模块化机器人的双输出CPG网络调相运动控制

为了增强模块化机器人的灵活性,以及对其多模式运动进行更简单有效地控制,结合阵列式和串联式自重构机器人的特点,设计基于万向式关节的双自由度UBot模块,并根据两个关节之间的相互抑制关系,结合生物学的中枢模式发生器(CPG)运动控制原理,设计具有双输出的CPG网络调相运动控制器.通过调整CPG间的连接权重以及每个CPG中两组输出的关系,调解运动控制信号间的相位差值,有效地控制UBot模块化机器人的整体协调运动.应用这种控制方法控制了模块化机器人的3种运动模式:四足运动、蠕动和多节虫运动,在ADAMS仿真环境下进行了运动仿真实验,并在UBot模块化自重构平台上分别进行了3种构型的实体运动试验.实验结果验证了双输出CPG调相网络对模块化机器人运动控制的有效性和实用性.     

机械差速式管道机器人运动特性及仿真分析

针对支撑轮式管道机器人在过弯时驱动轮与管道内壁易发生打滑的问题,设计了一种可适应140～150 mm管内径的机械差速式管道机器人.对机器人的结构组成及驱动原理进行了介绍,建立了机器人变径支撑、越障条件及过弯阶段的理论模型.运用ADAMS软件对管道机器人进行运动仿真分析.结果表明,仿真数据与理论模型分析结果误差较小,验证了该机构的合理性.本文设计的机器人驱动轮在过弯时具有差速功能,避免了与管道内壁之间的打滑,提高了运动稳定性.     

基于Wilson-Cowan神经振荡器的四足机器人步态规划研究

中枢模式发生器(central pattern generator,CPG)是一种重要的机器人节律运动控制方法。在Wilson-Cowan神经振荡器基础上,提出了一种新的CPG控制器,用于四足机器人的节律运动控制,每个Wilson-Cowan神经振荡器分别对应机器人的一个步行腿,对机器人的腿进行协调运动控制。通过调整振荡器之间的步态连接权矩阵,可以实现机器人不同的节律运动和各种运动模式间的转换。计算机仿真表明:本文提出的CPG控制方法能够稳定的生成不同步态的机器人运动轨迹,输出结果能够较好地符合各种步态的相位要求。     

HEVC运动估计中SAD算法的动态可重构实现

高效视频编码（HEVC）标准中引入的不对称分割模式导致运动估计算法中绝对差值和（SAD）运算量成倍增加.为了提高运动估计算法的执行效率,方便用户进行自主选择,设计了同时支持不对称分割模式开启和关闭2种执行模式以及执行模式间自由切换的可重构阵列结构.为了满足用户要求编码速度的同时,最大限度地利用可重构阵列处理器的资源,在阵列结构为16×16个处理元中通过加载16×8、16×4以及16×2个处理元的指令来进行阵列规模的动态重构,采用指令下发的方式将不同的指令发送到对应处理元进行相应配置.实验结果表明,所提出的可重构实现方式在硬件资源占用量接近条件下,相较于流水化实现处理时间减少了约35%,吞吐量提高了约0.4倍.该实现具有较高的执行效率,能够进行执行模式与阵列规模的切换,具有较好的灵活性.     

井架攀爬机器人的设计与仿真

针对石油井架的工作环境,设计了一种井架爬行机器人,以代替人工完成井架攀爬和检测任务。首先,通过工作需求确定了机器人的结构;其次,根据D-H(Diffie-Hellman)参数法求解了机器人机械臂转动以及越障的运动学方程,采用蒙特卡洛法计算得到机器臂的运动空间;最后,利用ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems)仿真得到攀爬机器人在静止检测时机械臂转动对履带车吸附稳定性的影响以及越障过程中电永磁吸附足的稳定性。研究结果表明,该井架攀爬机器人可以在井架上稳定工作,且速度快于同类爬行机器人,最大拖动负载为21 kg。在机械臂旋俯仰及旋转过程中,履带车质心的波动幅值均小于0.1 mm。越障过程中,前端电永磁吸附足均不会发生侧滑、倾覆以及下滑等现象。     

