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.     

基于行为建模的机器人混合模糊-神经控制方法

本文提出了一种设计机器人模糊－神经控制器的新方法。因为模糊逻辑控制器的控制信号是由系统的响应行为而不是由其分析模型决定的，所以机器人的开环响应可以用一系列二阶系统来描述。然后，用Ｎｅｌｄｅｒ－Ｍｅａｄ单纯形算法离线优化与该系统相关的模糊逻辑控制器的参数，并用人工神经网络来训练开环响应与这些优化了的参数之间的匹配关系。该方法的优点在于当它用于设计模糊－神经控制器时，在自适应过程中不必考虑收敛问题     

仿人服务机器人的平衡控制

仿人机器人具有复杂的耦合非线性特性,因此仿人机器人的平衡控制具有重要的研究意义。针对仿人服务机器人系统,研究智能仿人服务机器人的平衡控制。首先,研究智能双足仿人机器人HUBO的行走与站立时平衡模式,分析HUBO基于ZMP的步态规划方法,并分析HUBO内部各个关键控制器的控制方式,以保证机器人行走时的平衡。然后,通过这些信息,使用Simulink对各控制器进行仿真,验证控制效果。最后,通过仿真分析、改进各项控制参数,进一步改善了仿人机器人步态平衡控制,达到较好的步态平衡控制效果。     

新型模糊神经网络控制器在GTAW焊中的应用

钨极气体保护电弧焊(GTAW)过程是一个复杂的、多参数耦合的高度的非线性系统，难以实现实时、有效的在线控制．模糊控制吸收人的经验思维的特点；神经网络则对信息的处理具有自组织、自学习的特点；遗传算法是一种全局优化搜索方法，具有简单通用、适合并行处理的特点．笔者将三者有机地结合起来，在模糊神经网络控制器的基础上利用改进的遗传算法，并分析其网络结构和离线学习的方法，协调利用三者的优势设计一种新型的模糊控制器，并使之用于脉冲GTAW焊仿真中，结果证明该新型模糊神经网络控制器比传统的模糊控制器具有一定的优越性．     

基于粒子群算法的模糊神经网络控制器

将粒子群算法与模糊神经网络结合起来提出了一种粒子群模糊神经网络控制器,先用粒子群算法对模糊神经控制器进行离线训练,然后用BP算法对模糊神经控制器进一步在线训练,仿真结果表明该控制器比模糊神经控制器取得了更好的控制效果。     

基于粒子群算法的模糊神经网络控制器

将粒子群算法与模糊神经网络结合起来提出了一种粒子群模糊神经网络控制器,先用粒子群算法对模糊神经控制器进行离线训练,然后用BP算法对模糊神经控制器进一步在线训练,仿真结果表明该控制器比模糊神经控制器取得了更好的控制效果.     

一种仿人机器人斜坡运动步态规划方法

以SCUT-Ⅰ仿人机器人步态运动为对象,提出了由斜坡运动步长、步行周期等参数控制的斜坡运动模式,并基于倒立摆模型对斜坡运动过程中仿人机器人的髋关节和摆动腿踝关节的轨迹进行规划,从而得到斜坡运动的轨迹;最后,根据SCUT-Ⅰ仿人机器人模型参数,在Matlab 6.5中建立机器人的模型,对机器人斜坡运动进行仿真实验,验证了该规划方法的有效性及稳定性.     

步态训练机器人控制系统仿真研究

步态训练机器人是一种可以模拟在不同路况下行走的机器人．针对控制系统能够适应不同路况的要求,设计了一种适应负载、速度变化的变参数PID控制器,并建立了控制系统模型．在MATLAB环境下,对控制系统进行了仿真分析．仿真结果表明,平地行走、上楼梯和下楼梯3种步态轨迹的跟踪曲线均具有良好的运行特性;控制器适应了速度、负载变化的影响,满足机器人对不同路况模拟的各项要求．该研究为步态训练机器人对不同路况的进一步模拟研究奠定了基础．     

微型仿昆飞行机器人驻飞时动力学分析和仿真

针对微型仿昆飞行机器人,建立了一个机体模型和驻飞时的翅运动形式,分析了驻飞时翅运动所产生的气动力,导出了微型仿昆机器人驻飞时的动力学方程,并对该方程进行了仿真分析.仿真结果表明,在一个拍动周期内,微型仿昆飞行机器人在一个小范围内振动;当一个周期结束后,机体回到原位置,驻飞时机体处于一个动态稳定状态.     

仿人机器人的一种双向动力学建模方法

为了得到更精确的仿人机器人动力学模型,提出一种在仿人机器人关节处采用双向动力学建模的方法.考虑关节处两个不同传输方向的功率传输效率,根据地面约束力和关节力矩定义,将仿人机器人简化为五连杆结构,采用Lagrange方程建立仿人机器人的双向动力学模型.对双向动力学模型进行计算机仿真,并在小型仿人机器人SHR-6S平台上进行...     

