六足仿生机器人步态研究和运动控制器设计

分析了六足仿生机器人典型行走步态和不同步态下的机器人落足点位置矢量表达式;运用AT89S52内部两个定时器,采用多舵机分时控制方法,设计的运动控制器可驱动机器人足部12个舵机的协调运动,实现了六足仿生机器人按步态规划运动,并通过测试,验证了设计方案的正确性和可靠性。     

基于DSP的四足机器人电控系统设计

针对以狗为仿生对象的四足机器人,设计了分层分布式结构的控制系统,分别以dsPIC30F6014A和dsPIC30F4012为控制核心对电控系统的主控制器和关节控制器进行了软硬件设计。实验表明,该电控系统设计合理,能有效控制四足机器人的各种步态行为,基本满足设计要求。     

全肘式四足仿生机器人爬台阶步态研究

针对四足仿生机器人爬台阶步态规划问题,构建一种全肘式仿哺乳类四足机器人步行机构与通信架构。首先,选择投影法将全肘式仿哺乳类四足机器人爬台阶过程的位姿向水平面转化。其次,分析机器人运动过程中重心的变化;利用水平面爬行步态静态稳定原理,对比研究全肘式仿哺乳类四足机器人多种步态的稳定裕度以及协调性,从而选择出最佳的爬台阶步态。最后,进行反复多次的对比实验,实验结果表明,所设计全肘式仿哺乳类四足机器人爬台阶步态具有良好的稳定性。     

一种四足机器人伺服电机设计与优化

针对某四足机器人用伺服驱动电机的技术要求,通过理论分析与有限元仿真优化,设计了一款高转矩密度、低转矩波动以及拥有较好转矩电流线性度的永磁无刷力矩伺服电机,并对原理样机进行了试验验证,其性能指标均满足技术要求。     

装卸机器人用永磁同步电机弱磁调速系统

研制的装卸机器人用永磁同步电机弱磁调速系统,可以满足装卸机器人高速度、高可靠性的运转要求.为降低成本,采用表面式永磁同步电动机.针对装卸机器人的负载特性,提出了基于电压外环调节器的弱磁控制方案.经实验验证,该系统运行可靠,满足装卸机器人的应用要求.     

电驱足式机器人关节作动器研究综述

机器人关节作动器的设计是保证机器人高性能运作的关键。该文首先介绍了机器人的主要分类:轮式、履带式和腿足式;然后简述了机器人的主要驱动方式:气驱动、液压驱动和电驱动;接着从结构构成、主要优缺点和应用场景等方面详细阐明了电驱足式机器人的3类主流关节作动器,并结合现有典型关节作动器产品分析其电机本体与控制的方案差异,归纳了目前主要面临的研究难点与现有解决方案;最后对电驱足式机器人关节作动器技术的发展给出了总结和展望。     

10kV高压断路器电气试验机器人接线装置研究北大核心CSCD

采用机器人技术进行10 kV高压断路器电气试验可克服人工试验存在的问题,有效提高试验效率和质量水平。文中研究了电气试验机器人接线装置(含接线插头和线仓)关键技术,针对最为复杂的回路电阻测试项目,研究并设计了一种集电压与电流接触于一体的弹片式新型接线插头,使得机器人一次接线即可完成回路电阻测试;根据机器人负载能力,研究了插头接触弹片与断路器断口梅花触头触指的接触压力与接触电阻关系,设计了接线插头接触弹片,满足接触电阻的要求。研究并设计了由接线插头定位基座和平面涡簧收放线装置构成的线仓机构,既能保证机器人反复可靠抓取接线插头又能保证测试线缆收放顺畅。仿真计算和实测结果均表明,采用所设计的接线插头一次接线即可完成回路电阻测试,且与断路器断口梅花触头的接触电阻引起的接触温升小于标准温升;所设计的线仓能保证机器人准确抓取接线插头运动顺畅而未出现卡顿。文中的研究为实现机器人在10 kV断路器电气试验的应用提供了技术支持。     

反应堆压力容器顶盖检查装置轨道长度的设计

针对反应堆压力容器顶盖检查装置轨道长度的设计问题,提出采用蒙特卡洛方法计算机器人工作空间,求解出机器人工作空间仿真边界点,对边界点进行曲线拟合得到机器人工作空间的近似尺寸以及图形,获得机器人轨道小车的合理尺寸,并将导轨小车尺寸作为机器人参数进行仿真。仿真结果表明:轨道小车尺寸设计能够满足机器人在实际工作中的使用要求。     

