65米射电望远镜副面调整系统姿态精度监测与回零策略

上海天文台65米射电望远镜的副面调整机构为Stewart型并联机器人,为了及时发现该并联机器人因机械磨损或误差累积造成的精度下降问题,使用倾角传感器对并联机器人动平台姿态进行检测,求得动平台姿念均方根误差并将其与设计指标进行比较,从而用户可以判断是否需要进行维修或回零操作.为了提高并联机器人的易维护性,设计了光电传感器回零和磁尺(磁致伸缩位移传感器)回零两种回零方式,分析了两种回零方式以及通过回零操作对光电传感器和磁尺精度进行检测的原理.总结了该并联机器人需要进行回零操作的不同状况,并给出了相应的回零控制策略.实验证明本文提出的回零控制策略是解决并联机器人回零问题的一种有效方法.     

基于核磁图像导航的前列腺针刺手术机器人

在对核磁共振图像(MRI)导航手术机器人设计需求进行分析的基础上,设计出一套可用于完成经会阴前列腺近距离粒子放射治疗手术的机器人系统.该系统具有5个自由度,通过核磁兼容气缸和超声波电机混合驱动,自主实现针体位姿调整和针刺操作.根据机器人系统动力学分析进行了驱动气缸选型.最后通过核磁兼容性实验和针刺精度实验,验证该机器人系统能够满足核磁兼容性要求,针刺精度为0.91mm.     

一种输电线路巡检机器人越障规划方法

针对输电线路巡检机器人的局部自主与远程控制方式,提出了一种基于有限状态机的越障规划方法.将巡检机器人的越障运动过程分解成若干离散化的关键状态,建立了运动规划的有限状态机模型.采用一种基于模糊方法的产生式系统用于推理越障模式,并产生运动序列.仿真与现场实验验证了越障规划方法的正确性和有效性,该方法可应用于输电线路巡检机器人运动控制.     

一种输电线巡检机器人的自动抓线视觉伺服控制

为了保证轮臂复合式巡检机器人自动越障时行走轮能够可靠抓线,提出一种基于图像的视觉伺服抓线控制方法.在图像空间定义输电线的偏距和偏角来表征图像特征的变化,并设计出位姿解耦伺服控制律.由于视觉雅可比矩阵与机器人状态有关且可能发生奇异,采用模糊方法进行机器人控制.通过实验确定模糊集合的论域,设计了两层模糊控制器并编制了自动抓线程序.进行了上百次实验,其抓线控制的偏距和偏角误差分别在25像素和2以内,能够可靠抓线,实际越障中只需小于40s的时间即可完成抓线.结果表明该方法具有准确、可靠、效率高的特点,能够满足准确、快速、可靠抓线的任务要求.     

上肢康复机器人实时安全控制

针对上肢辅助康复机器人临床使用中的安全性和平稳性问题,提出基于模糊逻辑的实时在线安全监测控制方法.机器人对患肢进行康复训练时,患肢状态对控制效果会产生影响;通过设计智能安全监控模糊控制器(SSFC)改善系统运动平稳性以及突发情况下的安全性.首先提取相关运动特征评估受训患肢状态稳定情况,安全监控模糊控制器智能实现正常扰动情况下的控制期望力调节以及突发情况下的紧急响应.其次通过基于位置的阻抗控制策略实现患肢与机器人末端的柔顺性.实验结果验证了该控制方法能够有效地实现康复机器人的安全性和平稳性.     

机器人在义齿排列和种植中的应用

机器人在义齿排列和种植中的应用是机器人在医学领域的又一全新应用,这类机器人主要实现诸如义齿种植、全口义齿排列和局部义齿排列.本文综述了国内外关于机器人在义齿排列和种植中应用的研究现状,分析了该应用研究中面临的问题,总结了其关键技术,并对其发展趋势和未来研究工作进行了探讨和展望.     

辅助起立机器人反馈控制与速度前馈控制性能对比

对辅助起立机器人的位置控制方法进行了研究.在不同频率时,使用位置速度反馈控制对其进行位置控制测试,辅助起立机器人滑动关节的位置精度较好,但旋转关节位置精度较差.在反馈控制系统的基础上增加速度前馈控制之后进行测试,结果表明增加的速度前馈控制可以有效地提高辅助起立机器人两个运动关节的位置精度,其中旋转关节的位置精度明显改善.证明了在反馈控制的基础上增加速度前馈控制可以有效提高辅助起立机器人位置精度.     

传感器技术在机器人上的应用研究

作为现代信息产业三大支柱之一的传感器技术,在机器人上的应用是核心技术之一。传感器是能够感受规定的被测量并按照一定规律变换成可用输出信号的器件或装置,传感器是机器人获取信息的主要部分,类似于人的“五官”,基于仿生学的：视觉、嗅觉、听觉、触觉、味觉对传感器技术在机器人上的应用状况进行阐述。     

球形碳—富勒

一些元素以不同的同素异形体形式存在。例如,氧元素在我们所呼吸的空气中是以双原子氧(O_2)形式存在,而高空中的氧是以臭氧(O_3)的形式存在,臭氧使我们免遭阳光中紫外线伤害。通常认为,碳元素具有两种同素异形体:无色、质硬且贵重的金刚石(图1)和黑色、质脆且不太贵重的石墨(图2)。化学家们,特别是萨塞克斯(Sussex)大学的哈利·克鲁托(Harry Kroto)及其研究小组,长期以来一直认为存在着碳的第三种同素异形体;然而,当德国的马克斯·布朗克(Max Planck)核物理研究所沃尔周·克拉基米尔     

群体机器人觅食任务Eulerian建模与分析

为了提高觅食任务性能,根据蚂蚁觅食原理引入了觅食概率的概念,机器人按照该概率决定是否离开Home区域,通过改变该概率值来调整环境中机器人的数量。为了研究觅食概率对系统性能的影响,利用Eulerian数学建模方法建立了觅食任务模型,并通过仿真实验分析了觅食概率对系统整体性能的影响。实验结果表明:觅食概率越大,环境中机器人数量越增加,机器人之间的干扰也增加,从而降低系统性能。最后通过实验分析给出了觅食概率与环境中任务数量以及机器人数之间的大致关系。