哈工大诞生一批具有自主知识产权的机器人

哈尔滨工业大学研制出具有自主知识产权的码垛机器人、管道机器人、爬壁机器人、智能服务机器人、医疗机器人、微小机器人等数十种应用于不同领域的机器人，在机器人领域取得了多项研究成果，达到了国际先进水平。     

水下机器人覆盖式作业区探测方法

对水下机器人作业区探测这一特定问题进行了理论分析，针对目前覆盖式路径规划方法存在的不足，提出适用于本文任务要求的水下机器人覆盖式作业区探测方法，设计了基于模糊控制规则的水下机器人作业区探测策略。该方法不需环境模型，解决了传统的覆盖式路径规划方法不能用于未知环境的局限性。仿真结果验证了所提方法的有效性和可行性。     

月球探测机器人的系统建模

为准确描述和有效分析机器人系统，提出了一种将面向对象技术与Petri网相结合的月球探测机器人系统建模方法，既保持Petri网对离散事件系统的准确描述性和直观性，又利用面向对象的自然性、易理解性、可重用性和可扩充性．月球探测机器人可利用该模型对系统性能进行分析和故障预测．     

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。     

可重构机器人研究和发展现状

分析了可重构机器人研究和发展现状,对有代表性的可重构机器人作了较详细的介绍,根据可重构机器人的应用背景,指出了可重构机器人研究的必要性。     

面向任务的可重构模块化机器人构型设计

为解决可重构模块化机器人在应用时如何找到合适的构型来满足特定任务的问题,提出一种面向任务的可重构模块化机器人构型多目标优化方法．讨论该模块化机器人系统的基本结构,包括主要的模块和控制系统的组成结构;在任务描述的基础上,给出模块化机器人构型设计的优化模型和流程;针对特定的攀爬任务和操作任务,对模块化机器人的构型进行优化设计．仿真验证了该方法的可行性和有效性．该方法具有面向任务和多目标优化等特点,涵盖了自由度、可达性、耗能等多方面的性能优化,适用于模块化机器人的构型设计．     

新型可重构机器人逆运动学的研究

提出新的模块建模方法,通过新的建模方法,可快速搭建机器人的运动学模型．将机器人在目标点的工作位形分解成有限个构形平面的方法,通过对分解的平面构形的工作空间描述,进行构形平面间的姿态和位置匹配,从而找到机器人的数值逆解．通过对采用基本模块搭建的八自由度机器人构形的运动学实例仿真,验证了该方法的可行性．     

可重构模块化机器人分布式控制算法研究

可重构机器人是基于一套事先设计好的模块，并根据特定任务的要求选择的一组模块装配成的机器人。为了实现快速重构，可重构模块化机器人不仅要实现机械结构构形的快速重构而且要实现控制系统的快速重构。根据多Agent理论中协商合作机制和机器人结构的分布性，可重构模块化机器人采用基于多Agent的分布式体系结构。利用微分运动理论提出了一种分布式控制算法，它能够适应三维空间的控制要求，从理论上证明了这种算法的收敛性。     

一种可重构机器人运动学求解方法

针对可重构机器人没有统一的运动学求解形式问题,提出通过构形平面匹配方法求解可重构机器人的运动学.采用改进形式的D-H建模方法,可自动形成可重构机器人运动学模型;将机器人在目标点的位形分解成若干个构形平面,通过三级构形平面的匹配,可求得具有单一串连形式可重构机器人运动学逆解;对搭建的6自由度机器人和8自由度机器人构形的运动学进行实例仿真.仿真结果表明,采用有限个构形平面匹配方法能够求解出可重构机器人运动学,验证了算法的正确性和实用性.     

“昆虫机器人”探测土壤汞污染

意大利科学家研制出一种身材小巧且效率更高，并可探明土壤汞污染的“昆虫机器人”。     

基于柔性化工作的可重构机器人系统设计

根据柔性化作业的需要,设计了一种新型的可重构机器人模块系统。先按功能要求对可重构机器人模块进行划分,并设计了各模块相应的机械结构。然后基于可重构机器人的模块特性,设计了单模块的控制系统,并且重构后的机器人控制系统采用分布式控制结构。最后进行了机器人的运动实验,结果验证了系统的可行性。     

基于柔性化工作的可重构机器人系统设计

根据柔性化作业的需要,设计了一种新型的可重构机器人模块系统。先按功能要求对可重构机器人模块进行划分,并设计了各模块相应的机械结构。然后基于可重构机器人的模块特性,设计了单模块的控制系统,并且重构后的机器人控制系统采用分布式控制结构。最后进行了机器人的运动实验,结果验证了系统的可行性。     

新型可重构机器人分布式控制方法的研究

基于可重构机器人的机械、电气、驱动的模块化特点,建立机器人分布式控制系统.提出了分布式控制算法,采用变步距的方法,提高算法的迭代速度和精度;通过微分凑整的方法,解决模块运动抖动问题;提高模块的智能判断力,减少迭代的时间,提高控制的效率.基于算法规划控制的工作过程,最后进行仿真试验,验证可重构机器人分布式控制的实用性和可行性.     