高压输电线路巡检机器人能源在线补给装置的研制

为了彻底解决高压输电线路巡检机器人的能源供给问题,介绍了一种适用于高压架空输电线路自动巡检机器人的能源在线补给装置,该装置主要由自具电源和锂电池充电电路组成。其中自具电源将高压输电线周围的磁能转化为直流电能,它不仅可直接为机器人供电,而且还可以在电源控制器的控制下通过充电电路对备用锂电池在线充电,完全满足机器人长时间、长距离不间断巡检工作的要求,同时该装置还可广泛应用于其他高压输电导线上各类电气设备和野外带电作业移动设备,具有广阔的应用前景。     

基于树莓派的预防性轻型除冰机器人行走控制系统设计

针对现有除冰机器人结构复杂、重量大、采用事后式除冰方式以及未能根据线路状况对行走除冰控制策略进行协调的缺陷,设计了一种基于树莓派的预防性轻型除冰机器人行走控制系统。该系统首先通过温湿度模块检测作业环境、自主决策行走除冰动作;然后通过倾角模块检测线路仰俯角、图像采集模块捕捉覆冰状况,之后树莓派综合考虑线路阻力和覆冰除冰的约束实现行走除冰的协调控制;结合超声波模块对往复行走折返点进行判定,实现不间断的往复式预防性除冰。整个装置采用单电机驱动,降低装置重量、简化机构实现轻型设计。最后对样机行走控制系统进行试验分析并作出总结。     

基于光栅衍射的横向剪切干涉仪精密相移系统设计

基于光栅衍射的横向剪切干涉仪具有很高的检测精度,为满足相移的需要,光栅移相装置需要拥有较大的行程,是干涉仪的关键器件之一。根据干涉仪需求设计了基于柔性铰链及桥式放大机构并利用压电陶瓷驱动的光栅移相装置,利用有限元分析方法对其受力和形变特性进行了分析。利用PI公司的电容传感器及数字压电控制器搭建了测试平台对其进行了测试,获得了开环条件下迟滞特性曲线,在输出电压为100 V时,光栅移相装置的行程可达225μm。实验结果表明,光栅移相装置的行程与理论设计指标接近,满足设计要求。     

压电薄膜三维重载力传感器设计与实验

面向高性能轴承滚动体成型质量监控领域对重载多维高频强冲击载荷动态测量力传感器的急需,提出了一种基于PVDF压电薄膜三维重载力传感器新的结构形式及其测量原理,实现三维重载载荷动态测量。传感器敏感元件由上、中、下3层压电薄膜组组成,三维力变化引起每组不同面域切割的压电薄膜电荷量变化,从而实现三维力大小计算。传感器支撑壳体起到分载作用,从而实现重载载荷测量。对传感器样机进行了准静态标定实验,结果表明,该传感器具有较好的线性,非线性误差小于2%,能完成重载场合下的动态测量要求,为压电薄膜力传感器在重载多维载荷动态测量领域提供了重要的设计、研制及应用参考依据。     

钢管塔法兰底板下的混凝土立柱局部受压

现行《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》（DL／T5154--2002）,对方型塔脚底板受压时按照均布反力验算底板的强度（暂且不论此观点的正确性）,在均布反力的作用下,不再验算塔脚板下混凝土立柱的局部受压;而钢管塔的地脚法兰板为圆环状,底板的面积和板的厚度往往小于方型塔脚底板,其混凝土局部受压的计算在现行的规范和规定中均未列出;“1000kV淮南一上海（皖电东送）输电线路工程”全线为双回路钢管塔,在地脚法兰的螺栓采用小规格多数量,用本文提出的计算方法,可满足塔脚法兰底板下混凝土立柱的局部受压。     

一种面向多对象的自动准同期装置

针对目前同期装置大都采用外部切换箱实现外部电压切换,现场布线比较复杂的情况,提出了一种包含同期电压切换功能的自动准同期装置实现方法。通过直接控制对象切换继电器电源的方法实现了同期电压切换;装置采用了双CPU、双AD结构,包含了CPU内部的CPLD闭锁、双机报文监视闭锁、同期出口继电器的串联闭锁以及外部同期闭锁继电器多级闭锁,能够可靠地完成电压切换及同期;在对外接口等方面创新地引入了液晶式同步表、同期电压录波及查看功能,支持双以太网及多种通信规约,能够满足各种现场应用的需求。在同期算法中采用了非线性预测和线性插值相结合的方法,保证同期合闸角小于1°,性能优越。     

