基于嵌入式技术的移动机器人遥控系统设计

遥控导航是军用地面移动机器人系统的重要组成。面向野外环境下的单兵携带式微小机器人,设计并实现了一种基于嵌入式技术的遥控系统。该系统采用主从遥控和半自主控制相结合的导航控制方式,通过无线视频传输实现超视距远程遥控,通过基于导航图像的路径关键点规划实现半自主导航。     

基于遗传模拟退火算法的移动机器人路径规划

针对移动机器人路径规划的难题,运用了一种基于遗传模拟退火算法的移动机器人最优路径规划方法,对移动机器人的路径规划进行了设计,采用了栅格法对环境进行建模.为了提高路径规划的效率,采用了一种改进的避障算法来生成初始种群.将遗传算法与模拟退火算法相结合形成遗传模拟退火算法,新算法具有较强的全局和局部搜索能力.仿真实验结果证明算法相对于基本遗传算法的收敛速度、搜索质量和最优解输出概率方面有了明显的提高.     

基于离散区间的频繁嵌入式子树挖掘算法

针对频繁嵌入式子树挖掘,利用离散区间来构造投影库,给出一种基于离散区间的频繁嵌入式子树挖掘算法。该算法通过离散区间消除冗余投影,有效地压缩投影库的规模,提高了子树节点计数效率,减低了算法的时空复杂性。实验结果表明该算法具有较高的挖掘效率。     

基于局部子图匹配的SLAM 方法

针对现有的SLAM 解决方法在机器人被“绑架”时失效的问题,提出了基于局部子图匹配的方法．该 方法对现有的SLAM 解决构架进行了改进,提出交点最优匹配的特征相关算法,并且将奇异值分解方法引入机器人 定位．最后,在结构化环境下将本方法和基于扩展卡尔曼滤波器的方法进行比较,讨论了基于局部子图匹配的方法 在结构化环境中解决机器人“绑架”问题的有效性和可行性．     

轮腿式机器人倾覆稳定性分析与控制

对于运动在不平坦地形中的移动机器人而言,其倾覆稳定性非常关键．设计了一种结构对称的轮腿式机器人,它有4个独立的轮腿运动单元,能够变化多种构形．采用动态能量稳定锥方法和倾覆稳定性指数对机器人的稳定性进行综合评价,建立了一个模糊神经网络自适应控制系统．根据稳定性指数值,该系统可以实时改变机器人的构形和速度,保证其倾覆稳定性．正弦路面上的仿真结果表明,该系统所产生的动作实时性好、可靠性高,能够降低机器人自主越障过程中的危险．     

腹腔微创手术机器人末端执行机构的设计和实现

为了提高腹腔微创手术的安全性,设计了一种新型的腹腔微创手术机器人末端执行机构,用于夹持手术器械．根据腹腔微创手术的特点和技术要求,采用轴驱动和平行四杆的运动原理设计定点机构．详细介绍了末端执行机构的机械结构,应用D-H法和矢量代数法给出了各个关节的运动学解公式,研究了控制系统的硬件结构和软件系统,并进行了样机实验．实验表明所设计的末端执行机构具有很好的定点运动效果,能够较好地完成手术规划,满足腹腔微创手术要求．     

四腿机器人步态参数自动进化研究与实现

采用进化算法和基于自主视觉的适应度评估方法,实现了四腿机器人在RoboCup机器人足球比赛现场的行走步态在线自动进化．我们引入内推法作为交叉方法,利用PC基站进行进化算法计算和流程主控,并采用了一些学习时间缩减策略．实现了进化学习的连续性和可扩展性,使得学习过程可以在4060min内完成,这样就能在比赛现场对ERS-7四足机器人进行行走再学习,提高了行走控制的适应性．算法最终结果使ERS-7型四足机器人的行走速度从27cm/s提升到43cm/s．     

基于ADAMS的双足机器人拟人行走动态仿真

在双足机器人HEUBR_1的设计中,下肢采用了一种新的串并混联的仿人结构,并在足部增加了足趾关节.为验证该仿人结构设计的合理性及拟人步态规划的可行性,在ADAMS虚拟环境中建立了双足机器人HEUSR_1的仿真模型.通过拟人步态规划生成了运动仿真数据,在ADAMS虚拟环境中实现了具有足趾运动的拟人稳定行走,经仿真分析,获得了双足机器人HEUBR_1拟人行走步态下的运动学和动力学特性,仿真结果表明:双足机器人HEUBR_1的串并混联的仿人结构设计能够满足行走要求,且拟人步态规划方法可行,有足趾运动的拟人行走具有运动平稳、能耗低、足底冲击力小的特点.稳定行走的仿真步态数据可为下一步双足机器人HEUBR_1样机行走实验提供参考数据.     

Design and analysis of turnover platform for welding robot北大核心CSCD

A turnover platform for welding robot was designed for the application of welding robot with lower accuracy requirement, which was of low cost and higher position accuracy. In this turnover platform, the pneumatic motor was used as the power output, and the indexing mechanism with high accuracy was the transmission system with high transmitting ratio based on worm and wheel. The position information was acquired by using the photoelectric encoder, and the turnover motion with high accuracy was realized through the closed-loop controller. Simulation results showed that the maximum speed of the welding platform approached 14 r/min, and the platform could meet the requirements of most welding products. Such a turnover platform can offer the application program of the welding robot with low cost for the middle and low level products, and reduce the cost of welding robot and improve welding productivity.     

Improving traversability of quadruped walking robots using body movement in 3D rough terrains

This paper presents a study on improving the traversability of a quadruped walking robot in 3D rough terrains. The key idea is to exploit body movement of the robot. The position and orientation of the robot are systematically adjusted and the possibility of finding a valid foothold for the next swing is maximized, which makes the robot have more chances to overcome the rough terrains. In addition, a foothold search algorithm that provides the valid foothold while maintaining a high traversability of the robot, is investigated and a gait selection algorithm is developed to help the robot avoid deadlock situations. To explain the algorithms, new concepts such as reachable area, stable area, potential search direction, and complementary kinematic margin are introduced, and the effectiveness of the algorithms is validated via simulations and experiments.