平面冗余自由度机器人自寻优运动优化方法

为了解决平面冗余自由度机器人的运动优化问题,提出一种自寻优方法。引入"臂角"参数,建立了平面4自由度机器人逆运动学的封闭解形式;针对机器人运动过程中远离关节极限的优化任务,提出一种自寻优方法,将4自由度机器人等效为四连杆机构,将优化目标转化为虚拟转矩作用于关节上,机器人将在虚拟力作用下向着平衡状态运动,最终实现机器人的运动优化。采用自寻优方法对机器人单点位姿及轨迹跟踪进行了运动仿真,结果表明:自寻优方法可以快速、有效地实现机器人的运动优化。     

轮-履式移动机器人履带转向运动

针对室内外不同工作环境对移动机器人的结构有不同的要求,本文设计了一种的模块化的轮-履式移动机器人,描述了该轮-履式移动机器人纯轮式、纯履带式及轮履混合式等不同的运动模式;基于该机器人模块化的履带式结构特性,依据刚体平面运动理论,分析了该机器人的转向运动条件;基于转向阻力矩模型,建立了该轮-履式移动机器人完成履带式转向运动的约束方程。仿真和实验证明,此种轮-履式移动机器人地形适应能力强,在履带运动模式下,采取大的转向半径及小的转向比可有效减少机器人的转向阻力矩,能很好地完成转弯运动。     

全方位精密微小型移动机器人的运动分析

采用压电陶瓷作为微驱动元件，设计了一种尺寸为50 mm×50 mm×10 mm，基于尺蠖蠕动原理工作的新型全方位精密微小型移动机器人，以其作为负载平台，用于精密操作过程中对微小元件的搬运、操作、精密定位等.在介绍尺蠖蠕动工作原理的基础上，对机器人的运动特性进行了分析，建立了机器人全方位运动模型.对机器人进行了分辨率、定位精度以及全方位运动等的实验研究，实验结果表明，该机器人负载能力约为750 g，最大工作频率可达40 Hz，运动速度可达208 μm/s，运动分辨率可达50 nm，开环直线定位偏离率约为5％；在采用了逐次逼近法进行误差补偿和显微视觉实现闭环控制后，定位精度可达100 nm，可以作为一种通用的高精密移动定位平台，在机器人上集成多种精密微操作器件后，可完成多种微作业任务.     

三肢体机器人运动分析及规划

针对一种腿臂机构功能融合设计的三肢体机器人,将其肢体操作模式作为移动模式下的特殊状态进行分析,将机器人整体的运动学分析分解为各肢体分别作为站立腿和摆动腿的运动学组合问题,实现了机器人2种工作模式运动学模型的统一,并分别进行了规划. 通过机器人步态运动仿真验证了理论分析的正确性,为机器人控制器的设计提供了理论基础.     

串联机器人运动学分析与研究

为直观显示机器人路径规划的优化状况,采用D-H法则建立连杆坐标系和连杆参数,推导正运动学方程,实现逆运动学方程的封闭解.利用LabWindows/CVI编程软件,结合OpenGL技术对机器人运动学正逆解进行了三维图形仿真,验证正逆运动学准确性和实时性,实时显示各关节轴运动的角度、角速度及姿态.仿真实验表明,末梢定位的误差小于6×10~(-5) mm.为验证仿真结果的可行性,将仿真生成的路径规划点输入到Googol GRB 3016型6自由度关节机器人测试,仿真结果与实际运行吻合.     

