足式机器人的稳定行走*

足式机器人在行走过程中,足端与地面之间的法向冲击力将影响机器人的在垂直方向上的稳定性。被动柔顺可以减小垂直冲击力但同时可引发平台持续震荡。针对该问题,设计基于足端力反馈的主动柔顺控制器,分析其对机器人垂直稳定性的影响。机器人由于机械间隙、步态、路面等因素将出现足端打滑现象,导致机器人水平方向失稳。引入摆腿回缩技术,分析摆腿回缩对机器人水平稳定性能的影响。仿真和液压足式机器人行走试验验证提出方法的有效性,提高了机器人行走过程中的垂直和水平方向稳定性。     

考虑足地作用的足式机器人环境表征与路径规划

足式机器人在行走过程中,足端与地面之间的相互作用影响机器人的地面通过情况。足地作用与地表的几何形状和地面的物理特性息息相关,因此仅基于几何特性地图进行路径规划难以满足野外环境下规避松软沙土等非几何危险的需求。针对该问题,考虑足地作用力学提出包含几何与物理特性的环境模型进行足式机器人路径规划。通过简化和统一软硬地面下的足地作用模型,提出表征地面法向松软特性和切向摩擦特性的参数化指标,结合几何特性构建更全面的环境模型。综合考虑影响机器人通过性的地面几何与物理特征,重构路径规划的优化目标,通过图搜索算法实现最优路径规划。以六足机器人Elspider为对象进行仿真和试验,验证了所提出的方法能够有效规避非几何危险,实现了更安全、通过性更强的路径规划。     

深空着陆探测足式机器人发展综述

介绍了世界主要航天大国关于深空着陆探测足式机器人的研究现状,对比分析了不同类型足式机器人的优缺点,从硬件与软件设计方面剖析了足式机器人在深空着陆探测任务中尚未工程化的主要问题.以此为基础,提炼出感知融合化技术、控制智能化技术、形态可重构技术、多机协同化技术等深空着陆探测足式机器人发展的关键技术,为中国研制深空着陆探测领...     

能效型步行机模型及其步态控制问题的计算机辅助研究

本文研究了机体坐标系型腿足机构步行机的能量效率问题, 提出了具有几个能动自由度的缩放式腿足机构昆虫姿态六足步行机模型, 研究了该模型的步态控制问题.最后, 用计算机仿真技术动态显示了该模型跨越障碍及在不平坦地面上的安全步行姿态.     

六自由度机器人在焊缝焊接应用中的路径规划

常用的机器人轨迹规划有关节空间法和直角坐标空间法,本文分析了这2种轨迹规划的特点。提出了分段二次Lagrange插值路径规划法,并进行了计算机仿真。仿真结果表明,采用分段二次Lagrange插值的方法能使机器人末端的运动轨迹平滑且能很好地逼近于给定的焊缝曲线。     

足式机器人脚的仿生结构设计

基于蝗虫脚掌在与接触面间接触时能够实现稳定附着这一优异性能,并参照轮胎中轮辋与胎圈的结合技术,设计了一种新型的具有花瓣型结构的仿生机器人脚,为机器人脚的研制提供了一种新的思路。     

足式教学机器人的模块化设计

为了使教学机器人具有开放式、可重构的结构,以满足教学需求,根据模块化设计的原则对足式教学机器人进行了模块划分和模块化设计,使各模块构成的整体结构能协调运动,使之能适应不同的教学环境,完成多变的动作任务,激发学生的创造力以及对机器人知识的浓厚兴趣和热情。     

移动机器人的运动预测控制

本文简要介绍了移动机器人的路径控制问题 ,并根据广义预测控制的概念提出了运动预测控制方法 ,对移动机器人非线性模型使用了中间变量及 EKF位置估计结果来实现预测控制     

六自由度绳索悬挂式并联机器人工作空间和鲁棒性研究

六自由度绳索悬挂式并联机器人在机械加工、物料搬运和抢险救灾等方面具有广阔的应用前景。工作空间和抗外力扰动鲁棒性是这类欠约束绳索机器人的两项重要性能指标。在绳索长度、动平台尺寸和雅可比矩阵条件数等约束下,本文研究了工作空间的体积和基于运动旋量斜率的鲁棒性与动、定平台几何构型、半径比及动平台姿态之间的关系,首次得出了工作空间的形状及其变化规律。研究结论对这类机器人的设计和使用都具有较高的参考价值。     

基于CANopen的工业机器人控制系统设计

针对工业机器人的结构和控制性能的要求,文章设计并实现了基于CANopen协议的机器人控制系统。首先介绍了控制器局域网络(CAN)的高层协议CANopen,以PCC(Programmable Computer Controller)作为控制系统的核心,用CANopen来实现PCC和伺服驱动器之间的通信;文章着重介绍了CANopen的通信方式、控制系统的整体结构以及软件系统的设计实现。在实践应用中,该技术具有广阔的推广应用前景。     

