仿蚯蚓蠕动微机器人及控制系统

在研究蚯蚓运动机理的基础上,提出一种适用于微小软管移动的仿蚯蚓蠕动式微机器人,该机器人分为三个柔性单元体,每个柔性单元体主要由一对绝缘板,两板之间相连的三根形状记忆合金元件,充入空气将ＳＭＡ等加以封闭的橡胶囊组成。在ＳＭＡ的形状记忆效应和橡胶气囊的综合作用下,柔性单元体可实现蚯蚓了相类似的运动,从而实现微机器人蠕动式前进。     

用于肠道检查的微小型蠕动机器人

基于蚯蚓运动原理研制了一种用于肠道检查的新型微小机器人，它采用步进电机作为驱动源，驱动力大，易于控制．介绍了该机器人的机体构造和运动原理，建立了力学模型并作了相应分析，详细阐述了系统的控制组成和软件设计，讨论了在不同材质、不同倾角管道内的驱动性能试验．结果表明：该微小型机器人运行可靠、平稳，有一定的爬坡能力．该研究为肠道检查机器人系统的实际应用奠定了基础．     

A mobile self-reconfigurable robot based on modularity

A novel mobile self-reconfigurable robot is presented.This robot consists of several independentunits.Each unit is composed of modular components including ultrasonic sensor,camera,communica-tion,computation,and mobility parts,and is capable of simple self-reconfiguring to enhance its mobilityby expanding itself.Several units can not only link into a train or oilier shapes autonomously via cameraand sensors to be a united whole robot for obstacle clearing,but also disjoin to be separate units undercontr...     

具有柔性脊椎的四足机器人奔跑运动分析

为了提高四足机器人的奔跑性能,设计了一种具有柔性脊椎的四足机器人.该柔性脊椎由两个平行橡胶棒和一个驱动液压缸组成,通过控制驱动液压缸的伸缩可使两个平行橡胶棒实现上下弯曲.分析了该四足机器人的柔性脊椎对奔跑步长的影响.基于Hopf模型的CPG控制方法,推导了髋关节和膝关节的关节驱动曲线幅值的表达式,并通过网络拓扑结构的重建将脊椎驱动信号与各腿部关节驱动信号进行耦合.最后利用Adams和MATLAB/Simulink对四足机器人进行了bound步态仿真,仿真表明具有柔性脊椎的四足机器人奔跑性能显著提高.     

机器人柔性装配单元的设计

机器人柔性装配单元是实现多品种、中小批量产品装配自动化的有效技术途径．该文在对机器人柔性装配单元中机器人、夹持器装置选择的约束条件进行型式化描述的基础上,以制造成本最小为目标,建立了满足装配任务精度要求的机器人柔性装配单元优化布局的数学模型．最后,通过具体生产案例对提出的方法和模型的正确性、可行性进行了验证．     

一种形状记忆合金丝驱动的微小型六足机器人

为解决有限空间中形状记忆合金（ＳＭＡ）丝驱动的转动关节臂输出角位移不足的问题,提出了两种方法：①减小关节的回转半径,用富余的输出力补偿输出角位移的不足;②在三维可用空间中布置ＳＭＡ丝,增大ＳＭＡ丝的长度,开发了一种ＳＭＡ丝驱动的六足步行机器人,机器人的肢体布局和结构符合仿生学原理,轮廓尺寸为２５ｍｍ＊２５ｍｍ＊２５ｍｍ。并介绍了一种实用该机器人静步态行走的控制策略。     

Open Architecture of Single-processor Real-time Robot Control System Based on Windows NT

This paper introduces the architecture and implementation of an industrial robot control system based on Windows NT. This robot control system, which is based on a single-processor structure, can run on general industrial computers. Owing to using Windows NT's real-time extension RTX, the control system can achieve good realtime performance and friendly user interface in one general-purpose operating system. A three layer hierarchical architecture of control software is proposed to make the system more scalable and flexible. Furthermore a communication and configuration system is implemented to enable modules to communicate with each other, which make the control system scalable and flexible.     

