基于CPG原理的机器人运动控制方法

将生物控制论的研究成果应用于机器人领域是提高机器人运动能力的一种新思路和新方法。本文介绍了动物的运动控制机理，节律运动控制网络的结构和特性，对基于生物中枢模式发生器的机器人运动控制的建模、步态转换方法及应用情况进行了归纳和分析。     

模块化机器人拓扑重构规划研究

模块化可重构机器人由若干个相同的机器人模块组合装配而成,能够重构成不同的几何形态和结构,从而适应不同的作业任务要求。本论文主要对树状拓扑结构的模块化机器人的重构规划问题进行了研究,定义了构型重构的基本概念,提出了分支重构规划算法。这类模块化可重构机器人可以用树状拓扑结构图来描述。机器人的拓扑结构从自由树转化为有根树,然后分解为若干个分支结构,并按一定顺序排列,通过对各个分支结构的逐步比较和操作,完成重构过程。最后选定模块数目,进行了重构规划过程的仿真计算。结果表明,文中所述算法对于树状拓扑结构的模块化机器人的重构规划问题是有效的。     

可重构机器人单元结构设计及组合特性分析

建立了可重构机器人的一般化模块单元结构模型,定义了单元的组合表面,根据单元模型的几何外形和组合面的几何对称性,对其组合特性进行了分析。在此基础上,针对机器人转动关节的结构和运动特点,分别建立了摆动单元和旋转单元的可重构模型,同辅助单元共同组成可重构机器人系统的基本组合单元,并根据单元的几何结构,利用组合数学理论分别对其组合特性进行了研究。最后,利用这3种基本单元组合装配了一种与实际系统相对应的五足步行机器人,表明提出的可重构单元具有一定的可行性和实用性。     

针穿刺软组织变形有限元仿真

为了提高机器人辅助针穿刺精度,提出一种对软组织变形分析的准静态有限元法.该方法基于针受力下软组织变形机理,将软组织变形的连续动态过程分解成离散的准静态过程;采用重叠单元法在ANSYS中建立了软组织变形的二维和三维准静态有限元模型,并进行了仿真实验.最后通过实验结果验证了该方法的有效性和可行性.     

拓扑结构随运动变化的关节式步行机器人动力学普遍方程的建立

本文研究了系统拓扑结构随运动变化的多分支步行机构动力方程的建立方法．文中在对系统结构特征定义的基础上，将结构特征统一于约束方程，进而应用ＤＡｌｅｍｂｅｒｔ原理建立了嵌入结构特征的步行机器人机构动力学普遍方程．最后以四足步行机构为实例进行了计算     

非线性方程组解集边界求解方法及其在并联机构分析中的应用

并联机构的结构使其输入和输出运动之间具有复杂的非线性关系,在该类机构的运动学、动力学、作业空间、误差分析及运动控制中均涉及大量的非线性方程组求解。介绍一种含参数的非线性方程组的解集边界求解方法,基于流形理论和数值化连续算法,可直接搜索出一个非线性系统的解集边界,计算速度快、效率高。利用上述算法,对一台实际的4自由度并联机床进行了作业空间边界的求解和分析,验证了算法的实用性和有效性。     

可重构机器人单元组合的自同构研究

可重构机器人利用单元组合结构,可以提高环境适应性,改善机器人的使用性能,本文首先提出了一种新的可重构机器人单元结构模型,然后针对可重构机器人拓扑构形中所存在自同构问题,根据单元组合拓扑构形的邻接矩阵,提出了拓扑结点的关联属性及其关联度码的概念,在此基础上,提出了单元组合自同构的列举算法,以及同一拓扑构形特征下所有非同构单元组合状态的计算方法。最后对一拓扑构形实例进行了计算,计算结果表明,本文提出的自同构算法简便有效,使用灵活,可用于可重构机器人的单元组合结构设计。     

四足机器人高速动态行走中后腿拖地问题研究

进行了用配重法和姿态调整法消除四足机器人Biosbot高速动态行走时由于重心偏置产生的后腿拖地现象的研究.进行的虚拟样机仿真及实物机器人实验验证了这两种方法的有效性.研究发现,配重法使机器人腿关节承受额外负载,极易造成轴联接件磨损、变形;姿态调整法效果比较明显,但也存在摆动腿足端回缩、质心回缩振荡等问题,会导致机器人运...     

五足步行机攀登不等距桁架运动分析

对五足步行机攀登桁架运动进行了详细的分析,提出了一种实用攀登步态;在此基础上,针对不等间距杵架,建立了其攀登运动模型及相应的算法。该方法不仅可直接应用于五足步行机在不等间距桁架上的攀登运动规划,而且还可作为五足步行机攀登杵架的运动条件,对于步行在具有不连续落足区的非结构地形下的运动研究也具有普遍指标意义。