军用地面机器人在核生化防护中的应用研究

随着现代战争的实际需求越来越多,以及未来战争策略的发展变革,军用机器人越来越多的被用于执行各种任务,对军用地面机器人的研究也越来越受关注.本文介绍了军用地面机器人的发展概况,结合目前国外应用最广泛、技术成熟度最高的Talon军用地面机器人的性能和特点,研究了军用地面机器人在核生化防护中的应用.分析表明:军用机器人能够较好的替代作战人员执行核生化侦测、防护和洗消的相关任务,使作战人员尽量的避免遭受核生化沾染的危害.     

遥操作空间机器人地面实验系统的集成与研究

主要对遥操作空是机器人地面实验系统的设计及基本结构进行了系统分析。同时对柔顺控制、共享控制及力反馈控制等关键性技术进行了探讨。     

基于地面反力的双足机器人期望步态轨迹规划

提出了一种基于地面反力的双足机器人期望步态轨迹规划方法。通过D Alembert定理推导出地面反力与机器人关节运动之间的数学关系。结合ZMP（零力矩点）稳定性原则和其他物理性约束条件,给出了双足机器人期望步态轨迹。受人类行走的启发,采用模糊策略来规划期望ZMP轨迹。该方案与传统的双足机器人步态轨迹生成方法比较,可实现稳定的行走,具有上体的运动范围小,适用于单、双脚支撑期等优点。双足机器人的实验说明了该方案的可行性和良好性能。     

砂卵石地层盾构施工引发的滞后地面塌陷机理

针对砂卵石地层盾构施工地面突发塌陷频发的情况,结合成都地铁1、2号线地面塌陷实例,研究了盾构施工引发的滞后地面塌陷机理;分析了砂卵石地层地质条件,利用大型三轴剪切试验获得其力学特性;选用颗粒离散元法进行数值计算,通过三轴数值试验标定了土体的细观参数;通过数值计算模拟了开挖面失稳和空洞向地表移动。研究结果表明,当开挖面支护压力较小时,位移大于0.1m的颗粒接触力极低,该区域的土体孔隙率变大、力学性质也降低,该区域是开挖面失稳区,掘进过后将在盾构上方形成空洞;砂卵石层开挖面上方土体成拱作用明显,即使土层内部形成空洞,也不会立刻引起地面塌陷,这是地面滞后塌陷的重要原因。     

履带机器人基于时频特征与PCA-SVM的 地面分类研究

为了提高履带机器人对地面分类的准确率,提出一种基于时频特征和PCA-SVM的地面分类方法。对振动信号采用时域幅值和现代功率谱分析同时进行时频特征提取,并运用主成分分析法(PCA)进行时频特征的融合和简化,然后利用LIBSVM中的一对一支持向量机(SVM)程序,实现地面识别分类。控制履带机器人以2种速度在5种不同的地面上行驶,利用其上安装的惯性导航传感器采集3个方向直线加速度和三轴的角速度信号,采用本文算法和单一特征分类算法对信号分别进行时频特征处理与地面分类试验。结果表明,本文算法在机器人速度0. 02m/s时可得到更好的分类效果。该方法可为履带机器人实现更有效的地面环境感知和自身在最佳状态下的导航控制运行提供技术支持。     

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。     

建筑机器人的研究与应用

建筑机器人的开发与应用是机器人技术最主要的研究领域之一.在20世纪90年代,国际上这方面的研究主要集中在具有完成某些机械运动和实现一些自动化功能的机器人的开发.随着信息技术基础的不断发展与完善,建筑机器人的研究方向也有了新的变化:更偏重于“软机器人技术”研究与开发.将“硬机器人技术”与“软机器人技术”相结合并协调发展成为该领域的一个长期目标.本文结合典型范例阐述了目前国际上建筑机器人的发展状况,以及未来发展趋向.     

仿生六足机器人的设计研究

对六足机器人的全方位步态进行了探讨,分析其机身的稳定性,爬坡能力、越沟能力等运动性能.采用的曲柄滑块机构,使其足部落足点的轨迹离散化,使其对地面具有良好的选择性.     

