基于UKF的室内移动机器人定位技术研究

为提高室内轮式机器人定位精度,采用多传感器信息融合的机器人自主定位方法,根据室内轮式移动机器人的运动模型,建立了定位系统的状态方程;基于传感器的工作原理和数学模型,建立了各自的观测方程。鉴于二者的非线性,利用无味卡尔曼滤波算法对传感器信息进行融合。实验中开发了基于FPGA的主控平台,降低了数据处理系统的冗余度,提高了系统的稳定性。另外,设计了多传感器并行采集与快速处理的算法,提高了传感器信息融合的实时性和有效性。通过进行的机器人行走实验,结果表明该算法明显减小了定位误差,有效地提高了定位精度。     

基于FPGA的两相步进电机细分驱动电路设计

在采用步进电机驱动的机构中,为了提高定位精度,提出了一种基于FPGA的两相步进电机细分驱动电路的设计方案.采用正弦/余弦细分方案,通过嵌入cos/sin表格于FPGA中,合理控制步进电机两相绕组的电流,实现斩波恒流均匀细分驱动,减小了步距角、提高了步进分辨率,最高细分达到256.给出了FPGA软件设计,并在Modelsim中完成了仿真.仿真结果表明,分频、定时,正弦/余弦函数以及全桥控制信号,都可以由FPGA准确无误地产生,达到了设计的要求,取得了满意的效果.在实际的应用中,电机运行平稳.     

基于腕力传感器的绳驱动拟人臂的力/位混合控制研究

该文在研究7-DOF绳驱动拟人臂运动控制的基础上,结合安装在关节处的角度传感器的反馈信息,提出一种改进的耦合球关节闭环控制算法,使拟人臂的运动精度大大提高;同时利用安装在末端的腕力传感器的反馈信息,提出一种基于阻抗控制的力位混合控制算法,并讨论了容易建模和不易建模的两种环境下的轨迹规划问题,结合PC+PMAC分级控制系统和上面两种算法完成了7-DOF拟人臂的高精度位置伺服控制和与外界环境的接触力控制。实验和仿真结果表明算法的正确性和控制的有效性。     

一种六足步行机器人的自由步态算法

本文探讨了适用于六足步行机器人的步态类型和机器人腿运动的三个约束条件,提出了一种适用于六足步行机器人在不规则地形上运动的自由步态算法.机器人在大部分的地形状况下以标准模式行走.当标准模式失效时,则采用自适应模式,对机器人状态进行调整,以实现正常的行走运动.在保证运动速度和能量效率的前提下,使机器人具备良好的地形适应能力.最后,文章给出了算法的程序流程图,并在MATLAB下进行了仿真验证.     

灰毡毛忍冬芽提取物的抑菌活性及其镇痛抗炎解热作用的研究

目的:观察灰毡毛忍冬芽提取物的抑菌活性和镇痛抗炎解热作用。方法:采用平板纸片法和微孔稀释法观察其抑菌活性并考察其抑菌稳定性;以小鼠福尔马林致痛及醋酸扭体实验观察其镇痛作用;以小鼠耳廓肿胀模型和角叉菜胶致大鼠足肿胀模型观察其抗炎作用;用酵母致动物发热法观察其解热作用。结果:灰毡毛忍冬芽提取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、八叠微球菌、绿脓杆菌、枯草芽孢杆菌和伤寒杆菌均有抑菌效果,其MIC分别为375、187.5、93.75、187.5、187.5、187.5mg·mL-1,MBC分别为1500、750、375、1500、750、1500mg·mL-1。提取物在pH1～3的酸性条件下抑菌效果最好,但高温长时间处理和紫外光长时间照射均可降低其抑菌活性;与纯水组相比,生药含量为15g·kg-1的灰毡毛忍冬芽提取物组能显著提高小鼠福尔马林实验中的痛域,减少醋酸所致小鼠的扭体次数,对二甲苯所致小鼠耳廓的肿胀度抑制率达36.62%,可以抑制角叉菜胶所致的大鼠足肿胀,并能有效对抗酵母所致大鼠的体温升高。结论:灰毡毛忍冬芽提取物在体外对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、八叠微球菌、绿脓杆菌、枯草芽孢杆菌和伤寒杆菌均有良好的抑菌效果,并具有一定的镇痛、抗炎、解热作用。      

