外骨骼助力机器人研究现状与关键技术分析

根据研究工作积累和查阅相关文献资料,对外骨骼助力机器人国内外的研究现状进行了总结,对外骨骼助力机器人所涉及的机械结构技术、驱动技术、传感控制技术、能源技术以及安全性技术等关键技术进行了分析,并对外骨骼助力机器人在军事领域、医疗领域和工业领域的应用前景进行了展望。     

单兵救援助力外骨骼机器人的设计与特性分析

针对单兵救援人员对装甲车内伤员实施救助时体力不足的问题,开展外骨骼辅助救援者的设计与特性分析研究。通过对人体弯腰提升过程运动机理的研究,开展救援外骨骼的机构设计、运动学与动力学分析。基于分散负载的理念,融合外骨骼方案和外肢体方案,提出一种辅助人体提升重物的并联助力机构,设计一种单兵救援提升助力系统,完成救援外骨骼的样机研制并通过实验验证了样机运动的有效性。研究结果表明：救援外骨骼机器人能够实现救援者提升过程的运动需求,并能够实现分散救援者负载、提高救援效率的目标。     

基于力位混合控制的踝关节外骨骼机器人四段式助力技术

外骨骼机器人的助力策略是影响外骨骼机器人助力效率的关键因素.相对于平地行走模式下的外骨骼机器人,坡地行走模式的助力机器人助力机理尚不明确.针对上述问题,以人体运动特征为切入点,研究坡地行走模式下的关节做功规律,阐述人体关节运动机理,并提出力位混合控制的四段式踝关节外骨骼助力策略.进一步研制柔性踝关节助力外骨骼机器人,并...     

人体助力行走机器人关键技术分析

人体助力行走机器人具有增强人体负重能力、降低人体行进中能量消耗及能够适应复杂路面的功能,逐渐成为机器人领域的研究热点.目前,人体助力行走机器人的关键技术有:人体助力行走机器人的机构设计,人体助力行走机器人的驱动单元,人体助力行走机器人姿态感知方案和人体助力行走机器人的行走控制策略.     

军用动力外骨骼的发展现状及关键技术综述

为推动军用动力外骨骼实战应用,对国内外较为成熟的军用动力外骨骼项目进行分析综述。介绍人机耦 合、主动控制、机器驱动、能量供给以及新型材料等关键技术的具体功能和应用现状,结合军事需求对未来可能利 于外骨骼系统发展的新型技术加以展望,根据实战需要阐述军用动力外骨骼3 种战场运用方式,展望其未来发展方 向。结果表明,该分析可为我国军用动力外骨骼发展提供技术参考。     

一种基于扩频通信的多机器人关键技术

利用通信来改善多机器人系统协调控制的性能成为近几年来的研究热点,而随着多机器人技术和无线通信的快速发展,基于扩频通信技术的多机器人通信系统成为两种技术结合的产物。将码分多址技术应用于多机器人通信平台中,通过分析Walsh码、m序列的相关特性,引入改进的m-Walsh序列,得到相关特性最佳的直扩序列,在此基础上提出了一种改进的RAKE接收方案。通过Matlab/Simlunk仿真分析,该方案较好地满足了多机器人系统在通信的实时性、可靠性、保密性和抗干扰性等方面的要求,对多机器人通信机制的研究具有重要意义。     

核环境机器人现状及关键技术分析

针对我国近年来研制的多款核环境机器人现场应用情况,分析当前核环境机器人发展急需突破的抗辐照设计、可靠通信等关键技术,总结了敏感元器件单体屏蔽、集成电路整体屏蔽等抗辐照加固方案,提出了机器人高频通信方法、中继通信方法以及机器人智能控制的主要改进方法。     

人工势场和虚拟结构相结合的多水下机器人编队控制

传统的多水下机器人（AUV）编队算法,例如领航跟随法、虚拟结构法,对编队形成过程中AUV间的避碰问题和编队行进过程中的避障问题,没有进行有效解决。人工势场法可利用势函数进行避碰、避障,但队形组织能力略显不足。针对上述问题,提出了一种人工势场和虚拟结构相结合的多AUV编队控制算法。将系统分为3个部分：编队参考点、虚拟结构质点和AUV. 以编队参考点为中心形成期望的虚拟结构以组织队形;虚拟结构质点以期望的虚拟结构为运动目标,并在运动的过程中,通过人工势场斥函数,实现避碰和避障;AUV对虚拟结构质点进行目标跟踪,从而渐进形成AUV的队形。通过编队路径跟踪、编队队形变换和编队避障等一系列仿真实验,对算法的可靠性和灵活性进行充分验证。实验结果表明：在随机的初始位置条件下,多AUV系统可以快速无碰撞地形成队形;在编队行进过程中进行灵活的队形变换,并对障碍物有效避碰。     

