基于能量规划的崎岖地面四足机器人平面跳跃控制

针对四足机器人传统奔跑控制方法中存在的俯仰角波动以及崎岖地形适应问题,提出了一种基于Trot具有前后脚同时支撑步态的崎岖地形跳跃控制方法。建立了步态支撑相平面运动模型,并通过虚拟模型控制,实现了躯干平面运动控制解耦。对虚拟模型中躯干的运动过程进行了能量规划,计算出纵向虚拟位置刚度,实现了跳跃周期控制;通过水平方向虚拟力的比例控制实现了机器人水平运动速度控制;采用大位置误差增益的PD控制方法实现了躯干姿态控制,保证了跳跃过程中躯干俯仰角的稳定。在虚拟物理仿真环境中建立了四足机器人的平面虚拟样机,对控制方法进行了仿真实验以及在假设条件不满足情况下的鲁棒性测试,仿真实验结果表明了该方法对跳跃控制的有效性。     

月球探测机器人及其关键技术浅析

参考国内外月球探测的现状,对月球探测机器人的关键技术进行了分析;根据月球探测机器人的任务要求,提出了开发我国月球探测机器人系统的具体实现方案,在该方案中,采用“虚拟样机”技术,建立一个集三维实体设计、动力学建模、控制、可视化仿真于一体的虚拟月面计算机仿真环境,对月球机器人的静国学、运动学以及动力学进行仿真研究,为月球探测机器人结构参数、动力学参数及控制算法的优化提供了设计参数和验证场所;针对月面的复杂环境,提出建立一套智能传感系统的思想,从而实现机器人在复杂、未知的环境中的自主导航与控制。     

挖掘机器人虚拟样机建模策略与仿真技术研究

为了全面分析挖掘机器人的综合性能,提出基于数字化虚拟样机的虚拟测试评估方法.以一台3.5 t试验型挖掘机器人为对象,系统研究挖掘机器人虚拟样机的子系统建模及模型集成技术.利用Pro/E和ADAMS软件建立机械子系统、液压子系统、伺服控制子系统、节能控制子系统以及土壤挖掘阻力模型,并在ADAMS环境中利用参数关联和模型集成技术,将各个子系统模型集成,构成机电液一体化的挖掘机器人虚拟样机模型.最后通过实验证明了样机模型的精确性.该集成样机模型能够代替实际物理样机对各个子系统的性能进行仿真分析,并从系统的角度对挖掘机器人的性能进行综合评估,提高了产品开发速度和精度,降低了开发成本.     

全方位移动下肢康复机器人的虚拟样机建模和仿真

通过对全方位移动康复机器人的运动学和动力学分析,建立机器人的动力学控制模型,同时采用虚拟样机技术建立机器人多刚体动力学三维模型,并通过定义输入输出变量及其接口,与Matlab软件进行机电一体化联合仿真．通过仿真表明康复机器人数学模型的正确性．     

基于虚拟现实的遥操作机械臂三维预测仿真

首先介绍机器臂的基本模型，然后阐述基于虚拟现实的遥操作机器人系统结构，提出运用VRML—JAVA技术在微机上对关节型机械臂进行运动仿真研究．结果表明：在机器人遥操作中，应用虚拟现实技术可以预测显示机器人的运动轨迹，实现对远端机器人进行预测控制。     

基于六轴工业机器人的虚拟仿真教学系统开发与应用

以工业用六轴机器人为研究对象,分析其结构组成及运动特性,并完成六轴工业机器人的三维建模。在Unity3D虚拟仿真环境中集成三维仿真模型,实现了对模型的运动控制。设计开发了一种六轴工业机器人虚拟仿真教学系统,并实现了系统网站部署访问。该六轴工业机器人虚拟仿真教学系统能够为相关实验教学提供辅助支撑。     

