超弹性蒙皮蜂窝芯的设计及等效模量研究

可变形机翼的蒙皮需要有很高的各向异性,在特定方向具有较低的弹性模量而在其他方向具有较高的气动承载能力,为此设计了一种柔韧性较好、特定方向模量低且承载能力较强的新型超弹性蒙皮结构,对其蜂窝芯单元的力学性能进行了理论计算和有限元分析,并对不同几何参数单个蜂窝芯单元体和多个蜂窝芯单元体进行了轴向刚度测定试验,最后通过理论仿真和试验的对比分析,得到了该超弹性蒙皮蜂窝芯结构轴向刚度的等效模量近似工程计算公式。
     

基于DSP的移动机器人智能信号采集处理模块研究

采用以DSP为核心的信号采集与信息处理技术，结合现代智能传感器技术的设计理念，设计了具有广泛适应性的移动机器人智能信号采集处理模块。该模块可以采集多种不同输出特性的传感器信号，并对信号进行智能化的补偿和校准，为决策系统提供更加准确可靠的信息。     

新型SMA丝致动器的结构设计与实验研究

针对航空航天领域的需求,提出一种新型形状记忆合金（SMA）致动器,即将两组合金丝对峙布置,利用螺母自锁累加位移,得到大推力和长行程。通过实验得到了SMA丝致动器的驱动性能指标。     

基于位移累加原理的SMA直线电机

针对航空航天等领域(如变后掠翼无人机)需要大推力、长行程、高功重比的驱动器,提出一种用形状记忆合金片(SMA)驱动的直线电机,利用位移累加的原理,能够获得较大推力,并具有较长的行程。与同样功率的传统驱动器相比,形状记忆合金智能驱动器有着推重比高,传动系统易于操作,结构简单,重量低等优势。     

基于虚拟墙的移动机器人路径跟踪与实时避障方法

针对变电站巡检机器人等移动机器人在设定路径跟踪过程中的实时避障问题,提出了一种路径跟踪算法。该算法通过引入"虚拟墙"这一概念,将移动机器人的路径跟踪问题转化为沿墙走问题,并通过PD控制和模糊控制实现了机器人对设定路径的精确跟踪。通过将"虚拟点集"与机器人探测到的障碍物点集相融合,实现了机器人在进行设定路径跟踪的同时动态规避路径上的障碍物。在MATLAB中对所提算法进行了仿真,并搭建四轮差动机器人平台进行了实验,仿真和实验的结果均验证了该算法的有效性。     

NiTi形状记忆合金驱动的仿生鱼鳍的研究

为了提高仿鱼型推进器在水中运动的灵活性,选择了典型的依靠腹部绸带状鱼鳍波动运动产生推进力的黑色魔鬼刀鱼进行研究,对此绸带状鱼鳍的形态和运动机理进行了分析,同时对鱼鳍的结构进行简化．基于绸带状鱼鳍的这种简化模型设计了形状记忆合金驱动的仿生鱼鳍．介绍了鱼鳍的机械结构和相应的控制电路．重点推导了仿生鱼鳍波状运动时理论上能到达的推进速度和产生的推进力;并采用数值仿真给出了波动推进时仿生鱼鳍表面的压力分布以及推进力随时间的周期变化规律．将数值仿真结论和先前的实验结果进行了比较,验证了数值仿真的合理性和正确性．通过上述分析,说明基于形状记忆合金驱动的仿生鱼鳍的研究是很有意义而且可行的．     

基于RFID的移动机器人巡逻路径优化研究

针对移动机器人在大范围环境中的巡逻路径优化问题,提出一种基于RFID信息节点导引方法的路径和时间优化策略;研究了在一由实际环境抽象得出的拓扑地图环境下,使用RFID标签来标记环境中的关键位置,例如走廊,交叉点,拐角等,并且利用标签中储存的导航指令来指导移动机器人的行动;将机器人分为3路巡逻,优化得出巡逻总路程最短且历经信息节点数均衡的路径;设定机器人在节点的停留时间,研究了机器人在一限定时间内巡逻完所有节点的分组及路径优化方法;为大范围布置RFID信息节点导引机器人行动的环境下,提供了一种巡逻路径优化方案。     

基于SMA柔性驱动器的机器鱼设计与试验

设计了一款基于形状记忆合金丝(SMA)柔性驱动的机器鱼,详细阐述了柔性驱动器和机器鱼的结构设计和制作工艺,同时设计制作了驱动器和机器鱼的电控系统。柔性驱动器可实现双向弯曲运动,驱动器每一侧布置4路可独立控制的SMA丝,通过选择不同加热路数,可实现机器鱼四级摆动幅度的较精确控制。针对SMA存在的热积累问题,结合柔性驱动器自身的特点,提出了一种轮询加热控制策略,并试验比较了驱动器摆动幅度和摆动频率对机器鱼直线游动行为的影响。试验结果表明,柔性驱动器的摆动幅度越大,机器鱼游速越快;在无SMA热积累的影响下,驱动器的摆动频率越快,机器鱼游速也越快;轮询加热控制策略可有效提高机器鱼的极限摆动频率,获得的最大游速为102mm/s。     

提高形状记忆合金直线驱动器工作频率研究

提出基于位移累加原理的直线驱动器,采用形状记忆合金作为驱动元件,能提供较大的力和位移,但其工作频率受加热和冷却方式的影响。就几种不同加热、冷却方式所测得的结果进行分析比较,提出最优的加热、冷却方式,并提出基于PIC单片机的加热冷却控制方法。     

一种配网带电作业机器人的目标线路识别与定位算法研究

配网带电作业机器人需要处理复杂的配电网目标线路感知与识别问题。提出一种基于色彩信息和匹配算子的配电网线路识别方法和中心视差计算方法,实现对线路的曲线特征识别和三维定位。基于色彩信息和匹配算子的检测方法能够有效地匹配复杂环境中的线路,解决线路的表面纹理弱、形态弯曲多样的问题,有效提升了线路的识别效果。中心视差计算方法通过利用线路的几何特性,分析计算线路中心线的曲线视差距离,得到配电网线路的三维位置信息。最后将该算法应用到配网带电作业机器人中,测试结果表明该算法能够准确识别和定位出配电网线路。