空间机构运动分析的影响系数法

给出了空间机构速度和加速度分析的另一种方法--影响系数法,可以验证用求导法所得结果的正确性.对空间机构或机器人机构的执行构件进行实时控制时选择影响系数法,能提高在线控制速度.     

基于构件的多移动机器人软件系统设计

为了适应多机器人系统中机器人异构性和任务复杂性,本文提出了一个基于构件的多移动机器人软件体系结构。针对不同结构机器人和不同功能需求,集成合适的感知、执行机构、信息融合、通信、决策等构件组成不同的智能体,协作完成一个任务。构件用XML实现自我描述,可热插拔和在线配置。该体系结构具有很强的可复用性和伸缩性,成功应用于华南足球机器人系统,参加Robocup中型组足球比赛。     

空间RSS''''R机构运动分析的影响系数法

给出了空间RSS’S机构速度和加速度分析的另一种方法——影响系数法,可以验证用求导法所得结果的正确性.对空间机构或机器人机构的执行构件进行实时控制时选择影响系数法,能提高在线控制速度.     

智能环境下移动机器人任务规划与执行系统架构设计

针对移动机器人的应用需求,研究并建立与人共存智能环境中对人友好的通用任务规划与执行系统(HFPES)的模型与架构,包括建立分布式机器人系统的MAS模型.在完全分布式结构的基础上,加入集中式结构的优点,引入复合Agent和移动Agent概念,建立一种高可靠性的分布式机器人系统的多Agent结构.同时针对系统中机器人智能体给出其Agent建模的分层混合结构,包括任务计划层、任务分配层、IAAs管理层、自主规划层和构件管理层,并采用多Agent协商的方法进行任务规划分配,有效解决了环境动态未知性带来的问题.通过这种任务分配、执行方式可以最大程度上实现智能构件环境下机器人系统的自主运行,增强系统的稳定性和可靠性.     

双圆弧优化算法的足球机器人路径规划

根据双圆弧数据逼近方法,提出一种足球机器人路径规划算法,弥补机器人小车到达定点常用Turn-Run-Turn方法及模糊控制(PID)方法存在的不足.利用由分段圆弧曲线连接而成的双圆弧,具有满足任意端点及其斜率特性要求的特性,解决机器人小车到达目标点位置和姿态的运动过程中遇到障碍物及保持最佳姿态的路径规划问题.最后,利用复合形法,求解障碍物约束条件下的非完整移动机器人路径规划问题,并进行运动路径寻优.结果表明,该方法简单有效,对机器人初始条件不加限制,计算量非常小.     

足球机器人的双圆弧射门算法研究

为了提高机器人足球比赛中的成功率,在分析了基本算法不足的基础上,利用能够满足任意端点及其斜率要求的双圆弧曲线来解决机器人小车到达目标点的位置,以及姿态运动过程中遇到障碍物能够保持最佳姿态的射门问题,并利用优化设计中的复合形法进行了运动路径寻优.仿真结果表明,利用双圆弧曲线可保证足球机器人有效地避开障碍物到达目标位姿,且可保证规划路径上的每一点均能满足非完整约束条件,有效地为足球机器人规划出避碰最优路径.优化后的方法简单有效,可对机器人的初始条件不加限制,计算量非常小,因此有较高的实用价值.     

串联机器人手臂末杆自由度的一种求法

串联机器人手臂的末端构件在空间中最多有6个自由度.在螺旋理论和运动输出矩阵的基础上,提出了又一种能够便捷地计算串联机器人手臂末杆构件自由度数目的方法,该方法为研究并联机器人打下了良好的基础.     

轴心受压部分加劲板件稳定系数计算方法研究

基于能量法对冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴心受压构件的弹性畸变屈曲应力和半波长进行推导分析,得到相应部分加劲板件的稳定系数建议计算公式.与有限条法计算结果的对比分析表明,建议的部分加劲板件稳系数计算方法具有较高的精度和较好的通用性.在此基础上,通过简化分析给出了轴心受压构件部分加劲板件考虑畸变屈曲和局部屈曲的协同稳定系数计算方法.算例分析以及国内外的相关实验结果的验证表明,建议方法能够更好地考虑轴心受压开口截面构件畸变屈曲和局部屈曲对于构件极限承载力的影响,承载力计算结果相对于我国现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018—2002)更加准确,适用性更强.     

六杆长停机构的类型与运动综合

本文提供一种新型间歇运动连杆机构——六杆长停机构。利用该机构中某些构件长度的特殊关系,使作往复运动的从动件能在某极限位置上有很长的停歇时间,相当于主动件的转角可达200°以上。文中阐述了六杆长停机构的作用原理、类型选择,并导出了该机构尺度综合的解析式。据此进行计算机辅助设计。六杆长停机构适用于执行构件需要在一极限位置具有很长停歇的机械。     

两轮自平衡机器人运动平衡控制研究

对两轮自平衡机器人的运动平衡控制进行研究。通过搭建两轮自平衡机器人实验平台,采用Newton-uler法建立动力学模型以及针对机器人的运动控制、平衡控制和伺服控制设计相应的PID控制器。物理实验表明,机器人在外界冲击干扰和阶跃干扰的作用下,能够维持自身平衡同时可以执行相应的运动控制命令。结果表明,提出的两轮自平衡机器人运动平衡控制的方法是合理有效的。     

三维编织复合材料矩形空心断面梁的刚度优化

运用约束变尺度法研究三维编织复合材料空心断面梁的刚度特性.目标函数分别为梁的各项刚度系数或其组合,设计变量为该复合材料的编织工艺参数和梁的几何参数.采用优化设计方法得到了较理想的结果,对三维编织复合材料空心梁的设计有一定的参考意义.表1,参9.     

