压路机嵌入式监控器的人机界面开发

分析了压路机的嵌入式监控器界面需求,本着多界面风格一致性、操作简单化、动作可逆、减少用户记忆负担等设计原则,并以程序模块化、可复用为设计思想,开发了以μC/OS嵌入式操作系统为平台的压路机嵌入式监控器的中文人机界面。     

脑卒中患者下肢外骨骼康复机器人步态规划与运动学仿真

为满足越来越多的脑卒中患者辅助行走和康复训练的需要,设计了一款下肢外骨骼机器人模型,采用D-H参数法建立踝关节、膝关节、髋关节坐标系,推演出步态周期内的坐标方程。为了安全起见,要求脑卒中患者步行速度慢且步长短,利用CoG(Center of Gravity,重心地面投影点)作为步态规划中的稳定性判断依据,并用Robotics Toolbox for Matlab仿真,结果表明:下肢外骨骼康复机器人在康复训练过程中各关节具有连续且稳定的步态轨迹,为后续脑卒中患者使用的下肢外骨骼康复机器人样机研制提供了必要的理论依据。     

小型地面移动机器人运动学分析及控制研究

研制了一种带前摆臂结构的小型地面移动机器人,建立了该机器人的运动学模型,确定了该机器人驱动轮转角与机器人位姿间的关系,为小型地面移动机器人的控制系统的设计提供了理论依据.该机器人的控制系统采用上下位机控制方式实现了对机器人的遥控控制,即上位机为 PC 机,下位机采用单片机.采用流向控制标志位查询判断驱动信号的流向,使机器人移动载体、摆臂和摄像装置的驱动电机可以协调运动.对该机器人各机构的运动进行了仿真,并得到了机构匀速运动过程中的主驱动轴转角、摆臂转角及摄像头转角等 3 个主要机构的运动参数曲线,验证了机器人各机构的运动性能.     

C臂X光图像几何失真校正与误差分析

在分析C臂X光图像几何失真原因及表现形式的基础上,综合现有校正方法,实现了一种基于校正模板的图像校正方法.设计并试验了C臂图像几何失真误差分布的评价方案.根据试验结果,分析了图像失真变化规律,给出了不同C臂位姿下计算的校正矩阵的临床适用范围.最后,将本方法应用于机器人辅助骨科临床手术,验证了方法的正确性和有效性.     

CNC车床维修性水平的评价

通过对现场采集的226条数控车床维修时间数据的分析,建立了其维修时间的分布模型,CNC车床维修时间服从对数正态分布,从而得出了其维修性特征函数(维修度函数M(t)、概率密度函数m(t)、维修率函数μ(t))。在此基础上对CNC车床的维修性水平进行了评价。     

假肢接受腔阳模数控加工刀具的运动轨迹规划

应用表面建模方法，建立了假肢接受腔的三维数学模型。针对假肢接受腔的独特外形特征，研制了加工假肢接受腔阳模的三轴联动数控机床，该机床控制系统采用开环系统，可以运行CAD／CAM软件。对加工假肢接受腔阳模的刀具进行了运动轨迹规划，推导出了切削点的计算公式。根据三维刀具半径补偿原理，确定了刀具的刀位点运动轨迹。经过临床实例加工表明：该数控机床和刀具运动轨迹规划算法完全满足实际应用要求。     

床椅一体化多功能护理床——实现卧床老人生活自理的梦想

针对失能老人的自理生活需求,开发模块化、可变形的床椅一体化多功能护理床:有效实现床椅转换与自动对接、抬背与曲腿及翻身等多种功能;配备血压、脉搏和体温等生理参数监测及报警系统、网络视频娱乐、吃药提醒、与远方子女进行视频交流等。在四季青敬老院示范应用中,该床大大减轻了护理人员的负担,扩大了失能老人的活动范围和独立生活能力。     

老有所依的智能化生活（四）：智能居室系统——构建贴心便利的老人生活空间

本文面向老年人提出了一套智能居室系统的解决方案,将智能家居设备引入到居室环境中,采用网络化集成的方法把智能设备集成起来构成一个智能居室系统.该系统实现了对室内照明、窗帘、影音、环境、安全等家居设备的智能控制,具有多种控制模式,能自动感知外界环境的变化,完成数据共享,根据环境的变化做出相应的反应.目前该系统已经在北京市海淀区四季青镇敬老院实施,建立了面向老人的智能居室,提高了居室智能化,为敬老院老人提供了便利的生活方式.     

双足机器人NAO爬楼步态规划

双足机器人的爬楼梯性能是衡量其在复杂环境下行走能力的一项重要指标.本文针对双足机器人NAO爬楼梯步态规划问题,提出一种离线步态规划方法：基于几何法建立机器人爬楼梯逆运动学模型;将运动解耦为前向运动和侧向运动,对于起步、中步和止步三个阶段,采用加速度空间法和几何约束规划法,计算各关节运动轨迹,并基于其逆运动学模型,得到各关节角序列;分别基于NAOSim和NAO进行虚拟样机仿真实验和实物样机验证.实验结果表明,步态规划方法合理有效.     

侦察机器人目标跟踪系统的运动控制器开发

为实现侦察机器人对运动目标的跟踪,我们开发了一种可以调节速度的位置伺服运动控制器,并安装于二自由度云台上。本文详细介绍该运动控制器的系统结构、硬件电路及软件算法,提出一种新型的A／D转换程序架构,方便进行不同通道的转换,并随时读取结果：伺服控制部分,根据不同时间段的运动要求,分段进行位置伺服和速度伺服。实验表明,该运动控制器控制效果好,并且具有一定的通用性。