助行康复机器人助力行走控制研究

针对一种助行康复机器人助力行走训练策略,进行了机器人助力控制研究.考虑使用者差异及机器人系统误差等干扰,建立了人机系统动力学模型及机器人助力控制模型.通过分析系统特性设计了前馈-反馈复合控制器,为解决扰动力导致的移动单元转弯及推力突变问题,设计了模糊制器调整期望推力实现人机系统协调运动,利用Matlab软件对助力行走过程进行了控制仿真分析.研究结果表明:助力控制系统能够抑制干扰的影响,对人体提供期望推力,满足使用者对助力行走训练安全性和稳定性的要求.     

基于头势的机器人的人机交互

为了实现机器人的和谐人机交互,通过头势去控制机器人实现人与机器人的和谐交互。采用Adaboost(adaptive boosting)算法实时检测人的唇部,通过比较唇部与预先设定好的参考矩形框的相对位置关系对机器人的运动状态进行控制（前进、后退、左转、右转）,实现了基于头势的机器人的人机交互。实验结果显示,通过头势的控制的机器人运动的鲁棒性很好。     

基于运动相似性的仿人机器人上阶梯行走研究

提出了一种基于运动相似性的仿人机器人上阶梯行走设计方法.定义了人体与仿人机器人运动相似度,分析了时空协调特点及控制方法,从人体运动图像捕获与处理、相似性运动控制和约束与优化控制等方面提出了仿人机器人相似性动作规划系统;以仿人机器人相似性上阶梯行走为例,通过双腿支撑相与单腿支撑相划分了关键姿势与基本子相;同时,为解决固定的相似性运动轨迹难以满足可变环境的问题,根据实际阶梯参数设置了仿人机器人运动学约束、关节运动角度幅度约束以及零力矩点约束.实验结果表明该方法可以有效地实现仿人机器人相似性上阶梯行走.     

并联式踝关节康复机器人研究

针对目前踝关节康复机器人不同程度地存在机构自由度冗余、机构复杂、控制难度较大等问题,采用了一种3-RUPS/S型并联机构用以实现踝关节康复运动.对康复机器人机构进行设计,采用D-H法对机构的位置反解进行分析,得到其驱动杆长随姿态角度的变化关系.利用数值解析法进行位置正解分析,并结合电动推杆的电位器数据及姿态传感器检测的动平台姿态角的变化信息实施康复机器人样机的控制.实验结果表明,踝关节康复机器人能够带动踝关节进行康复训练,满足人体踝关节的运动需求.     

汉-Ⅰ型智能机器人自律行走控制

本文讨论小车式机器人利用超声波传感器实现自律行走的问题.文中建立机器人行走运动的数学模型.讨论了两种利用超声波传感器和其它传感器确定器人空间位置、速度及姿势的方法.提出了一种分段最优控制方案.     

基于多传感器信息融合的仿人机器人跌倒检测及控制

仿人机器人在行走过程中,需要及时检测到是否要摔倒,从而阻止摔倒或通过保护动作在摔倒过程中减少机器人损伤.文中基于姿态传感器(包括加速度传感器和陀螺仪)、力感应传感器(FSR)及步行阶段建立了多传感器信息融合模型,采用模糊逻辑决策方法建立了机器人跌倒检测的综合判定方法,并设计相应的控制器,该控制器可检测到仿人机器人运动时是否会摔倒,若无法避免摔倒,则采取相应的保护动作;若可避免摔倒,则通过控制髋关节阻止机器人摔倒.最后在SCUT-I仿人机器人上进行实验,结果表明,文中方法能及时检测到机器人在运动过程中发生跌倒的时刻,并及时通过稳定控制器阻止摔倒或通过倒地控制器产生保护动作,减少机器人的损伤.     

微创手术机器人被动式关节设计和优化

设计一种用于微创手术机器人的被动式关节,实现了机械结构和控制驱动的一体化设计;关节可以实现回转运动并实现手术中关节在任意位置的可靠锁紧;锁紧机构采用步进电机驱动,通过压力传感器检测锁紧力矩大小,力矩可调.     

突发灾害下的输电铁塔应急安全检测机器人的结构设计

针对突发灾害下输电铁塔的损坏情况和目前对输电铁塔进行安全检测的需求,设计了一种突发灾害下的输电铁塔应急安全检测机器人,该机器人由行走越障装置和检测装置两部分组成.主要介绍了机器人的整体机构设计和各个机构的工作原理,并分析了机器人的运动过程.该机器人可以在输电铁塔上自主上下攀爬,遇到障碍物时可自主翻越,检测设备可以对输电铁塔的角钢进行安全检测.通过Pro/E仿真模拟和慧鱼模型制作试验,证实该机器人具有良好的工作性能.     

仿生机器人步态规划与控制系统设计

文章分析了六足仿生机器人典型直线行走步态和定点转弯步态,给出了不同步态下的机器人落足点的位置矢量表达式.根据六足步行机器人的机械结构和关节运动的协调性、准确性的控制要求,确定六足仿生机器人控制系统的设计,实现了六足仿生机器人按步态规划运动,通过测试,验证了整体设计方案的正确性和可靠性.     

基于模糊PI控制的穿戴式上肢康复机器人

为了加速患有运动功能障碍的患者上肢伸展功能的康复,研制出基于模糊PI控制的穿戴式上肢康复机器人.该上肢机器人借助结合眼动跟踪仪的虚拟现实平台通过气动肌肉驱动实现上肢的康复训练,采用模糊PI控制器对机器人实施位置控制.实验通过受试者穿戴该上肢机器人完成各关节的轨迹跟踪来检测模糊PI控制的效果.实验结果证明:模糊PI控制响应速度较快,轨迹跟踪误差较小,实用性较好.     

