生物芯片点样机器人系统设计

点样机器人是生物芯片制备的关键设备之一。设计了一种接触法点样机器人系统,实现了低成本、高精度、高速度和高通量的生物芯片制备过程的自动化。经实验验证,该机器人的精度和稳定性均达到了较高的水平。     

可满足微创手术灵活工作空间的混联机器人研究

针对微创手术对机器人提出的高灵活性要求,设计出一种具有混联结构的微创外科手术机器人,并通过灵活工作空间分析进行结构优化。为合理布置手术切口及规划手术路径,利用末端手术工具服务球和服务区进行工作空间灵活性分析,通过数值解得到混联机器人工作空间内任意点的灵活度,并绘制出工作空间水平截面灵活性分布图,为手术切口位置和工具杆末端运动路径提供工作数据;再以工作空间水平截面灵活度大于0.85的灵活点数目作为评价指标,定量分析了姿态机构腕关节转角范围及手术工具杆长度对灵活性的影响,为微创外科混联机器人的结构优化提供了计算依据。仿真对比和优化后的实物实际运动结果均证明了该混联机器人可满足微创手术的灵活性要求。     

基于D＿Star算法的巡检机器人路径规划优化研究

随着施工现场巡检机器人的广泛运用,由巡检机器人与工作空间碰撞造成的问题是导致建筑施工场地产生安全风险的重要因素.避免或减少巡检机器人的空间碰撞问题对降低施工场地的安全风险具有十分重要的意义.论文在施工场地工作空间类型分析和巡检机器人对施工活动的干扰权重分析的基础上,开展了D_Star算法优化研究,提出了一种基于D_Star算法的路径规划优化方法,利用D_Star算法获得了机器人完成位移任务的最优路径并与Bug2算法的模拟实验结果进行了分析比较.研究结果表明:D_Star算法在运算速度和复杂环境的适应程度均优于Bug2算法.D_Star算法计算的最优路径充分考虑了巡检机器人在无法避免与工作空间产生碰撞时对施工活动的干扰,降低了干扰程度,从而也降低了可能发生空间碰撞事故的概率和安全风险,对提高施工场地的安全管理水平和效率具有实际应用价值.     

基于伪最小平移距离的机器人避障研究

针对机器人在非自由工作环境中的运动问题,需要对机器人与工作空间中的障碍物进行碰撞检测,并规划出无碰撞的运动路径。首先采用了伪最小平移距离作为计算空间几何体之间相对位置的距离函数,并通过伪最小平移距离确定机器人与障碍物嵌入最严重的点,然后采用假设-修正法对机器人运动路径进行重新规划、反复迭代从而生成一条无碰撞的运动轨迹。最后对冗余度为1的平面三自由度机器人碰撞问题进行了轨迹规划的仿真,结果表明该方法对于检测类似机器人手臂等凸体之间的距离及无碰撞路径生成是有效的。     

机器人路径规划方法的研究现状与展望

移动机器人研究中的一个重要领域是机器人路径规划方法,它分为环境信息完全已知的路径规划和环境信息完全未知或部分未知的路径规划,通过对机器人路径规划方法研究现状的分析,指出了各种方法的优点及不足,并对其发展方向进行了展望。     

室内智能移动机器人ZigBee无线网络定位技术

针对目前室内机器人定位方法不能同时满足定位精度、定位范围和复杂环境条件下定位的情况,提出了一种利用ZigBee无线网络、基于接收到信号强度测距的定位方法。研究通过搭建一个ZigBee无线网络室内定位系统,实时提供机器人的位置坐标,为机器人实现路径规划提供保障。通过实验对定位系统中的各项参数进行标定,并分析了影响定位精度的因素。实验结果表明,ZigBee无线网络定位系统在室内复杂环境下可实现定位,在无障碍物的条件下精度可达到0.25 m,可以满足室内机器人的定位精度要求,定位范围可根据实际需求进行扩展。     

基于粗糙集移动机器人微种群路径规划算法

针对机器人的路径规划,提出了一种将粗糙集和微种群遗传算法相结合的路径规划算法.该算法采用栅格法划分机器人的工作空间,十进制路径编码方式.在粗糙集生成初始路径的基础上,通过运用微种群遗传算法对这些初始路径进行优化后,得到了一条最优或近似最优路径.在Matlab环境进行的机器人路径规划仿真实验中,笔者用到的微种群遗传算法与一般遗传算法相比,具有优化效果明显,环境适应性强等优点,能够有效地提高机器人路径规划速度,结果表明作者提出的方法是正确和有效的.     

