基于TMS320LF2407A的48路舵机控制器研究

研究了一种新型数字舵机控制系统的设计问题。针对多关节机器人结构特征和运动控制特点,设计了一套基于TMS320LF2407A的DSP控制系统;分析了数字舵机控制系统的控制过程、结构组成、硬件软件实现方案。该系统具有外设简单、控制简单、运算能力强的特点。TMS320LF2407A支持多项式的高速、高效和全变速的先进控制技术,为关节机器人实现复杂运动提供了硬件的支持。系统采用分时译码方式实现六路控制信号控制最多48路舵机,满足作为多关节机器人的舵机控制系统的需要。     

焊接工业机器人灵活性分析及仿真研究

针对一种焊接工业机器人,采用蒙特卡罗方法和运动学分析方法,分析了焊接工业机器人的工作空间。通过仿真可方便的判断机器人工作空间中是否存在空洞或空腔。利用灵活性、灵活度和服务球的概念,分析了机器人工作空间中任一点的灵活度,求出了机器人的灵活工作空间,为后续开发和优化焊接工业机器人的使用性能和灵活的工作范围提供了参考依据。     

一种环境侦察机器人的控制器

为方便控制环境侦察机器人现场作业,设计了一种环境侦察机器人的操纵装置.分析了环境侦察机器人及其控制装置的研究现状,在介绍了多种移动机器人的操作方式的基础上,根据环境侦察机器人工作性质的特殊性,提出了一种适合于环境侦察机器人的操纵装置的设计,并给出了操纵方法.     

基于改进遗传算法辨识空间机器人动力学参数

为了减小空间机器人动力学参数的误差,提高轨迹规划精度,根据空间机器人的角动量守恒方程,利用名义动力学参数估计角动量与真实角动量的差异,建立动力学参数辨识的误差模型,给出遗传算法的适应度函数.针对常规遗传算法容易出现"早熟"现象,采用小区间生成法、大变异策略和精英保留策略对其进行了改进.以六关节空间机器人为例进行的仿真结果表明,在参数复杂的情况下,采用改进后的遗传算法,计算效率和辨识精度均得到了提高。     

被动无边轮辐运动特性的Adams仿真分析

对双足被动机器人最初模型——二维无边轮辐进行了研究,建立了其动力学模型,并通过Adams分析了其运动过程中的特点,逐一分析了轮辐初速度、质量、足半径、辐条数量、辐条长度、转动惯量以及斜面坡度对无边轮辐运动的影响.结果表明:合适的初速度和斜面坡度,以及较大的质量、较大的足半径、较多的辐条数量、较短的辐条长度、较大的转动惯量会使无边轮辐形成快速而平稳的周期运动.     

双足机器人行走稳定性研究

双足机器人行走的稳定性是双足行走最为重要的衡量指标之一.针对传统的基于零力矩点（ZMP）步态稳定性判据方法,分析了ZMP、COP的相互关系,表明在双足机器人与水平地面无粘性力和无吸附力作用下,其ZMP即为压力中心点COP.基于具有足趾关节的双足机器人足底支撑面多种变化,提出对多点接触时支撑多边形区域描述.结合ZMP/COP、COG的在支撑面内相对位置,提出了基于ZMP/COP、COG的综合稳定性判据.经仿真分析,与传统单一的ZMP稳定性判据相比,该综合稳定性判据能够更为准确地反映步态的稳定性.     

基于“风车”形子单元的自重构机器人运动及自重构规划

自重构机器人区别于其他类型机器人的一个重要特征是其在具有移动能力的同时还具有自重构能力.为了赋予自重构机器人这2种能力,在分析DL-Cube(double L-cube)自重构机器人单元模型的结构特性基础之上,设计了基于"风车"形子单元的分层规划算法,实现了由"风车"形子单元构成的自重构机器人构形在平面内的运动;同时,借助于"风车"子单元自身具有的移动、转变模块方位、携带模块能力,机器人实现了平面内由24模块组成的"长方形"初始构形到目标构形为"H"构形的自重构.通过运动和重构仿真实验,验证了分层规划算法的有效性及利用"风车"子单元进行自重构的可行性.     

微型足球机器人多层次分区和防守动作的设计

在分析了一些攻方机器人所采取的进攻策略,以及结合球队自身的实际情况后,为了提高防守的有效性和球队的整体防守能力,提出建立一种多层次防守体系,并设计了新的防守动作．试验结果表明,采用以上策略设计后,球队的整体防守能力得到了提高．     

基于卡尔曼滤波的髓内钉锁孔操作标定方法研究

在机器人辅助正骨手术中,髓内钉的锁孔操作需要很高的定位精确度,因此需要一种相应的高精确度系统标定方法来满足定位要求.本文利用卡尔曼滤波的间接法标定法,其跳过对定位盒顶点坐标的求取,将标定盒三个顶点的坐标作为状态参量,将机器人由拍照位姿到钻孔位姿之间的位姿变换参数当作观测参量.并在此基础上推导出状态参量与观测参量之间的映射关系,对一系列观测参量的测量,利用卡尔曼滤波算法对状态参量进行滤波估计,最后间接求取转换矩阵.实验证明,这种方法的精确度不会因为标定试验次数增多而导致标定盒磨损,重复精确度较高.