基于恒电流二极管的LED驱动电路设计

LED照明是当前照明市场的热点趋势,对于其驱动电路设计方案也层出不穷.本文根据恒电流二极管的特性,针对LED照明中的小功率和大功率LED的不同特性,分别给出了驱动电路设计.保证LED驱动电路性能的同时大大简化了其驱动电路设计,降低了驱动电路的成本.     

一种可程控参考电压源电路设计

该文设计的可程控参考电压源电路,具有低温度系数、高电源抑制比、范围可调的性能;设计由外部输入数字信号而转换为芯片内部的参考信号的开关电阻分压电路,不仅提供了与转换相对应的参考电压,还提供了整个芯片其他电路所需的基准电压。这种电路可广泛地应用在可程控微电路中,通过Mutisim2001仿真和实验,得到较好的电压输出特性。     

基于AL320C和AMOLED的视频信号转换与显示设计

设计一种有机电致发光显示(OLED)的驱动控制电路,实现320×240×RGB像素点全彩色视频图像显示。本文采用AL320C视频解码与显示控制芯片,在获得视频信号的同时,还可以获得控制信号,简化了OLED显示屏的驱动控制难度。本设计电路简单、成本低,实验表明显示效果良好,为各种便携式系统显示前端的设计提供参考。     

电加热炉炉温的智能控制

针对电加热炉的特点，介绍了一种新型的应用单片机对其进行智能控制的控温系统。这种控制方法具有超调小，调整时间快，精度高的特点。系统通过硬件电路和软件程序来实现智能控制。     

基于DSP的大功率多轴控制系统

针对一般特种机器人的功能特性和作业特点,建立了基于TMS320F2812和高电流PN半桥驱动芯片BTS7960的大功率多轴控制系统,并对控制系统的驱动电路、电流采样电路、位置检测模块、CAN总线通信电路等进行了分模块设计.设计过程中充分利用TMS320F2812的片上资源,提高了机器人控制系统的稳定性和可靠性,减少了控制系统的体积和功耗.在机器人控制系统软件设计方面,利用C语言完成了主程序及相关中断子程序的编写.通过相应的电机控制实验,对DSP(digital signal processor)大功率多轴控制器进行了功能测试.测试结果表明,该系统性能可靠、集成度高,能够很好地满足一般特种机器人的控制要求.     

模糊-PID控制在SVC中的应用

提出了一种采用模糊-PID双模控制的SVC无功补偿控制器的设计方法.模糊-PID控制器综合了模糊和PID两种控制方式的优点,使控制器既具有模糊对非线性系统控制的简单有效,又具有PID控制的精确性.实验结果表明,该控制器具有较高的控制精度和鲁棒性.     

低速率语音编解码声码器的实现

基于编码速率600bps的SELP语音算法，提出一种新的语音编解码芯片,电路设计时满足算法复杂度高、运算量大的需求，从而使声码器在极低的速率下更高效地工作，获得更好的语音重建质量．同时，声码器在设计时采用了可重构的思想，对于其他定点语音算法，只需要将算法程序注入到程序存储区就能实现多种算法在同一款芯片的重构。     

Study of an inchworm-like micro-robot

A micro-robot with 4 DOFs is presented in this paper. An inchworm-like biped mechanical structure is selected with the advantages of small size and minimal weight. It can walk on wall as an inchworm with two different locomotion modes such as crawling and overturn. With rotation mode, this robot can change it＇ s motion direction. The robot can also transit between different surfaces. The kinematics model of the robot has been analyzed. A DSP based embedded controller is used for minimal power consumption and efficient control. The micro-robot can move flexibly and fit complicated un-structural environment well.     

基于FPGA的高帧频CCD驱动控制系统设计

CCD芯片的驱动电路是整个高帧频图像采集系统的核心部分,它关系到整个系统的性能和技术指标.分析并实现了DALSA公司1M像素的帧转移型高帧频CCD芯片FT50M的内部结构和驱动时序,并采用集成芯片设计了该CCD芯片的驱动时序和所需的偏压电路,进而改进了CCD芯片的偏置电压电路,采用大多数的偏置电压由SFD信号生成的方式.因此只需产生极少偏置电压即可生成所需全部偏压,这是目前十分安全的偏压解决方案,并选用了FPGA作为核心控制器件.实验表明:此设计不仅简化了电路,还具有性能好、功耗低、体积小的优点,实现了对高帧频CCD图像采集系统的驱动控制.     

一种带输出电压反馈的恒流驱动IC设计

在应用于液晶显示器(liquid crystal display,LCD)背光的发光二极管(light emitting diode,LED)驱动器中,传统设计的DC-DC电路是根据最大负载设计DC-DC电源,在负载有偏差的情况下,系统效率低下,且发热导致额外功率损失.针对传统电路不能动态调节输出电压的缺陷,提出一款新型的LED驱动器的设计.芯片采用恒流驱动模式,通过脉冲宽度调制(pulse width modnlation,PWM)数字模块控制,达到高灰度显示的要求;同时提供一个可级联的反馈电流输出端,配合DC-DC转换器,调节DC-DC的输出电压,以保证恒流输出驱动电压的同时,限制芯片功耗的增加.芯片测试符合设计要求,性能稳定.