基于有限状态机理论的多节机器人运动步态分析

基于蚯蚓生物体运动原理研制了一种新型多节蠕动微小型机器人．机器人由5节铰链式结构组成，其外形直径约6．8mm，长度约110mm．介绍了该类机器人的机体构造和运动原理．在详细阐述有限状态机理论方法的基础上．建立了机器人的运动步态分析数学模型．并进行了单个行进波模式和任意行进波模式下改变机器人运动方向的机器人运动步态仿真分析．结果表明，该方法可用于分析该类机器人运动步态的可行性和所建立模型的正确性．从而为研究该类多节机器人系统的运动步态问题提供了理论依据．     

基于SMA智能复合棒的新型驱动器研究

提出了一种新型的基于偏心内嵌SMA丝复合弹性棒的驱动器结构,推导了复合弹性棒的三维变形描述方程式,应用SMA丝和弹性棒的界面连续性原理,求解棒和丝的平衡方程式,得到了两者的合力和合力矩,将三维方程应用于SMA丝平行轴线嵌入圆直棒的特定情形,得到二维的简化式,设计和制作了基于新型驱动器的多指机械手,实验结果进一步验证了弹性棒变形理论。     

基于单片机的小型上下料机器人机电综合设计

针对柔性制造单元的上下料任务,完成了小型5自由度机器人的机电综合设计与制作。在SolidWorks环境下,构建三维模型并完成了运动分析：以单片机作为控制器,为舵机提供控制信号,采用了一种新的多路PWM控制信号产生方法,可以精确地控制六路舵机的运动,实现对机器人的控制,完成了控制器的硬件夏软件设计;设计了上位机控制程序,并利用VB串口通信控件实现上位机与单片机的通讯。所设计的机器人,能完成多种物料的搬运任务,控制简单可靠。     

基于装配的多机器人虚拟生产平台的系统建模

作为虚拟生产平台建立的重要组成部分之一 ,生产系统的建模对于多机器人虚拟生产环境的作业控制至关重要。基于系统具有并发性、柔性和不确定性的特点 ,提出了一个生产系统分块式有效 Petri网建模方法 ,保证了所生成的整体生产系统模型的有效性 ,可直接用于系统作业的控制 ,并且具有错误恢复能力 ,建模方法的有效扩充性也为深入地细化研究系统的某个加工单元和系统的扩展提供了可能。采用 C/ C++语言 ,基于 GL 图形库实现了平台的建立并给出了实例     

Earthworm-like micro robot based on electromagnetic driver

According to the principle of bionics, a prototype of the earthworm-like micro robot was developed and manufactured for entering the small tube. Based on the process of the action and mechanics analysis, the controller was designed. This micro robot with 6mm diameter was driven directly by three electromagnetic linear drivers. Mobile cells were joined with two degree-of-freedom joint and the whole body was flexible and soft. The driving force reached 10.8g in normal working condition. The direction of movement and the angle of imaging can be controlled by the shape memory alloy （SMA）. The driving force, velocity and movement of micro robot in flexural tube were tested through experiments, which indicated that the driving force was in proportion to the range of frequency, and the micro robot could current, and the velocity reached a maximum in certain move in the thin tube flexibly.     

基于单片机的ESMAA伺服控制系统

介绍了一种新型SMA驱动器。该驱动器实际上是偏心内嵌有单程SMA丝的弹性硅胶棒。它集成了驱动单元和执行单元的功能,特别适于作为小型和微型机器人系统中的致动元件。研制了基于80C196KC单片机的弯曲型ESMAA柔性伺服控制系统,实现了基于SMA电阻反馈的PI^ 控制策略探讨和实验研究。     

基于封闭矢量法和D-H法的四足机器人逆运动学分析

为提高四足机器人的运动速度和仿生程度，设计一种新型的具有柔性腰的四足机器人，提出该柔性腰具有三个自由度，对该新型四足机器人进行自由度分析，并用螺旋理论来分析腰部的运动原理和验证自由度。运用封闭矢量法和Denavit-Hartenberg连杆坐标描述法求得柔性腰和单腿逆运动学分析，并用算例证明该算法的正确性。结果表明该算法计算和逻辑简单，便于理解和掌握。本研究为该新型具有柔性腰的四足机器人的工作空间、速度、加速度、机构优化和系统控制等的进一步研究奠定了基础。     

