基于径向基神经网络图像识别的移动机器人控制系统仿真

为实现人机交互的移动机器人轨迹控制,研究了基于径向基神经网络图像识别的移动机器人控制系统,设计了基于神经网络的图像采集和识别处理模块,处理了移动机器人路径控制的关键问题。通过建立手写字体数字(基于神经网络)的图像采集和识别处理模块,搭建移动机器人轨迹控制数学模型,最终在该模型基础上设计了该类机器人基于图像识别结果的路径控制算法。利用仿真软件MATLAB的robot tool工具箱,进行了移动机器人控制轨迹控制的仿真。仿真结果证明,路径控制方案可以很好的让移动机器人完成预定的路径跟踪。从而从理论上解决了基于视觉的移动机器人轨迹控制问题的难题,并为实现基于视觉的移动机器人轨迹控制提供了理论依据。     

球—轮复合可变形机器人的结构设计与分析

设计一种将球形机器人与轮式机器人运动特点相结合的可变形移动机器人。该移动机器人可以适应多种复杂的地形环境,自身几何形状发生变化以实现球形和轮式机器人互换。球—轮复合型移动机器人的机构系统由可变形球壳、球体推进装置和轮式驱动装置组成。通过对可变形球壳的拉伸和收缩实现球形和轮式机器人之间的角色交换。运用理论推导和参数优化等方法对球—轮复合型移动机器人中的变形球壳、车轮、和驱动重摆的结构尺寸进行分析,并通过仿真试验验证了机构尺寸参数选择的合理性,为该复合型移动机器人的机构设计提供了理论依据。最后通过实物试验验证,证实了该移动机器人实现的可行性。     

轮-腿复合式移动机器人球面并联腿机构的动力学模型

为适应现代工程领域对移动机器人的新要求,拓展移动机器人的作业场合,该文提出了一种轮-腿复合式移动机器人球面并联腿机构。首先,基于球面并联腿机构的闭环约束方程和旋转变换矩阵构建了其位置逆解数学模型;接着,采用代数消元法推导出了球面并联腿机构的位置正解的解析解;然后,运用影响系数法推导出了球面并联腿机构的速度和加速度影响系数矩阵;在此基础上,运用拉格朗日方法建立了球面并联腿机构的动力学模型。运用数值仿真对运动学和动力学模型进行了验证,仿真得到了给定位姿数据与计算位姿数据之间的最大误差为0.012 7rad,误差不超过实际值的2.43%,发现了球面并联腿机构驱动力的理论曲线和虚拟样机仿真曲线吻合,两者之间的误差稳定在0～1N的合理范围内,验证了运动学和动力学模型的正确性。研究结果为轮-腿复合式移动机器人的步态规划和运动控制提供了理论参考。     

《机电产品开发与创新》2007年总目次

开发与创新中值滤波与小波变换的指纹图像混合去噪的算法""""""""""""""""""雷可君,等(1)1基于单目视觉的自主移动机器人监测系统"""陈工,等(4)1基于MATLAB的非圆齿轮节曲线设计""""周娜,等(7)1基于OpenGL的二自由度并联机器人仿真技术"于庆增,等(9)1基于DSP的轮式移动机器人运     

《中国机械工程》2006年总目次

机械科学基于NURBS曲线的加减速控制方法研究…………………………………赵巍等(1—1)高压输电线路自动巡线机器人机构设计及在约束条件下的逆动动学分析……………………………………周风余等(1—4)基于支持向量机和特征选择的超声缺陷识别方法研究……………………刘清坤等(1—9)机械振动微弱慢频变信号的混沌振子检测…………………………………李香莲(1—12)异形型腔数控电解加工阴极及运动轨迹设计……………………………赵建社等(1—17)细长轴磨削变形的变速优化智能预测控制研究…………………………丁宁等(1—21)内燃机振动、噪声…     

仿生移动机器人并联机构运动学正解的鱼群算法求解

基于改进的人工鱼群算法,提出了并联机构运动学正解的求解方法。构建了仿生移动机器人处于支撑状态的并联机构模型,应用螺旋理论计算了该并联机构的空间机构自由度,构建了仿生移动机器人并联机构的运动学正解模型,利用鱼群算法对正解模型的约束方程组进行设计。对鱼群算法所用数学模型进行了构建,对改进后的人工鱼群行为进行了算法描述。仿真结果表明,该人工鱼群算法具有良好的寻优性能,满足仿生移动机器人并联机构正解模型的求解要求。     

