多运动方式移动机器人控制系统设计

为了实现适合于多运动方式移动机器人的分布式运动控制系统,在四足机器人控制系统总体设计方案的基础上,采用自下而上的设计思想设计了控制系统各功能模块,即伺服控制模块、协调控制模块和通信接口模块,并在多运动方式四足机器人试验平台上进行了验证。试验结果表明,整个控制系统结构灵活、功能强大、工作稳定可靠,提高了机器人的运动性能。     

仿生机器蟹步行腿结构设计及运动学、动力学分析

本文介绍了一种采用微型直流伺服电机驱动的仿生机器蟹步行腿设计及其运动学、动力学分析.在对仿生机器蟹运动学特性分析的基础上得出优化结构参数,并应用于实际系统设计.同时利用先进的动力学仿真软件建立了仿生机器蟹三维仿真模型,仿真结果验证了运动学和动力学数学建模的正确性,及结构设计的可行性.     

仿生机器蟹机构设计及结构参数优化

通过对原型生物体的结构简化 ,确定了仿生机器蟹步行机构的结构框架 ,引入了变向性、灵活性的概念 ,提出了以变向角、灵活度作为评价躯体灵活性的综合指标 ,在仿真环境下测试了仿生机器蟹结构参数对其变向性、灵活性的影响 ,并据此得到了优化的仿生机器蟹结构参数     

两栖仿生机器蟹行走过程运动学研究

螃蟹具有8足步行机特征，在行走过程中，每条腿都是抬起和着地两种状态交替变化，抬起的腿从躯体上看是开链机构，相当串联手臂．而同时着地的腿与躯体构成并联多闭链多自由度机构．这种行走过程，从机构学角度看就是不同分支并联机构及串联开链机构之间的不断变化的复合型机构．针对这种机构我们采用串并联综合分析的方法，提出运动学算法及计算机仿真验证方法．通过计算机仿真验证了该方法分析结果的正确性，得出了一种用于仿生机器蟹行走过程运动学研究的行之有效的分析方法．     

两栖仿生机器蟹的单足路径规划和生成

以两栖仿生机器蟹为对象，对步行足单足的路径规划和生成问题进行了探讨，通过对步行足足尖点路径所需满足的条件的分析，分别对处于摆动相和支撑相的步行足采用六次和五次多项式逼近的方法得出了单足路径的一般性表达式，在支撑相路径规划时，采用了相对运动法，采用这种多项式逼近的方法，结合一个算例对两栖仿生机器蟹的单足路径进行了规划和生成关节控制量的运动学反解，通过计算机仿真得到的结果验证了此种路径规划方法能够得出良好的足尖路径曲线，以及良好的起落特性，可以应用于两栖仿生机器蟹的单足控制当中。     

力和组织内氧气调控的骨折愈合过程仿真

针对骨折固定的力学条件和组织内的氧气水平, 建立骨折愈合过程的动态仿真模型来描述二期骨折愈合中力学稳定性、组织内氧气水平和组织分化之间的关系.与以往仿真模型不同的是, 本文以三维模型为研究对象, 通过有限元法求解力刺激, 建立偏微分方程求解组织内氧气的时空变化, 采用模糊控制的方法将力和氧气作为主要输入描述组织分化过程, 模拟了骨折愈合过程中的骨折初期、膜内骨化、软骨生成、软骨钙化、骨化等阶段.在Eclipse环境下自主研发骨折愈合过程仿真程序, 通过将本文仿真结果与实验数据、其他模型仿真结果进行对比, 验证了本文的仿真模型和程序的正确性.利用所建立的模型仿真了组织内常氧、低氧、高氧环境下, 两种不同轴向稳定性的鼠横向骨折愈合过程, 得出结论:在低氧或骨间不稳定时, 出现延迟愈合或不愈合; 在常氧环境下, 骨组织正常愈合; 在高氧环境下, 骨折愈合加快.     

一种新型便携式机器人运动学分析

新型便携式机器人为６自由度机器人,具有一个移动关节和５个转动关节,适用于水轮机叶片现场修复工作,给出了这种机器人逆运动学的求解方法,避免了大量逆矩阵相乘方法简单。     

基于CT图像的组织建模与仿真方法

为了满足在虚拟手术中针对专门患者的材料进行手术规划、手术演习等研究的需要,提出了基于患者CT图像进行生物组织建模与仿真的10步建模法,解决了基于CT图像组织建模与仿真研究中涉及的生物组织几何建模问题、物理建模问题、基于应变能函数建立生物组织运动的力学方程问题、利用有限元法解生物力学方程问题,并利用该建模方法对人体股骨及软组织进行了建模与仿真,通过仿真结果同生物材料测试结果的比较,尽管实验误差和模型的简化造成了两组数据之间的不同,但是从整体上看,二者在趋势和数值上还是匹配的很好.特别是在2~8mm这个临床常用牵引范围内,效果可以满足临床仿真需要.证明了该方法和所建立的数学模型在生物组织建模与仿真中的有效性.     

两栖仿生机器蟹单足运动控制系统

建立了两栖仿生机器蟹的单足运动控制系统。系统采用了基于TMS320LF2407芯片的硬件结构。在VC6．0中编制了上位控制程序，用多项式的方法实现了足尖路径的实时规划。采用了Bang—Bang控制和PID调节相结合的双模控制算法实现位置伺服控制。     

基于ADAMS软件两栖仿生机器蟹的动力学建模与仿真

针对两栖仿生机器蟹的结构特点，进行了机构动力学分析。利用ADAMS建立了系统的仿真模型，并在仿真模型的基础上，对系统动态性能进行了观察，结果表明：系统动态性能与步长和步迹曲线的选取有关，步长越小，步迹曲线按一定约束条件规划时，系统具有较好的动态特性。