基于语义树Markov随机场模型的地面机器人多尺度道路感知

道路实时感知是自主式地面移动机器人实现自主导航的关键技术,但由于室外道路环境的复杂性与不确定性,其算法开发难度较大。提出了一种基于小波域语义树Markov模型的多尺度仿生道路感知算法。在时空域上采用三维随机场对机器人采集到的道路图像序列进行建模,提出了一种采用树结构约束、面向道路识别的语义树Markov随机场（RT-MRF）模型;采用遗传算法优化的有监督RT-MRF模型进行道路图像序列分割;机器人通过跟踪分割边界实现道路区域识别及自主导航。采用自主研制的四足仿生机器人作为研究和实验平台。实验结果表明：该方法能够在具有阴影、裂纹、坑洞、不平整及光照度变化的较差道路检测条件下鲁棒分割出道路边界,算法实时性高,可满足室外移动机器人自主导航需求。     

改进的模拟退火算法在水下机器人S面运动控制参数优化中的应用

从模糊逻辑控制思想出发,借鉴PID控制的结构而设计的S面控制器     

平流层飞艇平台的发展及关键技术分析

平流层飞艇平台可分为软式飞艇、硬式飞艇和半硬式飞艇.飞艇是具有推进装置的浮空器,由艇体、尾翼、吊舱和推进装置等部分组成.推进装置包括发动机、减速器和螺旋桨,为飞艇提供前进动力.其关键技术涉及材料、结构、能源、控制技术等方面.控制技术包括动力控制、压力控制、姿态控制、定点控制、温度控制等.     

管道机器人的研究现状及其展望

为解决管道检测与维护工作量大和效率低等难题,对管道机器人的研究现状进行探讨。详述国内外管道 机器人结构特性,根据机器人的技术特点,对管道机器人在通过性和能量供应2 个方面存在的问题进行分析,总结 管道机器人研发的关键技术,从被动自适应性、单体模块化和能量优化3 方面展望智能管道机器人的发展趋势。该 研究有一定的实用参考价值。     

仿尺蠖机器人曲面爬行步态分析与中枢模式发生器规划

风电叶片爬壁机器人的曲面爬行步态是研究难点。为此建立了含3个T型和2个I型关节的5自由度仿尺蠖机器人机构模型;通过几何关系分析机构对球曲面的适应性,基于吸附稳定状态建立关节角度幅值与曲率半径之间的函数关系,采用余弦函数设计翻转步态轨迹;基于反馈学习方法、自适应频率Hopf振荡器和Kuramoto耦合,设计关节中枢模式发生器(CPG)单元及其网络;通过学习平面翻转步态得到CPG网络参数初值,再通过在线调节关节角度幅值规划球曲面翻转步态。通过Matlab和Adams联合仿真分析了CPG网络的稳定性;进行了实物样机测试,测试了在叶片曲面上的翻转步态。研究结果表明,利用吸附稳定所需角度幅值可将平面步态调节为曲面步态,CPG在线调节步态规划方法有效。     

助推-滑翔导弹发展概况及关键技术分析

介绍了助推-滑翔飞行器的研究背景与起源,给出了助推-滑翔导弹的基本定义与飞行过程,总结了助推-滑翔导弹相关技术的国内外发展概况与相应成果,分析了将来的发展趋势与应用前景,并着重分析了助推-滑翔导弹所涉及的弹头外形设计、弹道设计、热防护措施、制导方式、控制方案、助推器、有效载荷、攻防对抗和部署方案等主要关键技术.     

水下探测机器人的研发与测试

为研究水下输油管道漏油点检测方法,基于水下机器人平台设计具有自主决策的探测机器鱼,使用智能检测判断规则,并通过试验验证该方法的可行性。实验结果表明,水下探测机器人可以自作决策并有效进行水下探测任务。     

用跟踪微分器实现机器人自抗扰控制

建立基于干扰估计的机器人非线性反馈控制系统并证明其稳定性,在此基础上提出一种 适用于机器人跟踪控制的新型自抗扰控制器。该控制器不需实时计算复杂的机器人动态模型,由两个跟踪微分器(TD)构成：一个用于安排系统的过渡过程;另一个用来估计速度和加速度,TD的滤波特性使其对量测噪声具有抑制作用。由被控对象的控制量与所估计加速度的反馈构成的“扩张状态”来自动检测系统模型和外扰的实时作用并实时进行动态补偿。除了和以往的自抗扰控制器一样具有很好的适应能力和很强的鲁棒性外,它还具有需整定参数少的特点。仿真结果表明,该控制器是有效的且具有很强的鲁棒性,而且系统响应快且超调小。