深海履带机器人的局部避障规划研究

针对深海履带机器人的动态,复杂的工作环境,提出了基于遗传模糊算法的机器人的局部避障规划方法。该算法利用遗传算法对模糊控制器的控制规则进行在线自动提取和优化,并提出了一种用于评价规则有效性的适应度函数和自适应变异算子,实现履带机器人的局部避障,且能够满足深海履带机器人局部路径规划的实时性要求。仿真试验结果表明了该算法的有效性。     

基于Backstepping算法的自适应控制器设计

近年来,逐步后推法(Backstepping)成为自适应领域最热门的研究方向之一,尤其是在对相关的传统线性和非线性处理方面更具优势。Backstepping算法在改善过度品质方面拥有较大的潜力,广泛应用在航空航天、电机、船舶、机器人、液压等许多方面。本文研究Backstepping算法在履带控制中的应用及优化,以履带行走装置作为研究对象,设计履带移动平台的行走路径控制率;利用Recurdyn仿真软件对履带行走装置进行虚拟样机建模,应用Backstepping算法进行测试并验证。仿真结果显示,本文所建模型具有合适的控制律,能够使履带行走装置快速且平稳的进入预期的轨迹。     

架空输电线路巡检机器人风载下姿态检测及作业控制技术

为解决架空输电线路巡检机器人风载下出现脱轨及无法获取有效巡检照片的问题,建立巡检机器人风载下的受力模型,研究分析风载对巡检机器人的影响,提出一种基于横向摆动姿态检测的机器人作业控制技术,根据风载下机体摆动姿态,实时优化机器人作业规划,实现实时控制巡检机器人的行走动作与巡检策略。室外测试中,基于该技术的巡检机器人能够根据风速变化合理选择行走动作,获得清晰有效定点巡检照片。研究结果表明:该技术能实际解决风载下巡检机器人行走安全性及巡检有效性问题。     

深海采矿机器人集矿头高度自适应控制

深海采矿机器人集矿头高度控制采用阀控非对称液压缸结构,是一个非线性系统。该系统具有升、降两个方向的动态特性不对称等特点。本文根据系统特点建立集矿头高度控制系统数学模型,建立了对象的参考模型和自适应控制律。最后对所设计的系统进行仿真分析,结果证明了这种方法对集矿头高度控制的有效性。     

一种六足寻迹机器人设计与制作

根据仿生学原理,观察六足昆虫的运动,抽象、优化出理想模型,以此为基础设计和制作出机械结构。以AT89C52单片机为控制器,使用接触传感器、光反射传感器和声音传感器等开关量,实现与直流电机的闭环控制。设计制作出灵活、稳定美观的六足机器人。该机器人按三角步态行走,实现诸如直线行走、倒退、慢速转弯、快速转弯、越障等基本功能,并能寻黑线行走。介绍了该机器人三角步态的行走原理、各种机构的优缺点和选用原则、控制方法、程序编写思想等。     

管外机器人研究现状及其最新进展

用于管道、缆索、电缆、电线杆等作业的管外机器人正逐渐受到学术界和工业界的重视。综述介绍了国内外管外机器人的研究成果和最新进展,详细阐述了几种典型的管外机器人的基本结构、工作原理、特点和应用场合,提出并设计了一种新型的螺旋轮驱动管外行走机器人,介绍了其结构组成及工作原理,最后对管外机器人按行走原理进行了分类,为研发新型的管外机器人奠定了基础。     

下肢康复训练机器人结构设计

本文阐述了一种新型下肢训练康复机器人的机械结构设计和其轨迹控制系统设计。该机器入主要用于增强由于运动损伤造成的神经损伤病人或缺少行走能力的老年人的步行行走能力。本文重新设计并改进了下肢康复训练机器人机械结构及其控制系统。该机器人采用新型的全向移动平台机构,可以实现沿平面内任意方向运动。本文采用虚拟样机技术手段进行机械结构设计,建立基于Pro/e和ADAMS精确的机器人虚拟数字样机,并对机械模型的建模过程和模拟参数做了详细介绍、     

两足辅助行走机器人步态控制

智能两足辅助行走机器人,可以辅助残疾人在复杂环境中进行仿人行走.介绍了该机器人的机构和控制系统硬件,在机器人系统的步态特性基础上建立了人机一体的运动模型.运用零力矩点（ZMP）理论规划了机器人的行走步态,提出了局部步态调整与人体主动补偿运动相结合的实时步态稳定性控制策略.通过仿真实验对该控制策略进行了验证和分析.     

海底采矿机器人的智能控制

海底采矿机器人在5000-6000m海底，沿预先设定的路线进行采矿工作，由于海底地质环境，海流，输送管道和电缆等诸多因素的影响，其行走路径的控制至关重要，当其方向发生偏移时，采用常规的方向控制，即使修正方向后，也会产生平移误差，这一直是个难以解决的技术难题，本文利用现代控制理论和强大的软件编程功能，把单纯的方向控制变成了具有人工智能的行走路径控制，控制结构上采用方向，速度，行走路径的三环串级控制，从根本上解决了平移误差问题，保证了其按预定路线进行采矿作业。     

一种小型电缆隧道检测机器人设计

电缆隧道检测机器人是一种工作于电缆隧道环境,采集图像、气体浓度、温度等信息的特种机器人.目前电缆隧道检测采用人工方法进行,尚无相关机器人产品投入使用.论述机器人的系统指标,提出了电缆隧道检测机器人的履带关节式行走方式,进而从整体角度介绍了隧道检测机器人的结构与控制系统.实验证明,该机器人具有结构紧凑,体积小,重量轻,便于携带的特点,并有较强的越障能力和环境适应能力.     