基于Virtools的仿生六足机器人关节舵机运动仿真

为了实现基于Virtools软件的仿生六足机器人运动仿真,解决其关键问题——机器人关节舵机的运动模拟,提出了基于Virtools Physics Pack的解决方案.该方案的核心问题在于Torque Factor参数的设定,为了使舵机快速、平稳的运动到指定位置,根据舵机需要运动的角度动态调节Torque Factor参数值.实验表明:该方法能有效地使舵机在运动快速性与平稳性之间达到平衡,从而改善整个机器人的运动状况.     

具有关节角反馈的绳驱动拟人臂机器人机构设计与张力分析

将绳驱动与并联机构技术应用于拟人臂机器人上,设计一种绳驱动的串并混联拟人臂机器人。其特点之一是在拟人臂的各个旋转关节安装有旋转编码器,采用关节角反馈的控制方法,提高了机构的控制精度。特点之二是通过刹车线结构的使用,实现了机构肩、肘、腕关节的完全解耦,并根据旋量理论,对肩、腕关节所使用的绳驱动球面并联机构进行弱耦合研究,简化了机构的运动学公式。讨论驱动绳索的张力变化关系,针对绳驱动机构的特点提出相应的混合控制策略,并且通过试验验证了机构的可行性和算法的有效性。     

仿生六足机器人传感信息处理及全方向运动控制

针对传统CPG控制方法无法很好地控制机器人足端轨迹的问题,提出基于中枢神经模式发生器(CPG)的控制方法.在CPG控制方法中加入用于足端轨迹控制的轨迹发生器模块,通过调节参数值可以实现机器人的全方向运动控制.为降低传统CPG控制中传感信息反馈以及参数调整的复杂程度,设计2种用于躲避前方和两侧障碍物的传感信号处理的神经网络.该模块实现多传感信号的融合,生成用以控制机器人运动行为的各个参数值,实现机器人的自主避障.设计一个仿生六足机器人样机,将其分别放置在墙角和狭窄空间中进行自主避障行走实验,结果证明了机器人全方向运动控制算法和自主避障算法的可行性.     

仿生六足机器人传感信息处理及全方向运动控制

针对仿生六足机器人的智能运动控制问题,提出一种基于中枢神经模式发生器(CPG)的控制方法.传统CPG控制方法无法很好地控制机器人足端轨迹,而本CPG控制方法中加入了用于足端轨迹控制的轨迹发生器模块,通过调节参数值可以实现机器人的全方向运动控制.为降低传统CPG控制中传感信息反馈以及参数调整的复杂程度,设计2种用于传感信号处理的神经网络.该模块实现多传感信号的融合,并生成用以控制机器人运动行为的各个参数值,实现机器人的自主避障.设计一个仿生六足机器人样机,将其分别放置在两种不同的情境下进行自主避障行走实验,结果证明了机器人全方向运动控制算法和自主避障算法的可行性.     

基于双四杆机构的蟑螂机器人设计与分析

针对蟑螂机器人直接串联式腿构形承载能力差、机体刚度不能满足要求,以及单腿少于3自由度构形不能精确控伟体位姿的问题,设计一种基于双四杆机构的仿生蟑螂机器人.对机器人求运动学逆解,求得各个驱动关节转角;对机器人行静力学分析,通过解析法得到关节驱动电动机所需的驱动转矩;用可视化的方法对机构的工作空间进行分析,同时提出速工作空间与越障工作空间的概念来衡量机器人的平面运动性能与越障性能;制作样机进行行走试验.通过与直接串联构的比较可知,新设计的样机不仅提高了移动速度,同时增加了系统承载能力,验证了上述设计的合理性与可行性.