机器人避障功能的设计

本文介绍了通过硬件的连接以及利用汇编语言编写简单程序使机器人实现避障功能.     

美国：自行生长肌肉的微型机器

美国一家实验室研制出一种微型机器，能够凭借自身生长的肌肉行走。这项发明可能被用于研制神经刺激器，使瘫痪病人不用呼吸器就能呼吸：或者用于研制纳米机器人，来清除血管内的脂肪斑。     

微型工厂走进制造业

对于许多小型产品来说，现有生产系统的规模，与其生产对象相比，往往显得庞大无比。比如象手表、照相机等小型精密机械，都是由众多“毫米”级的零件组成的；而用于加工这些零件的机床等设备，其尺寸却是“米”级的。更有甚者，将这些小零件组装成小型产品(成品)的设备，则是由众多与真人差不多大小的机器人构成的生产线，其长度则达二、三十米的程度，设备与产品的数量级形成巨大反差。再说半导体工业吧，其发展是随着高技术化、高集成化的发展而发展的，其结果则是制造设备的大型化、大规模系统化，于是设备制造成本猛增、生产系统的柔性受到严重制约。为此，就需要一种与产品尺寸数量级相应的小型制造设备来制造、组装小型产品的微型生产系统，即所谓的“微型工厂”。其目的就是要在有限的狭小空间内巧妙地统筹安排加工、组装、搬运、检验等多道工序所用的设备，建立一种微型的生产系统，使之具有生产微型产品的能力。     

机器人路径规划的计算机模拟及统计分析

以计算机模拟为辅助工具 ,讨论了机器人路径规划的算法 ,提出一种简化算法二次规划 ,既可避免组合爆炸 ,又能得到一个较优的解 ,即满意解     

基于新型轴对称无网格方法的水下爆炸冲击波和气泡运动数值模拟

采用无网格光滑粒子流体动力学（smooth particle hydrodynamics,SPH）方法,结合粒子体积自适应技术（volume adaptive scheme, VAS）构建高精度、高效率的新型轴对称SPH模型,实现水下爆炸冲击波和气泡运动模拟。在冲击波传播阶段,通过与经验公式及文献理论值对比,验证了该轴对称SPH模型的精度。针对气泡脉动模拟,选取典型的双气泡耦合问题,分析气泡形态和压力载荷的力学特性,讨论了两气泡之间的距离参数对气泡相互作用过程的影响。结果表明,该新型轴对称SPH模型可实现水下爆炸过程压力载荷和气泡形态演化的精确预报。     

基于ROS的室内导航机器人设计研究

采用基于机器人操作系统（ROS）的设计方案开展了机器人在自主导航中的应用研究,设计了一款集定位、SLAM建图、路径规划、驱动控制于一体的机器人综合系统。系统利用激光雷达扫描获取环境实时数据和里程采集信息,通过Gmapping算法对数据进行融合,以及采用自适应蒙特卡洛定位（AMCL）方法实现了环境地图绘制与定位。通过matlab对路径规划算法进行对比研究发现,路径规划任务中Djakarta算法更适应在室内多障碍物场景。而实验结果显示在模拟环境中利用Dijkstra算法和DWA算法进行避障更加有效。仿真实验结果也表明,该系统可构建高精度环境地图,并对机器人进行定位和导航,实现了在实时路径规划中成功避开障碍物到达目标点。以上研究表明在室内定位和导航任务中该机器人系统框架具有良好的可行性和稳定性。     

机器人主动柔顺恒力打磨控制方法

为了解决打磨过程中打磨控制系统存在扰动问题,设计了一种机器人力控末端执行器,并提出了一种机器人主动柔顺恒力打磨自抗扰模糊变阻抗控制方法.所提方法的内环控制采用模糊变阻抗控制器,外环控制采用自抗扰打磨控制器.采用Lyapunov稳定性理论证明了所提方法的跟踪误差收敛为零.通过仿真和实验,验证了所提方法的有效性和适用性.研究结果表明：在内环控制相同情况下,与外环控制为PID控制器相比,所提出的机器人主动柔顺恒力打磨自抗扰模糊变阻抗控制方法减小了打磨过程中的力跟踪误差和位置超调量,提高了机器人打磨力控制系统的控制效果和鲁棒性,实现机器人柔顺恒力控制.     

刚体机构的鲁棒变结构控制

本文针对仅装备位置传感器的刚体机构,提出了一种新的鲁棒变结构控制算法。该算法克服了传统的变结构算法中由于过大的开关项系数而激发系统的未建模模态所引起的系统振动现象。重新定义的状态变量实现了观测器和控制器的解耦。在控制器中,对滑动误差的收敛速度进行控制的新概念被首次提出。在我校自行研制的“JTR-1”教学机器人上的实验,证明了这种算法良好的性能。     

机器人多指手的位置一力混合控制

分析了一类机器人多指手的动力学模型的特点,针对这类机器人多指手在运动和抓握２个过程中动力学特性有根大差异的特点,提出了１种切实可行的位置─力混合控制方案,并成功的应用于北京科技大学双拇指手控制系统。     

双边力交互方式下遥控机器人系统的网格模型

基于所建立的工作在双边力交互方式下遥控机器人系统的动力学模型,描述了新的系统二端口网络结构,推导了网络的Ｔ传输矩阵参数,并给出了其物理含义,指出了完全透明传输系统的特点并加以分析。