外骨骼式上肢康复机器人力辅助控制

针对由脑中风引起的偏瘫患者,提出了一种新型的5 DOF外骨骼式上肢康复机器人.为激励患者肢体的主动运动意识,促进患肢康复,提出了机器人辅助运动模式.上肢复合运动力辅助控制通过实时获取各关节力矩信号来判断人体上肢的运动意图所产生的作用力方向与大小.为实时跟随患者上肢运动意图,利用比例控制器对肢体末端运动速度进行控制,从而驱动各关节完成运动.实验结果表明该方法较好地实现了患者肢体空间复合运动的实时力辅助.     

GA优化的RBF神经网络外骨骼灵敏度放大控制

为改善外骨骼机器人灵敏度放大控制(SAC)性能,结合遗传算法(GA)与径向基函数(RBF)神经网络建立在线计算外骨骼机器人的精确动力学模型.用GA优化RBF神经网络的中心矢量与基宽度,并对RBF网络的权值实时更新,在线学习外骨骼机器人动力学模型中的参数矩阵,进一步推导出SAC控制律.仿真结果表明:GA优化后的RBF网络,可以在线学习外骨骼的动力学模型,基于该模型的SAC能够实现精确的人体轨迹跟踪,相比于优化前,人体轨迹跟踪误差以及人机交互信息会快速减小并收敛到0的微小邻域内,可实现人机协调运动.     

移动手臂对机器人越障性能影响及运动规划

工作在废墟中的搜救机器人应具有一定的越障能力.由于质心决定越障稳定性和成功性,故提出基于质心坐标公式和机器人运动学的质心运动学模型,通过此模型可获取机器人在越障过程中质心变化情况,分析移动手臂姿态对跨越壕沟的影响,并得到最优跨越壕沟的初始和最终位置和速度.由于移动手臂的动态特性影响机器人越障稳定性,故通过建立的其动力学模型和零力矩点(Zero moment point,ZMP)稳定判据,分析移动手臂动态特性对跨越障碍的影响,并规划出最优加速度.最后通过试验验证了分析结果及动作规划的正确性.     

基于大行程柔性铰链的并联机器人刚度分析

基于大行程柔性铰链的并联机器人系统可以在立方厘米级的工作空间内提供亚微米级的运动精度。所采用的大行程柔性铰链的几何参数及其在空间内的布置,将会直接决定并联机器人的系统刚度,从而间接的影响整体系统的工作空间、承载能力和驱动负荷等一系列系统性能。提出了大行程柔性铰链基于刚度方程的弹性模型,采用刚度组集的方法并通过建立协调方程,构建得到整体系统的刚度模型。进而进行了系统刚度性能分析,得到系统刚度影响图谱,为这类新型的柔性并联机器人的设计与开发提供了有力依据。     

三轴摆动磨削雕刻曲面刀具轨迹生成算法

传统的基于三角片模型雕刻曲面数控加工中,只有少量的三角片参与每个刀位点计算,大量的工作是在全体三角片中搜索刀具投影区覆盖的三角片.为克服上述缺点,提出了一种矩形包络法,快速滤除了绝大多数刀具投影区外的三角片.在一次搜索过程中,将刀具投影区覆盖的三角片独立保存,避免了进一步计算时搜索整个STL文件.针对与刀具投影区叠加的每个三角片,计算其平面、顶点、三条边与刀具的接触点来计算最终的刀位点,得到刀具运动轨迹.给出了利用该方法得到的刀具轨迹仿真实例,验证了算法的可行性.     

一种利用形状片段的物体检测方法

针对物体检测中传统方法计算量大, 对复杂背景敏感, 且大部分物体检测方法只能得到物体所在区域而不能精确定位物体边缘等问题, 本文提出一种基于形状片段特征的物体检测方法. 该方法首先根据训练集得到具有多尺度特性的物体形状片段模型; 对测试图像按照和模型中边缘片段提取一致方法, 根据形状片段间的相似度, 选取出候选形状片段; 然后根据候选形状片段估计出模型中的片段与测试图像中片段之间的旋转角; 最后结合具有全局约束的概率Hough变换, 将物体检测问题转换为Hough空间概率问题; 根据Hough空间求解出的物体中心位置, 对候选形状片段验证, 得到实际物体轮廓片段. 理论分析和实验结果表明, 本文提出的算法具有较好的效果.     

基于DSP的PWM型开关电源的设计

本文介绍了基于DSP的PWM型开关电源的原理以及设计方法,以DSP芯片TMS320F2810产生SPWM波形为例阐述了开关电源中PWM波形的实现方法。仿真结果表明,基于DSP的开关电源具有稳定快、失真小、负载对系统影响小的特点。     

机器人辅助医疗技术的新进展

机器人辅助医疗技术的研究近年来成为国际机器人领域前沿研究热点之一。在阐述国内外机器人辅助医疗技术发展状况的基础上，对机器人辅助医疗技术的关键技术进行了详尽的分析，并指出了今后的发展方向。     

遥操作的波域预测理论及其应用

针对现有的波变量方法不能满足时延条件下医疗正骨系统的需求问题,将预测技术引入波域中,得到系统的稳定性及所需的主从位置跟踪精度.为避免由于从端系统及其模型的初始条件不一致,以及模型失配或者数字舍去误差导致的系统失稳,采用了改进的Sm ith预测器,使用状态估计器与时间前向观测器来预测从端系统的输出,同时使用能量调节算法与预测算法协同工作以确保系统的无源性.一般情况下,基于波变量的预测能保证在变化时延下的稳定性,可是,变化时延或者数字舍去误差都可能导致主从系统之间的位置飘移,因此设计了误差校正器,调节波域能量以达到校正位置飘移的目的.