足球机器人协调控制的研究

由于足球机器人在比赛过程中一直处于高速运动状态，所以对机器人运动的协调性和响应的快速性要求比较高。为此，分析了足球机器人的运动特性和机器人在运动过程中协调性差的原因，提出了速度协调控制算法和运动控制算法，并利用Lyapunov定理验证了运动控制算法在不同运动区域的收敛性。结果表明，本算法具有较好的协调性和快速性，能满足足球机器人比赛的要求。     

基于电容分压的配电网过电压在线监测

设计了一种基于阻容分压器的配电网内外过电压在线监测装置.该装置采用低阻尼电容分压器作为过电压获取设备,并对其设计方法和响应特性的影响因素进行了分析;通过有限元法对其进行误差分析表明该分压器具有良好的精度,能满足内外过电压监测需要.此外,通过PCI总线和数据双缓冲技术,能在高频下采样较长的数据和实现较短的采样间隔时间.通过现场实测数据表明,该装置能满足内外过电压监测的需要.     

Adaptive force regulation of muscle strengthening rehabilitation device with magnetorheological fluids.

In rehabilitation from neuromuscular trauma or injury, strengthening exercises are often prescribed by physical therapists to recover as much function as possible. Strengthening equipment used in clinical settings range from low-cost devices, such as sandbag weights or elastic bands to large and expensive isotonic and isokinetic devices. The low-cost devices are incapable of measuring strength gains and apply resistance based on the lowest level of torque that is produced by a muscle group. Resistance that varies with joint angle can be achieved with isokinetic devices in which angular velocity is held constant and variable torque is generated when the patient attempts to move faster than the device but are ineffective if a patient cannot generate torque rapidly. In this paper, we report the development of a versatile rehabilitation device that can be used to strengthen different muscle groups based on the torque generating capability of the muscle that changes with joint angle. The device is low cost, is smaller than other commercially available machines, and can be programmed to apply resistance that is unique to a particular patient and that will optimize strengthening. The core of the device, a damper with smart magnetorheological fluids, provides passive exercise force. A digital adaptive control is capable of regulating exercise force precisely following the muscle strengthening profile prescribed by a physical therapist. The device could be programmed with artificial intelligence to dynamically adjust the target force profile to optimize rehabilitation effects. The device provides both isometric and isokinetic strength training and can be developed into a small, low-cost device that may be capable of providing optimal strengthening in the home.     

高速磁浮列车电磁力的软测量技术

针对高速磁浮列车在运行过程中电磁力难以直接测量的困难,采用有限元分析软件ANSYS建立了悬浮电磁铁的二维模型,并对模型进行了有限元分析与计算,得到了其内部的磁力线分布情况以及磁浮列车在不同运行情况下的电磁力数据,并总结了推力和悬浮力随功率角、气隙、定子电流和转子电流的变化规律,在此基础上采用最小二乘法建立了指数形式的电磁力软测量模型。采用该模型,列车在运行过程中所产生的电磁力可以通过气隙、定子电流和转子电流的测量结果计算得到。该模型的最大误差小于1％,为高速磁浮列车运行过程中电磁力的计算和控制提供了重要依据。     

基于摩擦模型的机器人力/位安全控制方法研究

针对机器人力/位控制应用的安全问题,提出一种基于动力学模型的快速实用机器人碰撞检测算法.首先,设计机器人力/位安全控制方案,建立基于动力学的碰撞检测数学模型;然后,基于静态LuGre摩擦模型辨识和补偿机器人关节摩擦力,设计简化的机器人力/位控制碰撞检测模型;最后,以轻型工业机械臂为实验平台,让机器人执行力/位控制与人类发生碰撞以验证算法的有效性.实验结果表明,提出方法可检测机器人各连杆发生4N·m以上的异常碰撞,能够有效地实现机器人力/位安全控制,具有一定的工程参考价值.     

恒温式全自动氧弹热量计测热性能检验

介绍了PARR 1281型热量计结构、操作方法及性能,重点阐述了对该热量计的性能检验方法及结果,检验结果表明该热量计的绝对精度小于40 J/K,相对精度小于0.2%,符合国家计量检定规程要求.该仪器的准确度也符合要求,说明热量计的性能良好.