基于中间件技术的多机器人遥操作的虚拟环境

当操作者通过Internet网络控制远端机器人时,结构合理的虚拟操作环境可以增强远程控制能力,良好的网络通信能力可以保证操作意图的有效性.首先阐明了虚拟操作环境在多机器人网络遥操作系统中的重要作用,然后分析了以CORBA(公共对象请求中介体系结构)/Java技术融合为基础的中间件技术的特点,及其在实现分布式虚拟环境过程中的通信作用.在进行虚拟环境(VE)结构分析的基础上,通过定义VE中的客户类和服务器类,利用统一建模语言(UML)图形化表达了VE框架的内在关系.通过在VE中实现销孔装配实验,表明通过融合CORBA/IIOP的网络互操作性和Java的可移植对象结构,可以有效实现网络对象通信;所建立的VE具有良好的人机交互能力,可以保证操作者预期的操作要求和在Internet网络中实现多操作者实时协作和并行操作能力.     

仿生八自由度四足机器人仿真与结构设计

介绍一种四足机器人,在SolidWorks中建立模型,采用虚拟样机、机械系统动力学自动分析软件ADAMS对四足机器人进行仿真研究,利用仿真研究的结果采用现有零件搭建实体.利用美国国家仪器公司的嵌入式系统myRIO搭载双核ARM9来控制舵机和传感器,进而控制四足机器人的八个关节,实现四足机器人的前进、后退、左转、右转等基...     

教育机器人三维软件系统的设计与实现

在中小学教育机器人领域,引入并实现了教育机器人的虚拟制造,实现了教育机器人的三维流程图编程和基于虚拟现实技术的教育机器人作业的动态仿真.首先介绍系统的设计目标,详尽阐述基于OpenGL的虚拟现实技术设计教育机器人系统软件.其次实现了教育机器人的虚拟制造、三维作业编辑和仿真,具体展示了系统软件的功能,最后对于系统工作做了总结.     

教育机器人三维软件系统的设计与实现

在中小学教育机器人领域,引入并实现了教育机器人的虚拟制造,实现了教育机器人的三维流程图编程和基于虚拟现实技术的教育机器人作业的动态仿真.首先介绍系统的设计目标,详尽阐述基于OpenGL的虚拟现实技术设计教育机器人系统软件.其次实现了教育机器人的虚拟制造、三维作业编辑和仿真,具体展示了系统软件的功能,最后对于系统工作做了总结.     

基于虚拟现实语言的机器人三维仿真系统软件

结合虚拟现实技术的软件平台VRML语言,对机器人三维仿真模型进行了分析和建模;用VRML语言和JAVA语言编写了一个三维机器人仿真系统,对机器人运动学正问题、运动学逆问题、轨迹规划以及环境状况进行了三维仿真;对遥操作机器人的仿真进行了网络传输模拟,并对遥操作机器人与虚拟现实的技术结合的前景进行了展望。     

图形机械手碰撞检测简化算法

参考较为成形的基于包围盒层次的碰撞检测算法,针对本系统液压伺服机械手的特有结构,采用一种简单易行的线面关系、面面关系算法来实时处理图形机器人与待操作对象的精确碰撞检测,最后通过实验验证了该算法的有效性。结果表明:所提出的碰撞检测模型具有计算量小,速度快以及易于编程实现等优点。解决了遥操作工程机械手的在线实时仿真问题,可以较好地应用于简单的虚拟现实系统。     

手臂机器人网络教学实验系统的服务器设计与开发

介绍了一个以手臂机器人为实验对象的远程实验教学系统,主要介绍系统服务器的设计与开发技术.该系统采用B/S三层体系结构模型,主要提供了远程监控、仿真和记录检索的实验功能.通过校园网,用户可以远程访问本系统进行远程控制实验或仿真实验.做远程控制实验时,用户可以在本地选择不同控制算法和提交控制参数,实现对手臂机器人的远程控制,而且能在本地浏览器上在线观看实时的实验运动录像.该系统还可供实验者在线进行仿真实验,模拟对手臂机器人的各种控制效果;同时,还可以保存实验信息,提供历史实验数据查询.     

