利用MPI构建柔性数据处理系统

为了提升在线应用程序进行大数据量统计时的速度,设计独立的基于消息传递接口MPI(Message Passing Interface)的并行数据处理服务模型,与客户应用程序一同建立了柔性数据处理系统。阐述客户程序和并行服务系统的互联结构和工作方式,按照"先判断后处理"的工作思想,客户程序根据运算规模确定是否调用并行服务程序。并行服务程序由监听程序、临时工作程序和一组用于服务的并行程序组成,设计了基于可扩展标记语言的通信协议,实现了并行服务系统与客户程序之间的数据交换。实验比较了串行、MPI并行和Java多线程程序的耗时,结果表明MPI并行程序比其他两种方式具有明显的优势。     

步行式加工机器人解耦并联机械腿构型综合

结合螺旋理论、机器人的实际功能应用以及机械腿的运动变换矩阵,综合出了转动完全解耦、移动部分解耦的PUPR-PUPR-PRPAS机械腿构型。首先,分析了步行式加工机器人的功能应用,分析出机械腿在功能应用中需要的自由度;再根据自由度数确定了机械腿所需的支链数目及自由度在支链上分布;然后分析机械腿运动螺旋及约束螺旋,结合机械腿运动解耦的目的,得出使动螺旋来确定驱动螺旋,同时结合功能应用需求对机械腿支链进行了构型综合。根据支链间搭配原则及机械腿功能应用条件等,在综合出的支链中选取并确定机械腿初步构型。最后,先对机械腿单自由度关节副之间进行复合简化,分析简化后的运动变换矩阵,将第三条支链进行进一步改进,确定最终机械腿构型。     

面向草莓抓取的气动四叶片软体抓手研制

农林业中果蔬的自动化采摘需求日趋强烈,末端抓手是实现无损采摘的关键。传统的末端抓手以刚性结构居多,现有的各种柔性抓手也存在抓取力不足、包覆性不佳等缺点。本文以草莓的无损采摘为研究对象,提出将草莓外部轮廓曲线作为设计曲线,设计了一种新型气动四叶片软体抓手。首先,对软体抓手的结构做仿真优化,提出一种安全地附着在目标物表面的设想。然后,在进行草莓表面的最小破坏应力试验的基础上,测试了软体抓手的末端力,验证了其实现无损抓取的可行性。再次,利用动态捕捉技术,研究了软体抓手叶面的弯曲变形规律。最后,选择使用弧线型气体通道的软体抓手进行了草莓抓取测试,结果证明了气动四叶片软体抓手可以实现草莓的无损抓取,抓取成功率达90%,破损率为2%,表明所研制的四叶片软体抓手用于草莓抓取时具有良好的稳定性和实用性,可用于草莓采摘的末端执行器。本研究也可为其他易损果蔬的采摘技术提供理论基础和技术支撑。     

可重构机器人模块间装配误差识别方法研究

基于对可重构机器人配对接口间位姿误差的分析划分,研制模块间装配误差在线测量识别接口,建立配对接口位姿误差与接口几何结构偏差之间的关系模型,进而建立配对接口位姿误差与配对接口内部测距传感器测量值之间的映射关系模型,提出一种基于内部测距传感器位移量的模块间装配误差在线识别、补偿方法.为验证方法的正确性,研制单关节?连杆试验平台.试验结果表明装配误差经在线识别、补偿后,连杆末端的位置误差平均值减少7倍多.