柱前衍生化-高效液相色谱法测定啤酒中的多胺

建立了用柱前衍生化高效液相色谱法分析啤酒中多胺的方法.在碱性介质中,多胺与1-(5-氟-2,4-二硝基苯基)-4-甲基哌嗪(PPZ)进行衍生化反应生成衍生物.实验采用Diamonsil C18(2)(迪马,150mm×4.6mm,3μm)色谱柱,以水-有机溶剂(乙腈-甲醇,体积比为6∶4)作为流动相,流速为0.5mL/min,用梯度洗脱程序方法同时分离5种多胺衍生物,衍生物的检测波长为362nm.通过考察方法的线性范围、稳定性、检测限和回收率表明:本方法具有样品处理简单、灵敏度高、速度快的优点,可用于啤酒中多胺含量的测定.     

RP-HPLC同时检测Zymomonas mobilis代谢组分方法的研究

优化了高效液相色谱（HPLC）同时检测Zymomonas mobilis发酵液中葡萄糖、乙醇和多种代谢产物的条件和方法,分析了影响因素、回收率和重现性.试验结果表明,选择10 mmol/L pH值为2.5 KH2PO4-H3PO4溶液作为流动相、SunFireTM C18,5μm色谱柱（4.6 mm×150 mm）、二极管阵列检测器,可同时检测出葡萄糖酸、丙酮酸、乳酸、乙酸;选用2 mmol/L硫酸溶液作为流动相、IC-PakTM lon-Exclusion 50 A7μm色谱柱（7.8 mm×300 mm）、示差折光检测器,可同时检测葡萄糖、山梨醇、琥珀酸、乙酸、乙醇.Z.mobilis发酵液的回收率和重现性的结果表明,该方法测定葡萄糖、乙醇和其它产物的相对标准偏差范围为0.005%～0.018%,平均回收率为96.86%～101.99%.     

柱前衍生化高效液相色谱法测定莲子心中去甲乌药碱含量

以9-芴甲基-N-琥珀酰亚胺基碳酸酯（Fmoc-OSu）为荧光衍生化试剂,建立了柱前荧光衍生化反相高效液相色谱法分析去甲乌药碱的高灵敏分析方法.在硼酸缓冲溶液（pH=8.5）中,去甲乌药碱与Fmoc-OSu在温和的反应条件下反应生成具有荧光性的去甲乌药碱衍生物.采用UltimateR○XB-C18（5μm,150mm×4.6mm i.d.）色谱柱,用乙腈-水（体积分数比为85∶15）等溶液强度洗脱,以λ=265nm为激发波长,λ=315nm为发射波长,对去甲乌药碱衍生物进行了检测.实验结果显示：去甲乌药碱在0.05～20μg/mL范围内呈良好的线性关系（r=0.999 8）,其最低检出限（S/N=3）为5.0ng/mL,加标回收率为94.1%～105.9%,RSD为2.74%（n=5）.本方法灵敏度高、选择性好、准确度高,能够满足含去甲乌药碱中药材的质量控制.     

薄膜冷冻法制备大豆磷脂克拉霉素脂质体

用薄膜冷冻法制备了克拉霉素脂质体,以高效液相色谱法为分析手段,色谱柱采用Hyper-sil ODS柱（250 mm×4.6 mm,5μm）;流动相为乙腈与0.1 mol/L磷酸盐缓冲液（体积比为70∶30）,用稀磷酸调节pH值至4.8,流速1.0 m/min;检测波长205 nm.克拉霉素在10-200 mg/L内浓度与峰面积呈良好线性关系,相关系数r=0.999 7.采用反透析法测定脂质体的包封率,并确定了透析平衡时间,讨论了水合介质和冻融次数对包封率的影响.     

基于地铁CBTC方式的QoS分析

随着通信技术的发展,列车运行控制模式由传统的基于轨道电路的列车运行控制演变成基于通信的列车运行控制(CBTC).针对目前CBTC系统大多采用成熟的基于IEEE 802.11协议的无线局域网技术作为其数字通信传输系统,着重研究了地铁CBTC方式中无线局域网(WLAN)应用的优势,并对WLAN技术提出了展望.     