一种新型变形移动机器人腿部机构灵活性分析

机器人的灵活性是机器人运动学中比较重要的一个性能;本文利用几何构图法和数值分析方法对一种可变形多足移动机器人腿部机构的灵活性进行了分析研究;研究证明了可变形多足移动机器人腿部机构在平面内的灵活度;并通过计算空间自由度,对可变形移动机器人腿部机构在空间内的灵活性进行了初步研究;通过解算几何关系,给出仿真结果;最后依据灵活性分析结果对腿部机构的工作性能和逆解存在状况进行了分析研究。     

轮-履双模式自适应机器人的设计与参数分析

基于被动自适应机理的研究,提出了一种具有轮-履双运动模式的移动机器人结构。该机器人能根据环境的约束产生被动变形并转换运动模式,跨越高于自身高度的障碍。通过建立移动机器人模型,对影响其变形的各机构参数进行了分析,并通过优化算法将各参数优化。最后对机器人变形过程进行仿真,验证了各机构参数的合理性。     

六轮全地形移动机器人越障性能分析与仿真

针对六轮全地形移动机器人悬架机构的结构特点,构建了机器人越障过程动力学模型,对机器人的越障性能进行了分析并利用ADAMS进行了动力学仿真。首先对机器人前轮、中轮、后轮的越障过程进行了分析,进而基于达朗贝尔原理建立了机器人越障过程的动力学模型并进行了动力学分析,得出了机器人运动状态对电机输出力矩的影响。然后基于ADAMS仿真软件构建了机器人的仿真模型并进行动力学仿真,为机器人电机选型奠定了理论基础。最后移动机器人越障性能实验表明,六轮全地形移动机器人可以爬越楼梯等垂直障碍,为提高机器人适应复杂地形环境的能力提供理论依据。     

全地形移动机器人悬架机构设计及特性分析

针对全地形移动机器人多地形行走需要,满足其路面的通过性与减振需求,设计了一种双叉臂悬架减振机构,建立了基于动力学参数分析的数学模型;通过ADMAS-Simulink联合仿真,分析了多路面谱函数激励下移动机器人悬架机构的振动情况,优化了所选取的阻尼器阻尼比、刚度参数和摆臂角等悬架特性参数,确定了悬架特性参数和驱动力矩等主要设计参数范围;进一步地,开展了户外多地形行走试验,包括鹅卵石、青石板、土壤、草地等较为代表性路面,对比了两种阻尼器参数测试,结果表明,所设计的悬架机构及特性参数优化,显著改善了减振效果和越障性能,提升了车轮驱动力矩转化输出为牵引力的效果,验证了悬架减振机构动力学建模描述与仿真分析的正确性,有效改善了全地形移动机器人路面适应性、通过性和行走稳定性。     

一种3自由度移动机器人的动力学模型

3自由度移动机器人可以以一定姿态沿任意的方向运动 ,实现平面上的自由运动 ,成为全方位移动机器人(Omni directionalMobileRobot) ,它能够对位置和方位进行独立的跟踪控制 ,具有很高的灵活性和机动性。本文针对具有两个可操舵驱动轮的 3自由度移动机器人利用Kane方法建立了在理想状态 (下不产生打滑及横滑现象 )的非线性动力学模型 ,为设计路径跟踪及避障控制器提供了有力的依据。     

海底采矿移动机器人的避障研究

移动机器人是深海采矿系统中最为关键的子系统之一，由于海底固有地形特点的影响，以及海底采矿移动机器人自身结构和运动等因素的制约，因此研究海下移动机器人的避障问题有着重要意义。基于海底复杂地形的特点，在充分考虑了障碍物宽度以及移动机器人自身宽度和传感器偏差等因素的影响下，本文提出了基于预定路径的单障碍避障算法，使移动机器人可以顺利避障，并通过仿真实验验证了该算法的可靠性，为集矿车的控制算法研究提供了一定的参考。     

前轮操舵驱动移动机器人前后轮横滑刚度测量

通过对移动机器人进行平面运动动力学及运动学分析，建立平面运动移动机器人稳态圆运动动力学方程组；结合前轮驱动电机编码器、舵电机编码器以及机架陀螺仪分别采集到的前轮移动速度、舵角和机器人本体偏摆角速度，利用牛顿-拉夫森方法对动力学方程组进行求解，得到机器人前后轮的横滑刚度。研究结果为轮式移动机器人横滑特性及动力学研究提供了一种简单有效的手段，对路径跟踪研究也具有一定的参考价值。     