基于语音识别的远程机器人控制系统

利用Nuance和jTTS语音合成技术,将用户通过电话输入的特定语音转换成机器人指令,通过网络实时传输到远程机器人端,机器人控制端接收到命令,通过对命令的判断,做出相应的动作,从而实现对机器人的远程控制,该系统还可以通过网络视频软件将机器人现场视频画面实时采集、传输和在本地播放．     

Nonlinear optimal control for robotic yoyo playing

A general approach for controlling of periodical dynamic systems was presented by taking robotic yoyo as an example. The height of the robot arm when the yoyo arrives at the bottom was chosen as virtual control. The initial amplitude of yoyo could be mapped to the desired final amplitude by adjusting the virtual control. First, the yoyo motion was formulated into a nonlinear optimal control problem which contained the virtual control. The reference trajectory of robot could be obtained by solving the optimal problem with analytic method or more general numerical approach. Then, both PI and deadbeat control methods were used to control the yoyo system. The simulation results show that the analytic solution of the reference trajectory is identical to the numerical solution, which mutually validates the correctness of the two solution methods. In simulation, the initial amplitude of yoyo is set to be 0.22 m which is 10% higher than the desired final amplitude of 0.2 m. It can be seen that the amplitude achieves the desired value asymptotically in about five periods when using PI control, while it needs only one period with deadbeat control. The reference trajectory of robot is generated by optimizing a certain performance index; therefore, it is globally optimal. This is essentially different from those traditional control methods, in which the reference trajectories are empirically imposed on robot. What’s more, by choosing the height of the robot arm when the yoyo arrives at the bottom as the virtual control, the motion of the robot arm may not be out of its stroke limitation. The proposed approach may also be used in the control of other similar periodical dynamic systems.     

基于Java的网络化虚拟示波器的实现

基于Java,通过TCP/IP通讯协议进行数据的网络化传输,利用多线程技术实现对示波器的虚拟仿真.虚拟示波器可以作为网络化测控系统组件模块,广泛应用于设备远程监控,故障诊断及设备维护等领域.     

实现机器人语音远程控制的研究

该文建设性地提出基于分布式组件技术(DCOM)构建多层网络化机器人远程控制系统，利用分布式组件技术实现了机器人的远程控制和网络共享。通过对语音识别技术的研究，在引进IBM ViaVoice语音识别的基础上，使语音识别技术与机器人控制系统有机结合实现机器人语音识别与控制。结合DCOM和IBM ViaVoice两者技术可以实现语音远程控制，使声音通过网络加以延伸，使控制者离开机器人嘈杂的操作环境，对远距离的机器人进行语音控制，使语音识别率得到很大的提高。     

基于VR的家庭机器人建模

为了缩短研制周期和降低开发成本,引入虚拟样机模型来设计家庭机器人仿真系统．利用三维实时场景建模技术在SGI工作站上建立虚拟家庭环境和虚拟家庭机器人的实体模型,推导了差速移动机器人的运动学模型,并完成了家庭机器人在虚拟家庭环境中漫游的仿真试验．结果表明,将虚拟现实和机器人学相结合是机器人研究的一种有效手段．     

基于ADAMS和MATLAB的两足机器人的步态联合仿真

为提高两足机器人的设计效率,降低设计成本,验证步态规划的正确性,在研制两足机器人物理样机前,应对其进行虚拟样机仿真.首先在ADAMS环境中建立简化的两足机器人动力学模型,然后在Matlab/Simulink中建立控制系统,最后利用二者之间的接口实现基于ADAMS和MATLAB的两足机器人的步态联合仿真,在仿真过程中观察两足机器人的行走过程,验证设计方案的正确性,为其物理样机的研制提供依据.     

基于虚拟现实技术的机器人仿真设计研究

随着科学技术的快速发展,机器人仿真技术也在不断进步,控制代码及仿真设计的改进与扩展,为机器人的实际应用提供条件。现代信息技术利用C++编程的方法构建虚拟现实空间,使机器人在原型设计上实现了其虚拟现实行走、跳跃、翻滚等一系列动作,为机器人仿真设计提供参考,并且根据模拟结果改进并完善机器人控制操作,从而满足用户自由拓展的空间。