机器人三维图形仿真系统的设计

本文阐述了机器人三维动画仿真系统Ｒ３ＤＡＳＳ的设计原理，根据形体建模中综合代数法与离散法的优点，提出了ＤＡ法，兼顾了精确造型的可能性和运动仿真的实时性，同时结合造型系统的情况，提出了一种运动学方程的建立方案，避免了繁琐的输入Ｄ－Ｈ参数的步骤及矩阵求逆运算。     

城市地区管道渗漏引发地面塌陷成灾机理的CFD-DEM联合计算模拟分析

近年来,城市地区地面沉降和塌方事故频繁发生,管道渗漏是导致此类事故的主要因素之一.当管道破裂时,管道内流体为重力流,管道周围土体会被冲蚀进管道,最终导致沉降或地面塌陷.为探讨管道渗漏时土体在水流作用下的迁移过程,基于计算流体动力学(CFD)和离散元(DEM)理论,提出一种Fluent和PFC联合计算数值模拟方法.采用颗...     

场地平整施工方案设计方法

介绍用三角形网格法确定场地平整设计平面的原理和用线性规划计算调整设计平面后非平衡土方调配方案的方法，并用电子表格软件Excel进行实例设计计算，该法基础数据输入量小，调整和试算速度快，结果准确，符合工程实际，可满足工程需要。     

基坑降水的设计与施工

在对辽河油田沈阳采油厂污水处理厂降水工程设计与施工中,采用了深层搅拌桩、帷幕阻水墙阻水技术,解决了基坑降水、地下水位高不能施工及周围建筑物沉降的问题。     

气动三自由度并联机器人设计与仿真分析

为了设计一种具有良好运动学性能的并联机器人,以基于气浮无摩擦缸驱动的3-UPU并联机器人为研究对象,对其进行运动学建模以及工作空间、动力学仿真分析。通过三维建模软件设计3-UPU并联机器人物理模型;根据机器人几何关系推导其运动学方程并基于数值解法得到该机器人的工作空间;采用遍历法求解机器人各支链旋转角度范围,从而得到该机器人在其工作空间的最大输出力分布情况。仿真结果表明,该机器人具有良好的运动学性能。     

移动机器人路径规划仿真平台设计

路径规划问题是智能机器人研究的关键问题之一。笔者开发了一个智能机器人路径规划的仿真平台,该系统可用作机器人离线路径规划研究。系统的路径规划器首先将障碍物体变换到位姿空间中,再在位姿空间中进行路径搜索,根据指定的机器人起始位置及目标位置产生准优化路径。主要应用时变势场法、遗传算法、栅格法3种规划算法对机器人行走路线进行了模拟。同时,提出了一个有效的引入遗传算法的（FNA）算法,并给出了仿真结果。     

空间平行四边形索环牵引并联机器人 设计与仿真分析

基于高层建筑物外墙面维护与定期清洗的实际需求,提出一种6索牵引承载机构的并联机器人设计方案.采用空间平行四边形结构构造索环,并采用4个电机驱动6根绳索,实现承载机构在水平和垂直两个方向的运动要求;建立了索环牵引并联机器人的运动学模型;分析了6根索的长度变化规律.该研究为实现索环牵引并联机器人的运动控制奠定了一定的理论基础.     

场地平整填挖面积和体积计算方法的探讨

介绍用三角形网格法确定场地平整设计平面和用三角棱柱体法计算方格的填挖面积和体积的算法和公式,该算法基础数据的输入量少,计算量小,结果准确,用微软电子表格软件辅助计算,调整和试算速度快.     

场地平整填挖面积和体积计算方法的探讨

介绍用三角形网格法确定场地平整设计平面和用三角棱柱体法计算方格的填挖面积和体积的算法和公式,该算法基础数据的输入量少,计算量小,结果准确,用微软电子表格软件辅助计算,调整和试算速度快.     

特大型桥梁施工的三角高程控制测量

以自动型全站仪的自动目标识别技术为硬件基础进行跨河三角高程试验,采用严格同步对向观测消除大气折光影响,设计观测路线构成具有外部检核条件的跨越四边形,根据精度分析提出新的定权方法.试验结果:1080米跨径的跨河三角高程达到±0.7mm的精度.     

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。     

自由空间光通信ATP地面模拟系统研制

自由空间激光通信技术研究关键的步骤之一是通过其地面实验演示系统研究各项关键技术和整体优化技术,并验证它们的性能。文中描述了该地面实验演示系统的一个关键分系统-捕获、跟踪、瞄准(ATP)系统的设计、预期达到的性能和未来升级的设想。