基于D-S证据理论的月球探测机器人的信息融合

为解决传统的D—S理论在判别传感器数据之间的相互关系时过于绝对化和经验化的问题，引入了互信因子的概念，用于表示不同证据间的相互支持程度，提高决策的可靠性．采用D—S证据理论实现了月球探测机器人的信息融合，并以障碍物检测为例进行了验证，实验结果表明了该方法的可行性和有效性。     

可重构机器人构形平面的工作空间研究

采用构形平面匹配的方法进行可重构机器人运动学求解时,构形平面的工作空间求解是一个关键问题.为此,提出了一种基于构形平面的工作空间表示方法.首先建立可重构机器人基本模块的运动学模型,根据基本模块的运动学模型按照构形平面划分规则划分可重构机器人工作构形,然后研究典型构形平面的工作空间,找到快速、相对简洁的工作空间表示方法.最后,通过实例进行验证工作空间表示方法的有效性和可行性.     

多运动态可重构轮履复合式机器人机械设计

针对复杂的室外地形特征,结合轮式、履带式移动机构的运动优点,提出并研制一种可重构的具有多种运动模式的轮-履复合机器人.该机器人由控制单元、两个相同的可重构车轮、翻转机构和车体组成,具有轮式、履带式、翻转式3种运动模式.轮式工作形态,机器人为两轮机器人,运行速度快,可全方位运动;履带工作状态,机器人可以适应砾石地、沙地、草地等多种复杂地形,具备较强的越障能力;翻转工作状态,履带轮整体翻转,可跨越栏杆等垂直障碍.机器人轮-履转换由车轮内部的并联四连杆机构实现,可根据地面特征选择运行模式,根据障碍类型选择越障方式.在建立运动学和力学模型的基础上,结合数字仿真方法对结构进行了参数化研究,此设计方法优化了转换机构的运动轨迹,降低了对驱动电动机的性能要求,提高了电动机的使用效率.试验表明,机器人可通过调整自身机构以合理的运动模式通过沙地、草地等路面环境,攀越阶梯和栏杆等复杂障碍,具有良好的环境适应性和越障性能,验证了该移动平台系统设计的合理性.     

动态约束下可重构模块机器人分散强化学习最优控制

基于ction-critic-identifier(ACI)与RBF神经网络,提出了一种外界动态约束下的可重构模块机器人分散强化学习最优控制方法,解决了存在强耦合不确定性的模块机器人系统的连续时间非线性最优控制问题。文中将机器人动力学模型描述为一个交联子系统的集合,基于连续时间MDPs性能指标,结合ACI与RBF神经网络,对子系统最优值函数,最优控制策略及总体不确定项进行辨识,使系统满足HJB方程下的最优条件,从而使可重构模块机器人子系统渐进跟踪期望轨迹,跟踪误差收敛且有界。采用Lyapunov理论对系统稳定性进行证明,数值仿真验证了所提出的分散控制策略的有效性。     

全球市场重构探测

2013年的世界经济,正面临着一场前所未有的国际贸易规则重构挑战。此次新～轮的制度重构将在美国的主导下展开,大部分西方国家都为新的体系投入了大量资源及精力。中国目前处在一个极其重要的战略转折点。中国的过去十年发展,主要是在自身改革的基础上充分消化了加入既有国际市场规则的结果。     

基于模糊评价的未知环境地图构建探测规划

针对未知环境信息的模糊性和不确定性,提出基于模糊综合评价决策的机器人未知环境地图构建自主探测规划方法.该方法将栅格图中的介于已知区域和未知区域边缘的前沿点按距离和可行性进行分类,选取优先级较高的类别中的点作为候选点.根据候选点与当前位置的距离、信息增益和可定位性进行模糊综合评价,以较小的计算代价决定机器人下一步的探测位姿或者某一段路径上的一系列探测位姿,从而完成对未知区域的探测,构建出准确度高的环境栅格图和特征线段图.仿真实验结果表明,该方法提高了自主探测效率,并具有很高的实时性.     

气象要素探测机器人的设计及测距准确度

将气象传感器引入到机器人系统中,自主研发了一种气象要素探测机器人,该机器人基于C8051F120内核,能够实时检测声纳、温度、湿度、气压、风速、风向等气象要素以及机器人自身的位姿,通过对位姿的判断可进一步进行自主导航和环境建模.采用中值滤波和曲线拟合,可以准确计算气象探测机器人与障碍物的距离,为进一步的研究提供了可靠保障.