水热法制备石墨烯-SnO2复合材料的甲醛与乙醇敏感性能的研究

通过水热法制备石墨烯-SnO2复合材料,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、红外光谱仪和拉曼光谱仪对石墨烯-SnO2复合材料进行表征。研究石墨烯掺杂比例和水热温度对石墨烯-SnO2复合材料敏感性能的影响;考察SnO2和质量分数0.1%石墨烯-SnO2（100℃,10 h）复合材料对应元件对甲醛、乙醇、丙酮、苯、乙酸和氨气6种气体的敏感性。结果表明：质量分数0.1%石墨烯-SnO2（100℃,10 h）复合材料对应元件对低浓度甲醛和低浓度乙醇有很好的敏感性,当工作温度为89℃时,质量分数0.1%石墨烯-SnO2（100℃,10 h）复合材料对应元件对φ（甲醛）=1′10^-3的灵敏度为13.6,响应恢复时间分别为44 s和170 s,对φ（甲醛）=1′10^-7的灵敏度可达1.2;当工作温度为165℃时,质量分数0.1%石墨烯-SnO2（100℃,10 h）复合材料对应元件对φ（乙醇）=1′10^-3的灵敏度为11,响应恢复时间分别为14 s和28 s,对φ（乙醇）=1′10^-7的灵敏度可达1.1。     

HPLC快速测定发酵液中L-色氨酸

建立一种测定发酵液中L-色氨酸的高效液相色谱（HPLC）方法．以Agilent C18（5μm,150mm×4．6mm）为分离柱,V（0．03％的KH2P04溶液）：V（甲醇）=90：10为流动相,流量为1mL／min,在278nm处检测L-色氨酸．该方法简便、快速、准确,在0．000～1．000g／L范围内线性关系良好（R2=0．9999）,平均回收率为98．93％,精密度（RSD）为0．247％,可有效应用于发酵液中L-色氨酸含量的测定．     

HPLC测定邻苯氨甲基苯酚的氧化降解反应

建立高效液相色谱法（HPLC）测定邻苯氨甲基苯酚（PMP）氧化降解过程中的质量浓度变化。采用Hypersil ODS-C18反向色谱柱（4．6 mm ×250 mm ,5μm）,流动相为甲醇-水（80∶20）,检测波长243 nm ,流速1 mL/min ,外标法定量测定其质量浓度。液相测定结果表明,PM P质量浓度在5～100 mg/L范围内,被测溶液质量浓度与峰面积呈良好线性关系,平均加标回收率为93．22％～107．62％;试验精密度RSD＝0．20％（n＝8）,重现性良好。该液相方法可用于邻苯氨甲基苯酚氧化反应的测定。     

原生质体融合选育高效菌株净化PVA工业废水的研究

从自然界样品中分离到4株能降解聚乙烯醇的细菌,经紫外线诱变,得到2株具有单重抗药性的突变菌株S7(Strs,Kanr)和K15(Strr,Kans),二者对PVA的去除率分别达到52%和58%.将S7和K15作为亲本菌株进行原生质体融合,用双重药物平板筛选融合子.通过正交试验,对原生质体融合的条件进行了优化,使融合率达到4.603×10-5.融合子F4菌株对PVA去除率达到79.9%,是原始菌株的两倍,将其培养成活性污泥后,PVA去除率可达87%,是普通活性污泥的3～4倍.这充分说明原生质体融合育种技术在工业废水的生物降解工程菌构建上是有应用前景的.     

Research on Hybrid Input Mechanical Press Driven by Two Motors

1 Introduction The mechanical press is very important for plastic forming, whose service performance has a direct effect on the quality of workpieces and the working life of dies. The transmission system of a general mechanical press consists of a belt drive, gear reducer and crank-slider mechanism. This transmis- sion system gives the slider a higher speed at the de- formation stage of the plastic workpiece and clearly has some heavy disadvantages. Cracks easily initiate on the bottom of a cy…