试时间,提高了测试效率。     

面向机器人轮椅交互控制的头姿估计改进方法

针对现有最近点迭代头姿算法存在迭代次数偏多且易陷于局部最优、随机森林头姿算法准确性和稳定性不高的问题,面向机器人轮椅交互控制,提出一种基于随机森林与最近点迭代算法融合的头姿估计改进方法。该方法首先对带有背景、噪声及孔洞的原始点云数据进行预处理,得到头部有效三维点云;其次,在分析传统最近点迭代算法基础上,研究头姿估计过程中的权重序列计算方法,提高了系统实时性;最后,基于随机森林算法估计头部粗略姿态,并将其作为最近点迭代算法初值,进一步迭代头姿实时点云,精炼实时头姿。实验结果表明,改进后的头姿估计方法较传统最近点迭代算法减少了迭代次数且避免了陷于局部最优,准确性及稳定性优于传统随机森林算法。     

带有双手力觉反馈的人机交互系统设计

力觉反馈可以在人机交互的过程中营造出沉浸感,而双手可以实现比单手更为复杂、精细的操作。因此,设计了一种带有双手力觉反馈的人机交互系统。该系统使用两个多自由度力觉反馈装置捕捉、跟踪操作人员手部位置并提供力反馈。系统实验结果表明,该系统可在500 mm×500 mm×420 mm工作空间内精确跟踪双手位置,跟踪误差小于0.8 mm,并可提供高达20 N的反馈力和0.4 N·m的反馈力矩。通过应用实例验证了系统的有效性。实例任务结果表明,带有双手力觉反馈的任务完成时间大大短于单手力觉反馈和无力觉反馈的任务完成时间。     

用于微创外科手术的遥控机器人系统研究现状及趋势

用于微创外科手术(Minimally Invasive Surgery 简称MIS)的主从式遥控机器人 系统是医疗中的MIS技术与遥操作技术的结合, 本文主要对具有力觉临场感的比率遥控机器 人用于MIS时的控制特点要求和控制理论技术的研究现状进行了综述,强调了用于MIS和用于 生物工程、微机械等领域的遥控机器人系统在控制上的异同, 对用于MIS的比率遥控机器人 系统控制中有待研究的一些关键问题提出了见解.     

力觉临场感系统中环境动力学的遗传神经网络模型

针对环境的本质非线性特征，提出了一种新的基于遗传神经网络的力觉临场感系统中环境动力学模型的建立方法，阐述了其建模机理和建模算法，并通过实验验证其有效性。本文的论述对力觉临场感系统控制结构和控制算法的设计具有重要意义。     

一种可在线学习的变结构径向基函数网络及其在被动声纳目标识别中的应用

提出一种新颖的隐节点可调的变结构径向基函数,并应用进化规划最优地确定和调节变结构径向基函数网络隐层节点的数目及其核函数的中心和宽度,从而使网络具有在线学习和记忆新的目标模式的功能,并将该网络应用于被动声纳目标的识别和在线学习实验结果表明基于进化规划的变结构径向基函数网络不仅了网络的泛化能力,而且能够有效垢解决传统神经网络技术在被动声纳目标识别过程中在线学习会造成原有记忆遗忘的困难。     

基于单接收头的超声波多目标测距

为了使超声波传感器能在动态环境下定位,要求单超声波接收头能测量多个目标.首先分析了超声波发射头产生的超声波特点,据此推导出接收信号的波形表达式.其次根据接收信号特点,系统标定时用接收信号包络峰值的0.5倍作阈值,而测量时用小阈值,以防止距离信息丢失.最后用C8051F021单片机设计了单接收头多目标测距系统.在2目标与接收头距离之差大于30 cm以上时能较精确地测量出2个距离.     

平板式与真空管式太阳热水器热性能分析比较

在太阳热水器中依据吸热体的形状 ,可将其分为平板式太阳热水器和真空管式太阳热水器两大类。由于吸热体形状的不同 ,导致这两类热水器在热性能上各有差异。在家用太阳热水器热性能测试的国标中 ,热性能指标主要有日平均效率 ηｄ(ηｄ =Ｍｃｐ(ｔｅ -ｔ0 ) / (ＡＨ)、热损系数Ｕｌ(Ｕｌ =Ｍｃｐ(ｔ1-ｔ4 ) / [Ａ(ｔｍ -ｔａ)Δτ) ]和非稳态效率方程。其中 ,日平均效率 ηｄ 描述了在正常天气状况 (晴天 )下 ,一日内在热水器采光面上接收到的太阳辐射量中转化为提高水箱水温的热量的百分比 ;平均热损系数则反映了在无日照等条件下 ,热水器…     

基于仿蟹刚柔耦合机构的搜救机器人设计

搜救机器人是重要的探测仪器平台。 针对现有搜救机器人的刚性结构环境适应性差的问题,本文提出一种基于仿蟹刚 柔耦合机构的搜救机器人设计方法。 本文首先进行了机器人的机构设计;其次根据螃蟹运动实验结果设计了机器人的横向运 动步态,并通过仿真验证了步态设计的可行性;再次设计了机器人的软硬件系统;最后对机器人在多种地形下的行走能力进行 了实验测试,并开展了暗光环境适应性、人员探测和避障能力等功能测试实验。 结果表明,该体积小巧、控制简单的机器人可以 实现基本的运动功能,横向运动中最大速度约为 3. 4 cm/ s,最小功耗约为 8. 6 W,转向运动的角度范围为±90°。 机器人具有良 好的地形和环境适应性,并可以完成环境感知和人员探测等搜救功能。