一种新型的无菌砖包机双滑块并联横封机构的设计与分析

设计了一种基于伺服驱动的无菌砖包双滑块并联横封机构,这种横封机构把伺服驱动控制技术与并联五杆机构结合在一起,可以实现高精度的运动输出,满足包装工艺所要求的复杂运动规律,并且通过编程可以方便地实现设备的柔性化。使用ADAMS机构仿真程序进行了运动学和动力学模拟分析,得到横封机构的运动学及动力学特性曲线。分析表明:所设计横封机构实现了预定的工艺动作,满足要求;仿真得到了各主驱动驱动力的变化曲线,表明横封机构在张开和闭合动作过程中存在比较明显的柔性冲击;两个主驱动的瞬时功率曲线为伺服电机选取提供了依据。     

基于轮式移动机器人的智能控制系统的研制

以移动机器人跟踪控制和路径规划为目的,提出一种移动机器人运动的控制方法。以三轮差动转向式移动机器人作为研究对象,建立运动学和航位数学模型。通过对移动机构、直流伺服电机和传感系统的分析,建立了移动机器人的控制系统模型。设计了基于AVR微控制器(AT90S8535)的二级控制系统,对机器人的速度位置控制采用了PID算法。实验结果表明,该系统有很好的实时性和一定的鲁棒性,实现了对移动机器人快速、实时、准确的控制。     

稀土超磁致伸缩材料高速强力微位移机构的开发及动态响应特性研究

研究了稀土超磁致伸缩材料 (Tb0 .2 7Dy0 .73) Fe1 .9(商品名为 Terfenol- D)微位移机构的设计方法 ;建立了基于 Terfenol- D棒的高速强力电磁阀的动态响应特性模型 ,这一模型对基于 Terfenol- D的产品设计具有重要的参考价值 ,并用计算机对这一模型进行了仿真 ,与实验结果进行了比较、分析。     

基于欠驱动原理的变形连杆履带机构设计

针对移动机器人在各种地面环境中越障能力有待增强的问题,基于行星轮式的欠驱动原理,结合变形连杆履带机构,设计了一种移动机器人的行走机构,并分析该机构内部杆件的姿态角和外围包络履带的变形程度对欠驱动移动机器人行走性能的影响,最后以履带长度不变为目标,对行走机构参数进行优化。试验分别采用MATLAB对杆件姿态角和履带长度进行分析和优化,同时利用Recurdyn分别在平地、斜坡和沟槽环境中进行运动学仿真,验证文中优化设计的欠驱动移动机器人机构的优良越障性能。     

变形六轮腿式机器人越障性能分析与结构优化设计

为了提高移动机器人的越障能力,提出了一种变形六轮腿式移动机器人总体结构,分析了其越障原理及机器人越障时前腿机构的运动特性要求。利用多体动力学仿真软件Adams,建立了前腿机构的参数化模型,分析了前腿特征点在越障过程中的运动轨迹变化。提出了前腿机构越障过程的两个约束条件,以前腿机构越障高度最大为优化目标,对影响机器人越障性能的关键参数进行了优化设计。优化结果表明:前腿机构的越障性能得到了大幅提高,并且满足越障时的运动特性要求,为移动机器人的总体设计与研究奠定了基础。     

差速驱动轮式移动机器人路径规划新策略

针对差速驱动型轮式移动机器人的特点,并依据Hermite多项式的特性,提出了基于Her-mite插值的轮式移动机器人(WMR)路径规划方法。仿真结果表明,采用所设计的路径规划方法为WMR进行路径规划,在确保它平稳跟踪规划路径的同时,可保证WMR以要求的姿态到达目标点。在此基础上,将该方法应用于自主研制的轮式移动机器人XAUT.AGV100上进行了实验研究。实验结果验证了仿真结果的正确性。采用所设计的路径规划方法对移动机器人进行路径规划时,在保证它以要求的姿态准确到达目标点的前提下,有效地提高了移动机器人路径跟踪的运动平稳性。     

3-PUU轮腿式移动机器人的步态与稳定性分析

轮腿式机器人兼具轮式的移动速度快和腿式的越障能力强的优势,是新型移动机器人的发展方向。提出了一种基于3-PUU并联机构的轮腿式移动机器人,其具有并联机构的结构简单、刚度大、承载能力强等优势。对3-PUU轮腿式移动机器人的腿式行走步态进行了分析,阐述了轮腿切换原理以及轮式模式下的转向原理。通过重心计算,分析了该机器人在路面上运动的稳定性,确定了最大步长。利用三次样条插值法推导出了平台的运动轨迹方程,并在Matlab环境下进行仿真,得到平台的位移、速度、加速度变化规律。仿真结果表明,该机器人可实现连续稳定的行走,可用于煤矿井下等危险环境的救援任务。