仿生蠕动型机器人动力学分析与仿真

为提高蠕动型机器人的适应性和行走效率,根据腹足动物蠕动原理,设计了一种可应用于人体大动脉血管介入诊疗的新型蠕动式机器人,该机器人的摩擦力控制模块使固定相与移动相的体节单元与管壁之间具有不同的摩擦系数,从而提高了蠕动效率,使机器人运动更平稳,承载能力更强。描述了机器人的结构与行走原理,分析了机器人在大动脉流场环境中的受力,利用空间算子代数方法,建立了机器人动力学模型,通过试验验证了机器人行走原理,在此基础上进一步进行了任务仿真,测试了机器人在不同环境中的动力学性能。样机试验和仿真的结果表明这种仿腹足动物蠕动式机器人达到了预期目的,而建模和仿真的方法对于其他类型蠕动式机器人也具有借鉴意义。     

一种新型柔索驱动介入式导管主动头端

依据介入导管操控要求,提出一种柔索驱动介入导管主动头端的设计方案,建立导管主动头端三维实体模型,并制作了一种尺寸放大的柔索驱动主动导管头端样机.采用D-H参数法和Newton-Raphson迭代法建立主动头端正反运动学数学模型,给出了计算柔索长度的通用方法,运用力锁合理论对主动头端各个关节的工作空间进行分析.并基于Mathematica平台,利用上述数学模型对导管头端运动进行轨迹规划.     

基于Arduino的智能花卉灌溉系统设计

针对阳台、露台等花卉种植环境,本文设计了一个智能化的灌溉与施肥系统。该控制系统通过传感器,可以在分别设定的控制周期内检测并返回环境参数至MCU,在和给定阈值进行比对后,MCU根据已有控制策略输出控制指令,自动实施灌溉和施肥。该系统能在无人值守情况下正常运行,能满足家庭种植和花卉管理的需要。     

在轨服务双臂空间机器人参数辨识研究

本文以在轨服务自由漂浮空间双臂机器人为研究对象，研究了机器人本体和所抓取未知目标卫星的参数辨识问题。利用卫星自身携带的测速敏感器测得卫星本体质心以及操作臂的线速度及角速度，基于线动量及角动量守恒方程即可对双臂机器人本体和未知目标卫星进行未知参数的辨识。本文首先对空间机器人模型进行符号推导；然后研究了机器人的参数对辨识研究的影响；最后分析了参数辨识的影响因素。本参数识别方法的可行性以及效果在地面实验室中得到验证。     

潜游式管道机器人动力学分析

分析了管道机器人在充满液体的管道中运行时的受力状况,在此基础上建立了基于欧拉参数(四元数)的潜游式管道机器人六自由度空间运动的动力学模型。对于在特定的三维弯管道内沿规划路径游动的机器人,通过流体力学仿真软件Fluent计算出机器人的流场阻力并代入该动力学模型,在Mathematica环境下可计算出机器人的受力.利用该模型进行的动力学仿真得到了机器人在确定形状的弯曲管道中游动时所需的驱动力.欧拉参数(四元数)的引入有效地避免了奇异性.