6-PTRT并联机器人工作空间分析

针对6-PTRT并联机器人,基于运动学逆解分析了对工作空间起约束作用的各限定因素,应用三维边界搜索法对工作空间进行空间内的搜索,然后通过MATLAB软件进行仿真,使工作空间形状及分布特点得到可视化;应用极坐标搜索法进行了工作空间体积的求解。采用控制变量法,通过分析各结构参数与工作空间的关联性,明确了各结构参数对工作空间分布及体积的具体影响。这对6-PTRT并联机器人结构设计和实际应用具有重要的指导意义。     

基于粗糙集移动机器入微种群路径规划算法

针对机器人的路径规划，提出了一种将粗糙集和微种群遗传算法相结合的路径规划算法，该算法采用栅格法划分机器人的工作空间，十进制路径编码方式，在粗糙集生成初始路径的基础上，通过运用微种群遗传算法对这些初始路径进行优化后，得到了一条最优或近似最优路径，在Matlab环境进行的机器人路径规划仿真实验中，笔者用到的微种群遗传算法与一般遗传算法相比，具有优化效果明显，环境适应性强等优点，能够有效地提高机器人路径规划速度，结果表明作者提出的方法是正确和有效的。     

复杂环境下解决势场法局部极小问题的路径规划方法

多年来势场法路径规划的局部极小问题就一直被广泛关注,针对人工势场法所固有的缺陷提出了一种改进的移动机器人路径规划方法.方法利用膨胀与腐蚀算法对机器人的工作空间进行预处理,来优化工作环境,并使用改进的势场法进行机器人导航,以改善其运动轨迹;另外通过设置子目标点使陷入局部极小的机器人快速"逃离"极小状态.仿真结果表明本文算法在复杂环境下解决机器人路径规划的局部极小问题是有效的.     

车辆电控系统中嵌入式数据采集技术

探讨了一种嵌入式车辆电控系统内部的数据采集技术 .通过与电控系统并行工作的方式 ,采集电控系统的各种数据 ,从而为电控系统的开发提供一种非常有效的分析手段 .一方面能够大大加快电控系统的开发进度 ,另一方面该技术也是电控系统网络化故障诊断的基础技术 .该技术的关键是采用多种定时中断 ,包括采样完成中断、定时采集中断、通信中断、实时多任务中断技术等 .本技术通过在车辆自动换档系统中的成功应用 ,证明了该技术非常有效     

工序的时间波动在离散制造过程中的传播机理

为了分析离散制造过程中工序的时间波动对作业计划的影响,对工序的时间波动在生产过程的传播机理进行了研究.通过分析工序之间的关系,提出工序关联模块的概念,生产过程可以通过16类工序关联模块组合而成;分析工序的时间波动在工序关联模块中的传播机理,得出工序的时间波动在每类工序关联模块中传播的流程.工序的时间波动通过关键偏差工序传输到其他工序流程中,分析工序的时间波动在生产过程中的传播机理,关键在于找到每个工序流程中的关键偏差工序.应用实例表明：工序的时间波动可以通过算法快速确定,其传播机理是研究离散制造过程动态调度的基础,其算法能较好的满足实际生产调度的需要.     

多无人机协同编队飞行控制研究现状及发展

无人机在军事和民用应用上越来越广泛,为使无人机能够更好地发挥作用,需要采用多无人机编队飞行控制来实现协同侦察、作战、防御及喷洒农药等任务.多无人机协同编队控制技术主要包括信息感知技术、数据融合技术、任务分配技术、航迹规划技术、编队控制技术、通信组网技术和虚拟/实物验证实验平台技术等.首先对国内外多无人机编队相关技术的现状和进展进行综述,然后重点对多无人机编队控制方法进行分析,并对队形设计、队形调整和队形重构等问题进行归纳总结,最后对多无人机协同编队所面临的机遇和挑战进行了展望.结果表明:目前多无人机编队飞行理论方面取得了丰硕成果,但是实物飞行试验仅能实现简单通信环境下的协同编队飞行,任务分配和航迹规划实时性不高,控制方法应对突发情况鲁棒性低,多机多传感器协同感知能力不足,欠缺对实体的仿真实现,未来的研究方向应是突破上述关键技术的不足,开展复杂感知约束和复杂通信环境下的多无人机协同编队飞行研究,提出更加有效的控制方法,并进行多无人机实物编队飞行试验,使无人机能够更好地完成既定任务.     