可重构模块化机器人构形设计

提出了一种基于遗传算法可重构机器人的设计方法，使用结构构形图表达可重构机器人的构形，设计了一套遗传操作算子。根据提出的设计方法设计了一个三自由度的机器人构形。     

一种足式移动机器人的混合视觉伺服控制方法

针对一种配有单目相机的足式移动机器人,提出一种基于图像单应性的混合视觉伺服方法,利用单应性矩阵中的元素构造状态变量估计估计机器人相对位姿,使机器人在缺乏深度信息的情况下可准确到达目标位姿。相较于轮式移动机器人,在足式机器人移动过程中,足式机构的间歇性运动直接影响机器人视觉反馈过程和伺服控制系统的准确性和稳定性。为解决这一问题,通过分析足式机构运动学并建立足式机器人移动速度与电机转速的映射关系,使控制器可以更准确地调整机器人运动速度。考虑到足式机构运动对视觉反馈环节的影响,提出一种改进型自适应中值滤波算法提高位姿估计精度。伺服环节设计了滑模控制器,并采用李雅普诺夫方法证明了控制系统的稳定性。最后,利用CoppeliaSim软件搭建足式移动机器人虚拟模型,通过仿真验证了所提出控制方案的可行性与有效性。     

Design for Six Sigma

The concept of implementation of Six Sigma methodology was pioneered at Motorola in the 1980s with the aim of reducing quality costs. Six Sigma methodology has evolved into a statistically oriented approach to process, product or service quality improvement. It is a business performance improvement strategy used to improve profitability, to drive out waste in business processes and to improve the efficiency of all operations that meet or exceed customers' needs and expectations. A performance level of Six Sigma equates to 3-4 defects per million opportunities, where sigma is a statistical measure of the amount of variation around the process average. The average sigma level for most companies is three sigma. The authors offer guidance as to how companies may achieve Six Sigma performance. Organisations that have adopted the principles and concepts of Six Sigma methodology have realised that once they have achieved Five Sigma quality levels the only way to surpass the Five Sigma quality level is to redesign their products, processes and services from scratch. These circumstances have led to the development of what we call today 'design for Six Sigma'. Design for Six Sigma is a powerful approach to designing products, processes and services in a cost-effective and simple manner, to meet the needs and expectations of the customer     

一种机器人动力学分析与控制方法

通过对机器人动力学模型的分析和研究，提出了一种具有直接力矩补偿和自学习功能的机器人控制系统设计方法，该法简便、直观，并且实时处理能力较好，计算机仿真结果表明，该法所引起的机器人手部位置误差也较小。     

六足步行机缩放式腿机构的机械设计

本文详细讨论了用于六足步行机器人的缩放式步行机构的选型及其结构参数的选择,给出了这种缩放机构的传动系统及机械结构的设计,为研制实用的六足步行机器人步行机构提供了设计依据。     

模块化群体机器人构型分析与自组装控制

源于社会性昆虫的自组织原理,自组装为群体机器人的协作提供了有效的行为模式。提出一种分布式自组装控制方法,并基于自主开发的新型自组装模块化机器人Sambot进行试验研究。采用构型连接状态表的方法对多个Sambot组成的集合体机器人的运动构型进行描述与分析,建立运动构型库。提出一种由种子机器人、对接机器人与连接机器人组成的分布式自组装系统,其中种子与连接机器人决定自组装规则,并控制构型增长;对接机器人没有任何目标构型与全局坐标信息,采用基于行为的控制器,实现与种子及连接机器人的的自主对接。用5个Sambot机器人成功演示了典型蛇型与4足构型的自组装试验,验证了控制算法的有效性。     

吸尘机器人视觉系统设计

在分析了国内外自主吸尘机器人研究现状的基础上,设计了一种应用于自主吸尘机器人的视觉图像采集与处理系统。首先分析了系统结构,并对系统中TMS320C6713DSP和CMOS图像传感器的应用进行了介绍,然后详细分析了图像采集控制部分。试验结果表明,系统符合自主吸尘机器人视觉的要求,同时也可供其他机器人视觉系统参考。     

六自由度机器人圆弧平滑运动轨迹规划

通过空间3点,求出空间圆弧的参数方程;根据机器人运动学转换矩阵,将空间圆弧参数方程转换到圆心所在平面内,利用7次多项式方法进行规划.通过四元数球面线性插值,对机器人姿态进行规划,得到平滑圆弧运动.     

事件触发的自适应移动机器人轨迹跟踪控制

针对纵向滑转对移动机器人轨迹跟踪控制的影响,提出了一种基于事件触发的自适应轨迹跟踪控制方法。引入自适应估计策略,通过两个滑转参数自适应估计驱动轮的纵向滑转情况,克服纵向滑转带来的运动扰动。同时结合事件触发思想,设计触发函数,降低通信频次,节约计算资源。最后,利用Lyapunov稳定性理论对系统的稳定性进行证明。仿真及实验结果表明,在纵向滑转使得位置误差最大值的均方根提升56.85%的情况下,控制系统仍能在短时间内迅速收敛,提高了运动系统的稳定性。     

移动机器人模糊控制方法研究

移动机器人的智能控制技术是基于机器视觉的移动机器人与智能车辆自主导航的关键技术之一。首先介绍了移动机器人的基本硬件组成，然后模仿人工预瞄驾驶行为，提出了移动机器人运动控制的模糊控制方法，并详细介绍了该控制器的结构组成和设计过程。实验表明：提出的模糊控制方法可保证移动机器人快速、准确地沿各种参考路径行走，且具有良好的鲁棒性。该控制方法也可用于智能车辆的自动导航控制。