光纤光栅高温应变测量及工作温区调控方法

光纤光栅由于自身材料限制,当测量500 ℃以上高温应变时,基底材料的热膨胀通常会导致光纤光栅断裂,因而在高温环境中光纤光栅的应用受限。为解决此问题,该文提出了一种为光纤光栅提供冗余光纤高温应变测量思路,探索了冗余光纤的控制方法及工艺。通过搭建测试高温应变实验平台,对冗余光纤控制方法进行了实验验证。实验结果表明,此方法封装的光纤光栅可实现500~1 000 ℃下应变测量,进行应变测量时表现出良好的线性特性,相关系数超过0.999,应变灵敏度为1.44 pm/με,与常温下光纤光栅性能相同。该方法操作简单,具有可重复性,极大地提高了光纤光栅的高温应变测量范围,具有良好的应用前景。     

用于介入式导管术的微型血压光纤传感器

针对当前血压传感器易受电磁干扰、尺寸大和集成难等问题,提出一种用于介入式导管术血压检测的微型光纤传感器.采用悬置光纤横向受力原理,传感器灵巧集成到医用导管,实现血压定点测量.运用光固化3D打印技术制造并封装外径4 mm的血压光纤传感器,开展光纤传感器静态与动态特性以及模拟血管压力应用测试实验.实验结果表明:血压光纤传感...     

面向Trot步态的四足机器人单腿结构及其尺寸优化

四足机器人的单腿是整机的主要支撑单元,同时也是四足机器人底层的运动单元.因此,单腿的设计会直接影响四足机器人的运动能力.针对四足机器人最为常见的Trot步态运动特点,设计了一种能适应Trot步态的新型单腿结构,并从尺寸优化的角度对该新型单腿进行结构优化.数值计算的结果表明,优化后的单腿在增大工作空间范围、减小驱动力矩等方面提升显著,可作为底层结构集成到四足机器人整机系统中去,同时也为四足机器人本体的结构设计提供了一定的理论参考.     

关于人工势场法局部最小问题的一种解决方法

针对人工势场法中局部极小问题产生的根源，提出将现场中容易导致局部极小问题的区域通过一些人为设置的特征点隔离出来。利用目标点和特征点构成的图形面积之和与被隔离区域的面积之差提前判断目标点和被隔离区域的位置关系，当目标点在隔离区域外部时，避免了移动机器人由于环境信息不足而误入隔离区域陷入局部极小问题。     

坐标测量机定位中的边缘算法

通过分析像素梯度分布,提出基于梯度分布的低阈值调整算法.实验证明,改进后的边缘算法能有效地剔除孤立噪声,增强弱边缘信息,更好地为三坐标测量机提供定位信息.     

基于非完整约束原理的欠驱动机械臂机构的设计

依据现有的非完整约束理论、机器人机构学与控制理论,采用摩擦圆盘运动分解合成机构,提出了一种可在三维空间内运动的非完整机械臂机构,并研究其运动规律.这种三维非完整机械臂机构,既表现出运动约束的不可积性(即非完整性),还表现出运动的非线性和可控性.这类机械臂由于驱动单元数较少,从而降低了机械臂的重量和成本,这种机构对于探索三维复杂非完整机械系统具有重要的科学意义.     

主动腰部四足机器人控制系统与跳跃步态研究

四足动物在快速奔跑中会采用跳跃步态,而跳跃步态中腰部的伸缩运动又对速度的提升具有重大影响。针对跳跃步态中腰部摆动对速度的影响,设计了带有腰部主动关节的小型四足机器人,采用了舵机作为髋关节主动驱动器和弹簧作为膝关节被动驱动器,使腿部具有一个主动自由度和一个被动自由度。以STM32芯片为中央处理器设计了包括复位、通信和舵机驱动等功能模块的控制系统。通过软件设计,在实验中实现了四足机器人跳跃步态下的稳定运动和较好的仿生运动现象,验证了控制系统的有效性,观察到了腰部主动关节对四足机器人跳跃运动中的速度影响作用。     

基于协调误差的目标轨迹预见跟踪控制的研究

针对系统已知的空间目标轨迹，提出了一种基于协调误差的空间目标轨迹最优预见跟踪控制的方法，其核心是将轨迹的协调跟踪误差和轨迹的位置跟踪误差考虑成系统的状态变量，并实施最优反馈控制。仿真分析表明，该轨迹跟踪控制方法能够有效提高系统的轨迹跟踪控制精度。     

一种新型溶液材料实时混合与喷洒液压系统的研制

针对高黏度、多组分溶液材料混合的不同要求，综合分析了各种不同类型混合的优缺点。提出了一种切实可行的液压混合系统解决方案。