航空发动机复杂曲面零件数控加工刀具轨迹规划研究分析

整体叶盘等复杂曲面零件是航空发动机中的核心零件,其数控加工技术中的关键是刀具轨迹的规划技术.本文针对当今国内外复杂曲面的数控加工刀具轨迹规划的研究现状和发展进行了分析.主要对复杂曲面数控加工中三种主要刀具的轨迹规划进行了对比分析,并对刀具轨迹规划中的关键技术进行了分析,包括：轨迹拓扑、轨迹参数、干涉避免和刀轴控制的算法理论和适用特点,并对刀具轨迹规划中的曲线插补和刀具组合方向进行了分析和展望,为后续研究提升零件数控加工效率和质量打下了基础.     

搜索双安全边缘点的实时路径规划方法研究

针对未知不确定性环境下机器人路径规划的特点,提出了基于搜索双安全边缘点的实时路径规划新方法.该方法从有限的实时环境信息中搜索躲避障碍物和保证机器人到达目标点的双安全边缘点信息,并结合启发式算法,实现了基于双安全边缘点的实时路径规划.机器人的实际工作环境是十分复杂的,要求路径规划算法有较高的适应能力,特别在u型环境中要求算法能够脱离死区.仿真实验在2种U型环境和复杂环境中进行,仿真结果表明,该方法具有反应灵敏、实时性好的特点,对不确定环境具有良好的适应性,能够实现未知复杂环境下的路径规划.     

基于路径遍历的汽车电路推理模型的建立

电路推理模型是汽车电路维修仿真培训系统的核心.用图算法建立汽车电路的网络拓补关系,采用深度优先的路径遍历算法,对网络进行整体遍历和局部遍历,获取电路在正常状态和故障状态下的工作情况,基于这一原理,提出了一种新的电路推理模型的建模方法,在此模型的基础上,实现了电路的动态演示、故障设置、电流路径分析、模拟故障诊断等功能.给出了电路矢量图形系统的建立、有向图的构造、路径搜索以及数据传递等几个关键问题的解决办法.从电路网络关系出发,提出在矢量图形系统中设置故障边,由此实现了电路故障的模型描述.     

基于搜索的RSSI节点定位算法

节点定位是无线传感器网络中的关键技术.该文通过对无线电传播路径损耗模型的分析,并以锚节点之间的信息作为参考,提出了一种基于搜索的RSSI定位算法.该算法由RSSI测距,定位计算和循环搜索求精三阶段组成,计算简单,通信开销小,节点定位精度较传统三角形定位算法有一定的提高,具有普遍的应用意义.     

基于Matlab的跳频系统的仿真

跳频系统是一种典型扩展频谱通信系统,它在军事通信、移动通信、计算机无线数据传输和无线局域网等领域有着十分广泛的应用。本文介绍了跳频系统的基本工作过程,并利用Matlab中的Simulink仿真系统实现跳频系统的仿真和分析,达到了预期的效果。     

基于模拟退火算法的机器人路径规划与研究

机器人技术作为20世纪自动控制领域的一项伟大成就已经取得了长足的发展,移动机器人也越来越多地应用到了各个行业中。移动机器人具有高度自规划、自组织和自适应能力,适合工作于复杂的非结构化环境中。本文以自主移动机器人为背景,着重对其关键的路径规划技术进行研究和探讨。     

无线传感网密钥管理方案分析比较

WSN 由于设置方便、设备位置灵活等优势在现实中被广泛应用。但WSN 采用公开访问的无线通信信道以及网络安全路由协议的缺陷使WSN 面临巨大的安全威胁。在文章中首先分析了选择网络安全协议考虑的因素,随后介绍了基于分布式、集中式、分散式三种安全机制的工作原理及其代表算法,最后通过在MATLAB 模拟实验比较了各自的性能,实验证明基于分散式密钥分配方案CKP 算法在不同环境中性能优于其他两种方案。