自重构模块化机器人的自修复算法

设计了一种三维网格型、同构式新型自重构模块化机器人 M-cubes 系统,提出了一种基于故障模块位置的自重构模块化机器人的分布式自修复方法.此方法适用于网格型自重构机器人,能够实现对任意位置的故障模块的自修复,有效地解决故障模块处于机器人结构内部时自修复过程运算复杂的棘手问题,优化自修复过程中的运动路径.最后对模块的自修复任务进行了仿真,验证了该方法的可行性和有效性.     

基于分布式控制的自重构机器人变形策略

设计了一种形状类似立方体、运动空间为三维的称为M-Cubes的新型自重构模块机器人.提出了建立在路径规划和连接规划基础上的变形运动策略,此方法有效地解决了模块在自重构过程中计算量大的棘手问题,优化了系统在变形过程中的运动路径.最后利用Java 3D对模块的本地连接规则进行了仿真,验证了该变形方法的可行性和有效性.     

基于多智能体的自重构机器人突现控制系统平台的构建

构建了基于多智能体的模块化自重构机器人系统实验平台.在详细分析了自重构系统的主要特点的基础上,设计了一种新型的同构阵列式模块化自重构机器人M-Cubes,阐述了多智能体分布式体系的控制结构,给出了实验平台的设计策略,包括单智能体结构设计、控制系统的硬件设计、单元模块的基本运动和系统运动规划策略.利用Ja-va3D开发了一个仿真试验平台,对各种控制算法进行了仿真和测试评估.     

水下分散自重构系统虚拟原型

开发了水下分散自重构系统的虚拟原型,从模块、拓扑和构形三个层次对水下分散自重构系统进行了描述,实现了对其运动和自重构过程的动力学仿真,并通过3D方式实时显示仿真与分析结果。利用该虚拟原型分析了系统的多种步态和自重构过程,说明虚拟原型可以为系统自重构策略提供直观可信的设计和测试手段。相对于实物样机,虚拟原型也具有低成本和易扩展的特点。     

可自修复的模块化机器人对接系统设计

研究了新型网格型三维运动空间自重构模块机器人M-Cubes的对接系统的机构设计,在此基础上,针对该机器人的自修复性能和模块连接可靠性的不足,为其设计了一个新的对接系统.该对接系统主要由可伸缩轴和可变孔组成,通过可伸缩轴和可变孔的对中、配合、锁紧和松开可实现正常模块与正常模块、正常模块与故障模块的连接和分离,从而可实现自重构,保持机器人整体构型的完整性.对相邻模块对接时垂直锁紧机构进行了受力分析和仿真和实验的结果证实,该系统能够满足自修复的要求,连接的可靠性也更高.     

可重构的机器人数据采集与控制系统

本文提出一种新颖可重构的、基于实时Linux的机器人数据采集与控制系统．该系统由PC104计算机和FPGA器件组成,能完成数据采集、传感器数据的管理、底层信息融合以及控制机器人的底层硬件．该集成系统与机器人主控计算机之间的通信采用Modbus协议．可重构数据采集与控制系统作为机器人板载计算机与其他控制器件的接口,能灵活地连接各种传感器和执行器．本系统已应用于保安巡逻机器人,实验结果验证了可重构系统的有效性和实时性．     

微操作机器人的显微视觉自标定方法

在分析微操作机器人结构特点的基础上确定了待标定参数,提出了一种基于显微视觉的自标定方法。通过动态跟踪随机器人运动的目标来计算其图像坐标,采用最小二乘法拟合目标运动轨迹在显微镜坐标平面中的投影直线,并结合高精度机器人的位移量,经过几何投影和变换,标定出待标定坐标到显微镜坐标的转换矩阵。该标定方法无需特殊辅助测量仪器。实验表明,角度标定重复性好,位置标定误差小于 2 个像素。     

新型模块化可重构机器人设计与运动学分析

采用模块化设计思想,设计了一种新型可重构工业机器人.通过对机器人进行结构优化设计,机器人的负载自重比达到1/4.5.机器人各关节模块的结构均相同,大幅减少了设计工作量;关节模块中传动部件均采用通用件,降低了机器人的成本.通过关节模块和手臂模块的组合,可形成多种机器人构型.针对其中一种机器人构型,利用DH法建立了机器人正运动学模型.该构型机器人不符合相邻的3根关节轴线交于一点的条件,利用传统方法很难求得全部逆解,因此提出一种代数法与几何法相结合的新方法,求得该构型机器人逆运动学的完整解析解.机器人运动学分析的正确性通过算例进行了验证,为机器人的运动控制奠定基础.     