基于树莓派的预防性轻型除冰机器人行走控制系统设计

针对现有除冰机器人结构复杂、重量大、采用事后式除冰方式以及未能根据线路状况对行走除冰控制策略进行协调的缺陷,设计了一种基于树莓派的预防性轻型除冰机器人行走控制系统。该系统首先通过温湿度模块检测作业环境、自主决策行走除冰动作;然后通过倾角模块检测线路仰俯角、图像采集模块捕捉覆冰状况,之后树莓派综合考虑线路阻力和覆冰除冰的约束实现行走除冰的协调控制;结合超声波模块对往复行走折返点进行判定,实现不间断的往复式预防性除冰。整个装置采用单电机驱动,降低装置重量、简化机构实现轻型设计。最后对样机行走控制系统进行试验分析并作出总结。     

独立电驱动车辆车轮驱动防滑自抗扰控制

针对独立电驱动车辆加速过程中车轮的一种非线性防滑控制方法进行研究,采用Magic公式和直流电机模型建立1/4车辆动力学模型,将电机电流考虑成内部扰动,负载考虑成外部扰动,利用扩张状态观测器对扰动进行观测;以最优滑移率为控制目标,使用二阶自抗扰控制器设计车辆单轮驱动防滑控制系统,并利用遗传算法确定控制器的参数,且对多种工况下的加速过程进行仿真研究.仿真结果表明:基于自抗扰控制的防滑控制系统对系统内部和外部扰动具有鲁棒性,可以在各种工况下获得良好的纵向加速性能.     

壁面爬行机器人行走控制系统的研究

壁面爬行机器人行走系统是由全方位轮移动机构和其控制系统构成。本文结合该机器人原理样机的研制工作全面介绍了系统的结构特点,控制系统的构成以及应用功率场效应管实现的功放驱动电路。文中还给出了相应的实验结果。     

模糊PID在带电作业机器人液压系统中的研究

随着我国智能电网的快速发展，逐步采用带电作业机器人代替人工完成日常维护和事故检修任务。但带电作业机器人存在着控制精度低和抖动问题，影响作业任务的完成质量和效率。为了解决该问题，设计了模糊PID控制器实现带电作业机器人输出位移精确控制。首先，分析带电作业机器人的结构与液压系统原理，建立液压系统主要元部件的数学模型，并推导出系统的传递函数模型；其次，基于模糊规则设计带电作业机器人输出位移的闭环模糊PID控制器；最后，在Simulink环境中建立原系统、PID、模糊PID不同控制方案的仿真模型进行仿真分析，并对样机进行实验测试。仿真结果表明：相较于原系统和PID控制系统，模糊PID控制系统的调节时间相对缩短了81.3%和30.8%,超调量降低0.064,达到了无超调，并具有较好的位置跟踪能力；此外样机实验数据结果与仿真结果相一致，表明采用模糊PID控制器应用效果更好。     

小型仿人双足机器人步态规划与仿真分析

针对双足机器人动力学系统复杂、运动学分析较为困难的问题,结合人类行走特点,文章建立了双足机器人下肢结构运动模型。为了使机器人行走更自然,增强机器人行走的稳定性,对双足机器人进行了步态规划,并且利用三次样条插值方法通过MATLAB仿真得到机器人各关节的平滑运动轨迹[1-2],验证了步态规划的可行性。     

空间太阳电池组件自动焊接系统

介绍了能够实现空间太阳电池组件自动焊接的焊接机器人系统。该系统由直角坐标机构、控制系统、视觉系统及焊接系统组成。详细介绍了机器人的构成原理,实验证明了该机器人进行太阳电池焊接操作的准确性和质量可靠性,能够克服手动焊接作业的缺点。     

图书馆机器人行走控制系统设计

图书馆机器人是一种能实现图书自动存取、图书上下架整理等功能的移动机器人系统,是先进的数字化图书管理设备。本文研究了图书馆机器人行走单元的底盘结构、导航和控制系统。上位机采用PC104构成系统的控制核心,采用MFC与OpenCV编程相结合的方法,正确计算出路线与行走方向的偏离角。下位机控制器以ATmega 16单片机为核心,控制大电流直流电机和普通电机,实现底盘的行走和升降台的升降,上下位机通过RS-232串口通信。     

双连杆柔性臂机器人的模糊补偿滑模控制

提出了宏微双重驱动双连杆柔性臂机器人递阶控制系统结构，下层为根据柔性臂刚性模态设计的实现关节角位置控制的滑模算法和压电陶瓷抑振器，上层为根据关节角误差信号和滑模函数变化趋势建立的模糊推理表用以确定对滑模控制律的修正。借助自动机模型分析了系统的稳定性，将控制律在包含柔性模态的完整柔性臂机器人模型上进行计算机仿真，取得了满意的结果。     

图书馆机器人行走控制系统设计

图书馆机器人是一种能实现图书自动存取、图书上下架整理等功能的移动机器人系统,是先进的数字化图书管理设备.本文研究了图书馆机器人行走单元的底盘结构、导航和控制系统.上位机采用PC104构成系统的控制核心,采用MFC与OpenCV编程相结合的方法,正确计算出路线与行走方向的偏离角.下位机控制器以ATmega 16单片机为核心,控制大电流直流电机和普通电机,实现底盘的行走和升降台的升降,上下位机通过RS-232串口通信.     

基于51单片机的多自由度步态机器人控制系统设计

步态机器人是模仿人行走状态的机器人,是机器人领域的研究热点。为降低步态机器人的控制成本,本文通过选择增强型的51单片机作为控制核心,控制6个可调角度180°的舵机实现步态机器人关节的连接动作,完成了基于51单片机的多自由度步态机器人控制系统的设计。该控制系统具有成本低、易实现等优势,具有一定的应用价值。