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.     

Application of generalized regression neural network on fast 3D reconstruction

Over the past decade,robots have been appearingin the operating rooms.With the robotic system assis-tance,operations have become lesser invasion.Roboticsurgery requires the use of computer imaging to diag-nose and perform the operation.A three dimension(3…     

基于输入指令整形法的X光机残余振动抑制

为实现骨科手术自动化,研制了用于获取断骨位置和姿态信息的全自动C形臂X光机,但其结构形式决定了它是一种典型的大惯量、高柔性机构,易于产生残余振动.残余振动的存在不利于图像的连续拍摄,且影响拍摄质量.采用输入指令整形技术,针对系统的一、二阶模态,设计输入指令整形器,对系统的输入指令进行整形滤波后,有效地消除了残余振动,提高了系统的响应速度.输入指令整形方法本质上是设计一种滤波器,采用该方法抑制残余振动不需要对原有系统的结构和硬件作任何改动.实验证明,这种方法对于抑制大惯量、高柔性系统中存在的残余振动问题是有效的.     

基于虚拟激励和精细积分的移动手臂非平稳随机激励下振动分析

移动手臂为刚性较差的悬臂梁,在路面不平度随机激励下产生较大振动,从而降低机器人系统可靠性和手臂抓持稳定性。针对上述问题,首先应用拉格朗日方法建立了移动平台垂向动力学模型,并针对于手臂质量分布不均的特点,采用集中质量单元和Euler-Bernoulli梁单元建立了有限元离散化垂向动力学模型;进而将以上两种模型通过结点约束条件联立建立了整个移动手臂的垂向动力学模型。基于此模型,利用高效的虚拟激励法和精细积分算法分析非平稳随机激励下的移动手臂动态响应的算法。得到了移动手臂在不平地面非平稳随机激励下的动态响应,为机器人悬架设计和移动手臂振动控制提供了快速分析方法。     

基于速度闭环的自适应力位控制算法

针对力觉主手力控制中接触刚度时变的特殊要求,提出了一种含有速度闭环的自适应力/位混合控制算法.通过构造系统特定的标量函数,证明可以通过选择合适的自适应参数更新律,使得在该控制律和更新律的共同作用下追踪力误差是有界的,力误差的导数是平方可积的.利用Barbalat引理证明了该控制算法具有全局渐近稳定性.给出了主手力控制系统的体系结构,并对不同频率正弦力信号进行了跟踪实验.实验结果表明:对于同样频率的力信号,所提出的方法跟踪误差小于常规阻抗控制方法,整个控制系统稳定并具有良好的控制特性.实验分析了控制律中各关键参数对控制品质的影响.     

并联机器人胡克铰工作空间的研究与应用

提出了胡克铰在并联机器人应用中的关键问题。通过对胡克铰工作空间详细地仿真和研究,建立了分析此类问题的模型拟合法和更加精确的模型解析法,并运用这两种方法分析成对胡克铰的工作空间。研究结果应用于6-PTRT并联机器人的参数设计和干涉检验,使得该并联机器人的工作空间体积增大、并成功避免机器人发生铰链干涉。得到并联机器人胡克铰的工作空间对机器人优化设计,简化运动控制算法,提高其机构性能和安全性有着重要意义。     

A new robot-assisted orthopedic surgery simulation system

Surgicalsimulationisoneofthemostpromisingareasinmodernmedicine.Somenewtechnologies,inparticularvirtualrealitytechnologyandrobottechnology,willbea bletohaveamajorimpactonsurgeryinthenextdecade.McCloyandStonehavereviewedvirtualrealityinsurger y[1].Currently…     

一种新型直线压电马达驱动器

在分析以色列Nanomotion公司直线压电马达运行机理的基础上，设计了一种基于谐振原理压电马达驱动器。采用CPLD设计作为电路的逻辑控制器，利用两个背靠背高压浮地驱动MOSFET实现方向开关。通过实验证实了该压电马达驱动电路能够满足驱动压电马达的要求，同传统的驱动器相比，该文所设计驱动器提高了输出驱动信号的准确度。     

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.