并串联复合机器人的鲁棒控制

针对并联机构具有较高的刚度和精度,但工作空间小的特点,提出一种由3自由度平动并联机构和放大机构相结合的机构,从而组成新型并串联复合机器人。根据拉格朗日方法,建立并串联复合机器人的动力学方程, 并讨论动力学方程的性质。研究并串联复合机器人的鲁棒控制问题,根据动力学的性质在笛卡儿坐标系中设计一种鲁棒控制策略。控制器由两部分组成:一部分为基于标称模型设计的计算力矩控制器,其作用是镇定标称的机器人系统;另一部分为一种基于Lyapunov方法设计的鲁棒控制器,其作用是消除不确定性对跟踪性能的影响。理论分析与仿真结果表明,该控制器对改善并串联复合机器人的轨迹跟踪精度十分有效。     

F-180足球机器人结构设计与仿真分析

探讨了目前RoboCup F-180小型足球机器人结构设计的一些特点。运用鱼骨图进行系统分析，对主要机构进行模块化设计，探讨了设计思想和理论分析，并给出了具体的结构设计简图，主要模块进行了实验或仿真的效果分析。     

基于细胞图像的微动机器人视觉分析及其轨迹规划

为提高微动机器人的运动精度,需要在微动机器人系统建立闭环控制系统,在细胞图像的基础上,分析微动机器人视觉特点,研究针对细胞图像的图像处理方法,提出细胞图像边缘连接的具体算法,通过细胞图像边缘连接方法得到图像特征,为进一步实现微动机器人轨迹规划和闭环控制奠定了基础.     

5自由度大工作空间/支链行程比混联机械手的概念设计与尺度综合

研究一类新型5自由度可重构混联机械手的创新设计和尺度综合问题,该机械手模块由-2自由度球面并联机构和一条通过滑移副与之串接的两转动-移动串联运动链组成.该混联机械手由于将定点转动与相对滑移运动解耦,因此具有工作空间/支链行程比大的特点,适合高速轻载作业,可作为即插即用模块用于搭建不同类型的加工制造装备.在建立2自由度球面并联机构的速度映射模型的基础上,分析该机构的奇异性和各向同性问题,并以速度雅可比矩阵最小奇异值的全域均值为操作性能指标,研究2自由度球面并联机构的尺度综合问题.通过单调性分析揭示出尺度参数对该指标的影响规律,进而将尺度综合问题简化为求解杆长等式约束问题.最后给出一组算例,使该尺度综合方法的有效性得到验证.     

具有越障功能的小型地面移动机器人

针对在危险环境下对移动机器人的运动要求，研究了机器人系统的总体设计，提出了一种具有越障功能的小型地面轮履复合式移动机器人，阐述了其机构设计度其实现。分析了谊机器人通过台阶、斜面、楼梯等障碍时的越障特性。研制完成的第一台样机具有结构简单、体积小、质量轻的特点，通过实验验证了该机器人运动灵活，具有很好的环境适应性和越障能力。     

医用内窥镜系统体内驱动方式的研究

提出了一种新型的医用内窥镜系统的体内驱动方式和相应的驱动机构。此方式利用螺旋旋转时产生的牵引力推动医用内窥镜系统在人体内腔中运行，同时利用螺旋旋转时产生的动压效应建立起动压润滑粘液膜，使医用内窥镜系统在体内运行时不与内腔壁发生直接接触。避免对人体有机组织产生损伤。详细分析计算了用此方法驱动的医用内窥镜系统在不同半径、不同粘度粘液和不同弹性模量的内腔中的轴向运行速度和形成的粘液膜厚度，结果表明，用此方法驱动的医用内窥镜系统在人体内腔中运行时可以形成足够厚的粘液膜把医用内窥镜系统与内腔壁隔开，实现以较快速度的悬浮运行。上述分析结果已被实验研究所证实。     

基于DSP的移动机器人智能信号采集处理模块研究

采用以DSP为核心的信号采集与信息处理技术，结合现代智能传感器技术的设计理念，设计了具有广泛适应性的移动机器人智能信号采集处理模块。该模块可以采集多种不同输出特性的传感器信号，并对信号进行智能化的补偿和校准，为决策系统提供更加准确可靠的信息。     

虎克铰干涉判定准则及其优化设计方法的研究

以工程上较常采用的由两个相同的直棱柱式铰链架构成的虎克铰作为研究对象，给出了一组在各种尺寸关系下用来判断铰链架相对运动时是否会发生干涉的数学公式．并在虚拟样机上得到了验证。基于判定准则，还提出了一种虎克铰优化设计的新方法。     

一种全方位移动爬壁机器人系统设计

设计了一种具有适应多种壁面、越障能力强、能沿任意方向直线移动或在原地旋转任意角度的全方位移动爬壁机器人。详细论述了机器人本体机构的组成和爬壁机器人全方位移动的功能实现,并对控制系统进行了介绍。分析表明,该机器人是对高层壁面或容器清洗、喷漆及维护和检测的良好载体。     

前轮操舵驱动移动机器人前后轮横滑刚度测量

通过对移动机器人进行平面运动动力学及运动学分析，建立平面运动移动机器人稳态圆运动动力学方程组；结合前轮驱动电机编码器、舵电机编码器以及机架陀螺仪分别采集到的前轮移动速度、舵角和机器人本体偏摆角速度，利用牛顿-拉夫森方法对动力学方程组进行求解，得到机器人前后轮的横滑刚度。研究结果为轮式移动机器人横滑特性及动力学研究提供了一种简单有效的手段，对路径跟踪研究也具有一定的参考价值。