人机合作机器人重力平衡设计

为提高人—机器人合作的质量,研究了机器人机构的重力平衡方法,以减小其带给操作者的重力感受．对于关节式机器人结构,采用拉弹簧的方式对机器人重力进行较大范围的平衡;通过对弹簧刚度和预变形的设计,使得随着机构的运动,弹簧系统可以适当调节弹簧力以实现机构在各种位形下重力的自主平衡．在机器人运动范围内的若干点对设计方案进行了验证,各关节的残余重力矩是原始重力矩的1~10%．结果说明,该设计可以基本实现重力平衡．     

改进禁忌算法在无功优化中的应用

提出一种基于改进禁忌算法的无功优化方法,该算法不仅对初值没有特殊要求,而且减少了在候选解集中为了达到一定数量满足约束的个体而进行的大量搜索与计算;同时解决了禁忌算法在高精度情形下,无法爬坡的缺点。最后在IEEE30节点系统上验证了该算法的优越性。     

机器人机构的反向可驱动性设计

为提高机器人与人合作或交互的质量,减少机构自身的重力、惯性等带给使用者的不舒适体验,研究机构的参数设计方法,以一种2自由度虚拟样机为例,综合考虑运动学与动力学各向同性,以操作空间使用者需要克服的最大惯性来衡量机构的反向可驱动性,分析机构参数对系统性能的影响.以运动学各向同性为指标,给出运动学参数设计标准.建立机构的动力学模型,考虑机构的重力平衡、反向可驱动性和动力学各向同性,给出各指标的影响因素.最后对一组特定参数进行校核和分析,并给出具体指标数据.该机构在工作空间中部具有好的各向同性,有部分重力未得到平衡,等效质量在工作空间中部很小,外侧稍大.根据改进设计建议,合理调节机构质量分布和关节杆长可有效提高系统性能.研究结果可以推广到各种以反向可驱动性为重要指标的机器人机构参数设计与校核.     

一种基于运动相似熵的人群异常行为检测

实现对人群异常事件的检测是图形处理在智能视频监控领域的重要研究内容.提出了一种基于运动相似性熵(EMS)的人群异常行为检测算法.该算法在对视频图像进行光流计算的基础上,以底层光流块为基本单位获取场景运动信息,根据社会网络模型的概念,提出构建场景的运动网络模型(MNM),完成对场景粒子运动相似性的划分,并在时间域上计算MNM的粒子分布熵值EMS,最后将得到的图像熵与设置合理的阈值相比,判断异常行为是否发生.实验证明,该算法可有效检测异常行为,与其他经典检测算法相比有较大优势.     

功率逻辑器件在嵌入式系统中的应用

本文简要介绍了嵌入式可编程控制器及其I/O模块,结合功率逻辑器件TPIC6B273的特点,对传统的输出模块进行了改进,实验证明其简捷有效。     

飞机表面自动喷涂机器人系统与喷涂作业规划

提出了一种适用于飞机等具有大型自由曲面产品自动喷涂的机器人系统,介绍了该系统的机械结构布局与控制系统结构,在分析喷涂作业流程的基础上,对喷涂作业规划方法中的关键技术如飞机位姿标定、喷枪轨迹规划等进行了研究,并基于CATIA二次开发技术,开发了控制系统软件,将喷涂作业的所有环节对应的软件操作均无缝地集成到CATIA平台中。在模拟工件上进行喷涂试验,结果表明:该机器人系统自动化程度高,运行稳定可靠,能有效提高涂层质量。     

医疗机器人穿刺针避障可达作业空间边界解析描述

提出了适用于机器人辅助腹腔介入治疗系统的手术规划方案,通过分析机器人手术流程,提出将穿刺针简化为球铰单关节操作臂的物理模型.基于机器入学中对操作臂避障可达作业空间边界解析描述的研究,利用含参数的非线性方程组对穿刺针的工作空间进行了解析描述.用3阶连续可导超二次曲面方程对腹腔内的肋骨及血管进行了描述.用数值迭代连续法求解出了穿刺针避障可达工作空间边界的l维解流形,并用Matlab进行了3维显示.成功求解出了腹腔内存在肋骨及血管等障碍物情况下穿刺针的工作空间边界.通过仿真实验可知,在穿刺针工作空间边界包络的范围内选取进针点,可保证穿刺针路径不与血管、肋骨等障碍物相碰.本文为医生规划手术方案提供了有效依据,解决了目前系统需要医生凭借自身手术经验来确定进针点的问题,提高了手术的效率和成功率.     

并联微机器人的逆动力学

本文基于牛顿 欧拉法建立了一类PSS副、带柔性铰链的六自由度并联微机器人的 逆动力学方程,这是设计、控制微机器人的前提和基础．所建模型不仅考虑了因柔性铰链的 特殊性,微机器人连杆绕自身轴线转动的内部运动,还分析了柔性球铰弹性变形产生的反力 矩．由于微机器人机构本体以及逆动力学建模过程中所固有的并联特性,对逆动力学可实施 并行算法．最后以一实例进行了仿真分析,仿真结果表明微机器人所需驱动力呈线性变化, 揭示了微机器人在微动情况下的线性本质．     

可移植内嵌式空气调节装置的设计及应用

介绍了一种可移植内嵌式空气调节装置,对其工作原理、机械结构、控制系统进行了详细说明,并介绍了其在台式点样机器人系统中的应用.最后,对该装置存在的问题进行了讨论,并对其应用前景进行了展望.     

考虑综合步行约束的仿人机器人参数化3D 步态规划方法

给出了一种三维环境下双足行走的参数化步态规划方法,建立了仿人机器人13 质量块约束动力学模 型．考虑单腿支撑和双腿支撑无冲击连续切换的六点边界约束条件、可行步态物理约束条件以及ZMP 稳定性约束 条件,以关节输出力矩函数的二次型积分值最小作为优化指标,采用参数化步态优化方法,将复杂关节轨迹的规划 问题转化为分段多项式系数组成的有限参数向量的优化问题,得到了快速和慢速两组光滑无振动的优化步态．仿真 和样机实验验证了该方法的有效性．