套索驱动柔性机械臂设计与研究

针对刚性机械臂在狭小环境下运行困难、操作难度较大等问题,提出一种仿生象鼻的柔性机械臂.采用分段常曲率的假设对连续体进行分段处理,搭建连续体动力学模型;代入每段套索长度、弯曲角度等变量数据进行动力学仿真,绘制连续体三维模型;改变弹簧长度、弹簧刚度、套索协调方式,对柔性机械臂的机构进行仿真,确定模型的材料要求;搭建样机进行弯曲缠绕试验.仿真与试验结果表明,以弹簧、套索为核心的柔性机械臂可在较短时间内实现360°弯曲,完成弯曲缠绕动作.     

Effects of Fiber Volume Fraction on Damping Properties of Three-Dimensional and Five-Directional Braided Composites

The effects of fiber volume fraction on damping properties of carbon fiber three-dimensional and five-directional( 3D-5Dir)braided carbon fiber / epoxyres in composite cantilever beams were studied by experimental modal analysis method. Meanwhile,carbon fiber plain woven laminated / epoxy resin composites with different fiber volume fraction were concerned for comparison. The experimental result of braided specimens shows that the first three orders of natural frequency increase and the first three orders of the damping ratios of specimens decrease, when the fiber volume fraction increases. Furthermore,larger fiber volume fraction will be valuable for the better anti-exiting property of braided composites,and get an opposite effect on dissipation of vibration energy. The fiber volume fraction is an important factor for vibration performance design of braided composites. The comparison between the braided specimens and laminated specimens reveals that 3D braided composites have a wider range of damping properties than laminated composites with the same fiber volume fractions.     

三维编织复合材料抗侵彻性能--准静态侵彻实验与弹道侵彻有限元计算的对比

用钢制圆柱锥体对四步法三维编织芳纶／环氧复合材料在MTS材料试验机上作准静态侵彻测试，得到准静态侵彻载荷一位移曲线，并由此计算得到侵彻功一位移曲线。在对复合材料侵彻破坏的细观观测中发现，复合材料主要以拉伸断裂方式为主并在受侵彻面伴有压缩和剪切破坏。由于弹道侵彻破坏很难测量侵彻过程中的侵彻功随侵彻位移的变化，这里用有限元程序LS—DYNA960并结合由准静态得到的破坏判据、复合材料力学性质常数模拟动态侵彻，对比准静态侵彻功一位移曲线和弹道侵彻模拟曲线，两者有较好的一致性，表明用该类复合材料的准静态侵彻性能模拟弹道侵彻性能有一定的可行性。     

带重力补偿的机器人分散自校正控制器

本文通过引入重力补偿,提出了一种有效的机器人分散自校正控制器。在一典型三自由度机器人上,在强负载扰动下对该控制器进行了仿真检验,仿真结果表明,该控制器控制效果良好。     

四步法三维编织复合材料弹性性能的数值细观力学分析

本文介绍一种预测四步法三维编织复合材料弹性性能的方法提出了一种细观力学分析模型,并根据应变能等效原理,采用有限单元法作了分析复合材料的弹性模量和泊松比被表达为纤维和基体的弹性性能、纤维体积比、编织角等的函数对理论计算值和实验数据作了比较图４,表１,参８     

三维编织复合材料空心断面梁的刚度分析

基于层合板类推法和一阶剪切变形位移理论,分析了三维编织复合材料空心断面梁的刚度导出了此类构件拉伸、弯曲、扭转、剪切及各种耦合刚度系数的计算公式这些刚度系数被表为纤维与基体的类型、纤维编织角、纤维体积百分比、空心断面的几何尺度等的函数图2,表1,参8     

耐烧蚀硅基纤维布增强酚醛树脂复合材料的高温氧化性能与力学性能

针对目前广泛应用的耐烧蚀硅基纤维布增强的复合材料存在的问题,比较了三种不同的硅基纤维布增强酚醛树脂复合材料的高温氧化后的失重率、力学性能和宏观/微观形貌的变化.发现高温氧化后,混编复合材料失重率的变化明显大于单编复合材料失重率的变化;高温氧化后材料的弹性模量随温度升高而减小.在三种硅基纤维布增强的复合耐蚀材料中,单编硅基纤维布增强的复合材料具有更好的抗高温氧化性能.     

避免关节限制的机器人冗余分解方法

对几种主要的机器人运动学冗余分解方法进行了总结,指出了每种方法的优点及存在的问题;介绍了基于优化的任务扩充方法并讨论了这一方法的关切限制避免问题,通过一实际的四自由度平面机器人的仿真,比较了梯度投影法和任务扩充的方法。     

机器人自适应模型跟随控制系统

对工业机器人控制要求的不断提高,提出了不少现代控制方案。建立在超稳定性理论基础上的自适应模型跟随控制系统(AMFCS)就是一种很有效的方案。本文提出了一种自适应控制算法:单位向量加积分校正自适应算法。设计方法简单,能保证系统大范围渐近稳定,计算工作量小,易于实时控制。对机器人系统期望的解耦特性可以通过选择适当的参考模型来实现。计算机数字仿真实验证明了该方法的有效性。