面向机器人辅助神经外科手术的视觉标定方法

针对无框架图像引导的机器人辅助神经外科手术中的空间标定问题,提出了一种非接触式的标定方法,该方法利用双目立体视觉技术,实现临床手术中的病人头部标记点(Mark点)的标定任务。大量实验和数据分析验证了该视觉标定方法的精度,保证了该方法应用于神经外科临床手术的可靠性。该方法与传统的接触式标定相比,具有安全性高、易于操作、可实时更新数据等优点。     

基于BU-61580的1553B总线接口设计

为提高1553B总线接口的实时性并简化接口逻辑,从总线接口的应用需求出发,设计了一种基于专用接口芯片和DSP控制器的1553B总线接口。该接口采用BU-61580作为协议引擎,采用TMS320F2812作为主处理器,只有少量的粘合逻辑,无需CPLD即可完成无缝衔接。该接口实时性好,可靠性高,硬件电路简单。以远程终端模式为例,对设计的1553B总线接口进行了测试验证。     

大刚度环境下力反馈主手自适应算法研究

针对机器人力反馈主手在大刚度环境下的稳定性和透明性下降问题,提出了一种力觉渲染与反馈的自适应算法。通过改进虚拟墙壁模型引入力的空间梯度,根据力信号随主手末端位置的变化率来自适应选取不同的控制策略,对大刚度环境下的阻抗显示力反馈主手的力觉输出进行渲染。仿真试验表明,该算法可在消除振荡、保障系统稳定的基础上,恢复输出刚度,提高系统的操作透明性。     

基于虚拟力的冗余度机器人自主避障研究

针对具有末端位姿约束的冗余度机器人,提出了一种实现障碍回避的新方法。该方法将虚拟力和多体动力学引入冗余度机器人的自主避障中,机器人在避障力、任务路径吸引力等综合作用下实时地回避障碍物。避障算法对机器人的工作区域进行划分,并实现末端关节避障力的精确计算。该方法使障碍回避过程不再依赖于运动学优化,提高了系统的实时性。     

核辐射探测与应急处理机器人的小型机械臂系统设计

针对传统核辐射探测与应急处理机器人小型机械臂结构复杂、夹持物体重量小的问题,设计了一种新的机械臂抓持系统,该系统的特点是利用杠杆滑槽式手爪结构作为夹持部分,并实现了机械臂的小臂和大臂的机电一体化设计,因而机械结构简单、轻质,夹持物体重量大.仿真分析与实验结果表明,该机械臂可满足核辐射探测与应急处理机器人的应用需求.     

面向平面放置物体的姿态调整与抓取方法

针对机械臂抓取过程中物体平面放置时可抓取边大于手爪宽度而无法直接进行抓取的问题，提出了一种通过其他物体协助的姿态调整方法，通过对目标物体的姿态调整以满足机械臂抓取的要求，最后通过抓取姿态的生成和选择实现机械臂对平面放置物体和空间物体的抓取。通过抓取实验表明，所提出的方法可以对平面放置的不可抓取的物体进行姿态调整后再进行抓取，实现对空间物体93%的抓取成功率，对于平面放置轻量物体95%的姿态调整成功率。