极点配置法在自平衡机器人中的应用

本文主要介绍了采用状态反馈极点配置法对自平衡机器人进行控制方法设计的主要过程,利用Matlab软件对自平衡机器人系统进行了多种情况下的极点配置,并对各种极点配置情况下系统的阶跃响应进行了分析对比,经过反复测试及实验最终确定了最佳的控制方法,为自平衡机器人控制方法的研究提供了一条新的途径。     

敏捷虚企业环境下企业管理模式重构研究

在敏捷虚拟企业环境下,企业传统的管理模式显示出很大的局限性,需要进行重组。从企业的经营过程、技术、组织结构、文化和人因等多方面分析了企业管理模式重构的内涵,提出了一种基于活动链的企业过程缺陷分析方法,给出了进行过程结构优化的ESIA原则,开发了一套企业过程仿真系统对企业过程进行优化与评价,在此基础上,提出了一种敏捷虚拟组织的重构模型,为企业适应动态联盟的管理需要提供了必要的重构指导。     

运用自组织竞争网络进行气体定性分析的研究

优选了分析H2,CO气体的半导体气体传感器组成阵列，建立了实时数据采集系统，并与自组织竞争网络模式识别技术相结合，以进行气体定性分析的研究；同时为了消除气体浓度变化对传感器阵列输出的影响，提高自组织网络的识别效果，运用三种不同的数据归一化算法对传感器阵列的输出响应进行了预处理, 并对各自对应的网络识别结果进行了分析与讨论。实验结果表明，采用相对算法可实现H2,CO气体的准确识别。     

机器人关节用三自由度球形直流伺服电机

介绍了作者研制的三自由度球形直流电机，阐述了它的结构特点、性能指标、输出力矩以及制造工艺特点等。试制结果达到了设计的要求，成为我国第一台研制成功的多自由度球形电机。     

机器人关节间的碰撞检测

将多臂机器人各运动关节简化为具有一定直径的圆柱体,通过计算两圆柱体中心线间最短距离来进行机器人的碰撞检测研究.在此过程中,首先通过总结提炼两空间线段间的相互位置关系,在进行解析,推导的基础上,提出了7个有意义的解析几何推论,直接可得出两空间线段间的最短距离,然后根据得出的结果,设计了一个机器人运动关节间的碰撞检测算法.该算法程序设计简单,计算量小,能有效地满足实际应用需要.     

Design,Prototype and Command for an Anthropomorphic Modular Reconfigurable Gripper with Three Fingers for Industrial Robots

This paper describes one anthropomorphic modular reconfigurable gripper for robots, including a prototype and one command solution. For the first time the stages of synthesis, analysis design and functional simulation are presented. The structural synthesis of the anthropomorphic grippers for robots can be made regarding the following main criteria： the number of fingers, the number of phalanxes, the relative dimensions of the phalanxes, the relative position of the fingers, the degree of freedom of the gripping mechanism and the characteristic constructive elements used. We have chosen a version with three identical fingers with three phalanxes on finger. The kinematic synthesis is used to obtain a correct closing of the finger and of the gripping mechanism. The static synthesis solves the problem to obtaining the necessary gripping force on each finger and the total gripping force. With the constructive dimensions a 3D model can be obtained using CATIA soft. Aspects regarding functional CAD and virtual simulations are shown too. For one variant of this type of gripper, the technical documentation is completed and the technical project has all the conditions for practical achievement and a prototype was made. There are two main constructive modules： the support, the palm and the finger. Main technical characteristics of the prototype are indicated. Some aspects regarding actuated and command schemes are shown.     

机器人辅助远程手术的研究

介绍了一套自行开发的机器人辅助远程手术平台系统。在阐述平台系统的总体结构基础上，对于医疗图像的压缩和传输、机器人命令传输协议的设计、远程图像的实时传输和播放这三个关键技术进行了探讨。手术平台系统已成功地进行了临床应用。     

基于形心与顶点连线表示的多边形变形

研究了平面多边形变形问题。从几何角度出发,采用形心和形心与各顶点的连线来描述多边形。根据两多边形的形心—顶点连线长度及相邻连线之间的夹角给出匹配度函数,并以此来建立两多边形顶点之间的对应。线性插值对应连线的长度和相邻两连线之间的夹角,得到中间融合多边形相应的几何信息,然后按照给定方法顺时针依次生成中间多边形各顶点。实现了一般平面多边形的自然变形。     

基于Agent的机器人新型控制器模型研究

进行了基于Agent的机器人新型控制器模型研究,在指出传统机器人控制器的缺陷基础上首先介绍了机器人控制器适应先进制造要求的发展方向,在此基础上详细介绍了提出的基于Agent的机器人新型控制器模型,对于开发未来的开放化机器人控制器具有重要的指导意义。     

Study on Posture Estimation Using Delayed Measurements for Mobile Robots

1Introduction Mobilerobotsaredevelopingtowardsintellectualization,whichdependsonthedevelopmentofsensor technologytotheutmostextent.Theinformationfusiontechnologyhasovercomethedrawbackresul tingfromtheapplicationofasingletonsensor.Forthesamereason,inordertoenhancetheposition precisionofthemobilerobot,morethanonesensorisoftenneededtogenerateandmaintainarelia blestateestimation[1].Furthermore,thecomputationcomplexityofdealingwiththesensordatawil oftenbringonsignificanttimedelaysfromtheacquisition…     

包装容器自适应设计系统研究

将“自适应”理念引入包装容器设计系统中,通过建立功能需求模型,使设计者的,设计行为始终自动适应功能需求,显著减少设计迭代次数,缩短了设计周期。介绍了包装容器自适应设计的概念、功能模型和自适应设计机制。     

一种开放式通用机器人控制器的研究与设计

介绍了一种面向多关节机器人的开放式通用控制器。它基于PC平台、其硬件以DSP数字处理器,构成运动控制卡,可方便地在ISA总线上进行扩展,实现多轴伺服控制。软件采用模块化设计,C语言编程,实现了示教盒菜单模式下的汉化操作。该控制器在硬件和软件方面都具有良好的开放性和通用性,扩展性,可移植性强,适用于不同的关节型示教再现机器人。