不同路况下正常步态特征研究

为系统研究人体步态随路况的变化 ,利用人体运动分析系统采集了多个健康人在上下坡、上下楼梯、平地等路况下行走时的位移 -时间和地面受力数据 ,并利用人体下肢刚体动力学模型 ,计算了各路况下髋、膝、踝关节所需力矩。分析结果表明 ,各路况下人体步态差异很大 ,各关节所提供的力矩各不相同。支撑期上楼梯时所需膝力矩最大 ,摆动期上楼梯和上坡时所需膝力矩均较大。各种情况下不仅力矩的数值不同 ,而且力矩的模式也有很大差异。这些数值结果为了解人体运动规律 ,分析异常步态以及康复方法提供了依据     

可抛掷移动机器人上下楼梯机构设计及仿真

针对可抛掷移动机器人体积小、质量轻,便于携带和快速部署,受自身体积限制,目前可抛掷移动机器人均不具备上下楼梯功能的问题.提出一种适用于可抛掷机器人的垂直上下楼梯机构,通常情况下,仍以抛投的形式进入工作环境,当需要进行多楼层搜索时,加装上下楼梯模块,而后以遥控模式驶入工作区.针对该机构进行控制方案设计,并基于RecurDyn及Simulink软件建立机械-控制系统模型,对机器人不同初始姿态的情况下进行上下楼梯动力学仿真.结果表明,可抛掷移动机器人能够实现自主上下楼梯功能,上下楼梯过程动作平稳.该机构解决了机器人上下楼梯性能与机器人体积重量之间的矛盾.      

建筑结构CAD系统中楼梯结构施工图绘制方法研究

该文根据楼梯结构施工图的特点，归纳了５种楼梯结构类型。针对不同的楼梯结构类型，论述了如何利用Ａｕｔｏｃａｄ绘图软件包，在ＩＢＭＰＣ４８６微机上编写绘制楼梯结构施工图的菜单文件。用Ａｕｔｏｌｉｓｐ语言对图形单元进行系统描述，建立楼梯单元的可变图形库，绘制各种楼梯施工图的实现方法。同时指出，楼梯结构施工图中包括了大量的构造及专家经验要求，所以用Ａｕｔｏｌｉｓｐ语言进行描述和绘图十分便利     

板式建筑物楼梯对框架结构整体计算的影响分析

现行建筑物的结构设计一般不考虑楼梯参与框架结构的整体计算,但地震震害表明楼梯的破坏往往很严重．建立模型并利用SAP2000结构分析软件对不考虑楼梯作用及考虑楼梯作用的框架结构整体计算进行了比较分析,为楼梯抗震设计参与结构整体计算提供参考．     

基于性能的RC框架结构现浇板式楼梯抗震性能评估

根据已有楼梯抗震试验结果,给出梯段板抗震性能水平及其量化指标;建立框架结构层间位移角与梯段板抗震性能指标之间的关系,并进行楼梯抗震性能宏观评价;基于梯段板、梯柱、与休息平台直接相连的框架柱等楼梯构件,给出既有RC框架结构板式楼梯抗震性能评估的具体方法和步骤.     

基于ANSYS的某带中柱钢筋混凝土螺旋楼梯的弹性静力分析

钢筋混凝土螺旋楼梯受力复杂,图集及计算手册不能提供所有螺旋楼梯的设计,采用手算或常用结构设计软件进行设计难度较大。采用通用有限元软件ANSYS对某带中柱钢筋混凝土螺旋楼梯进行建模分析,最终确定了带中柱螺旋楼梯的结构方案,并将分析结果作为配筋设计指导。可供工程设计人员参考。     

螺线轮登梯机构的分析

阐明了螺线轮登梯机构的工作原理和螺线登梯轮的设计计算方法。分析了螺线轮对楼梯尺寸的适应性，并在一设计实例中根据楼梯尺寸确定了螺线轮参数，给出了螺线轮登梯车的重要工作参数的确定方法。     

框架结构中折板楼梯的抗震性能分析

传统常用的直板楼梯极大提高了楼梯间的抗侧刚度,吸引了较大的地震作用,而设计师又没有充分地考虑到,导致了汶川地震中大量的楼梯破坏,阻碍了人员的逃生。本文通过ANSYS数值模拟,对比了纯框架结构、带直板楼梯或带折板楼梯框架结构的振动特性,建议框架的楼梯设计尽量采用折板楼梯,并且使平台板与框架柱不连接或弱连接,这样可以削弱楼梯在水平地震作用下的“斜撑”效应,减弱楼梯参与整体结构受力的性能,减轻地震作用在框架间分配不均的现象,进而减小楼梯构件内力及其设计难度,并且使楼梯间的框架柱不再会形成短柱,同时降低位移限值的保守度,减少浪费。通过大量的数据寻找出应力的变化规律,给出了折板楼梯设计时需要的一些尺寸的建议值。     

集装箱起重机梯子平台智能布梯快速设计系统

应用面向对象的程序设计语言Visual C＋＋对三维参数化图形设计软件SolidWorks进行二次开发,将知识工程的思想与集装箱起重机梯子平台的设计相结合,开发出基于知识工程的集装箱起重机梯子平台智能快速设计系统（Intelligent and Rapid Design System for Stairs and Plats of Container Crane,IRDS-SPCC）.综合参数化设计、特征建模和软件集成等技术,将产品的特征和产品中凝聚的知识、经验和规则一体封装,提出了“自上而下”的智能布梯的设计思路,并建立内容丰富的实例库,实现了从集装箱起重机梯子平台总体设计到零部件设计与分析的数字化.该系统的研究可为集装箱起重机整机设计及其他大型复杂机械产品的设计提供可借鉴的经验.     

低频楼梯压电发电装置的数学模型和实验

 为收集和利用密集人群对楼梯的踩踏能量,设计了一种基于低频的新型楼梯压电发电装置,基于RLC 等效内阻建立了该装置的发电电路和数学模型;利用搭建的振动实验平台,对等效电路和数学模型进行实验验证。结果表明,在低频条件下,激励位移越大,频率越小,该压电发电装置输出的电能越大;压电发电单元的实验输出电压为电路中等效电阻Z₂的电压,利用数学模型计算得到的理想电压源电压是实验空载电压的2.64~2.88 倍;通过对实验数据的分析计算,得到了与理论计算电压变化规律相一致的实验电压源电压,两者最大误差为7.1%,验证了该压电发电单元等效发电电路和数学模型的正确性。