掺外加剂的橡胶沥青SMA混合料设计方法

为了研究橡胶沥青SMA混合料的配合比设计和路用性能,在普通SMA配合比设计方法的基础上,选择3种橡胶粉、1种基质沥青和4个间断级配,对橡胶沥青混合料配合比设计过程进行了详细的介绍;利用车辙试验和疲劳试验,分析了不同油石比、外加剂(如SBS、高模量耐久剂)等对混合料高温稳定性能和抗疲劳性能的影响。结果表明:与普通SMA混合料相比,橡胶沥青SMA混合料具有较小的矿粉用量和较大的目标空隙率;随着油石比的增大,橡胶沥青SMA混合料的高温稳定性能逐渐降低,抗疲劳性能则不断提高;车辙试验结果和疲劳试验结果呈现一致的规律,即油石比较大时,高模量耐久剂对混合料路用性能的提高作用更为明显。     

双重驱动平面并联机器人的振动控制

为了实现柔性机器人的高速高精度控制,抑制高速运动中的残余振动,提出一种新颖的柔性机器人机构,并基于双重驱动的思想研究了其振动抑制问题。以直线伺服电机作为机器人的主驱动源,实现高速精密点位控制,并采用脉冲整形技术减小末端残余振动;以压电陶瓷作为从驱动源,采用闭环反馈控制策略抑制末端残余振动。实验结果表明:采用输入指令整形减振技术和压电陶瓷相结合的抑振策略,系统稳定时间缩短80%以上,双重驱动的抑振策略实现了高速高精度的运动控制。     

一个新型三硫醚配体-银(Ⅰ)配位聚合物的合成、表征与晶体结构

报道了一个基于柔性三硫醚配体(L=1,3,5-三(苯基硫代亚甲基)-2,4,6-三甲基苯)的新型AgI配合物{[Ag3(L)2(ClO4)2](ClO4))∞(1)的合成与结构表征.X-射线单晶衍射结果表明,配合物1为单斜晶系,C2/c空间群,晶胞参数为a=3.493 1(7)nm,b=2.158 4(8)nm,c=2.878 2(4)nm,β=123.688(10)°,V=18.056(3)nm3,Z=8.配合物1的不对称单元中存在3个晶体学独立的AgⅠ离子,其中一个为四配位,另外两个具有线性二配位模式.每个配体中的3个硫原子通过与其邻近的3个AgⅠ离子配位,形成由6个金属离子和6个配体所组成的六边形48元大环重复单元,并且通过这种重复单元构成具有(6,3)拓扑结构的二维无限蜂窝状配位网络.     

Interaction of Units and Research Methods of Control Performances of Distributed Manufacturing Information System

In order to analyze the function demand of the distributed manufacturing information system as well as its control demand, and eliminate information ambiguity among system units to integrate semantics, the abstract Agent model and computational structure of each unit was presented based on flexible coupling automata. The autonomy of each unit was investigated in this foundation. The system unit was described using the Web Ontology Language （OWL） ontology. And the system semantics was also integrated. On these basics the communication among the system units was analyzed with an example of interaction between a machine and a warehouse. The control performances of information system units were investigated using Boolean matrix as a substitute for traditional process in RW theory, which reduced the computational complexity. This work established the foundation for the demand analysis, design and development of the distributed manufacture information system.     

一种新型电力光缆剪枝机器人的运动学联合仿真研究

针对架空电力光缆线路巡检维护中的树枝修剪问题,设计了一种新型五自由度串联剪枝机器人。首先,通过D-H(denavit-hartenbreg)参数法,建立了该剪枝机器人机械臂的运动学模型,得到运动学正逆解;然后在V-REP和MATLAB中进行联合运动仿真,并利用蒙特卡洛法分析剪枝机器人工作空间,得到机械臂工作空间的云图;为保证剪枝过程的运行平稳,在工作空间内进行轨迹规划并仿真;最后,联合仿真结果表明该剪枝机器人运动学模型有效,各关节及末端轨迹规划控制效果良好,可以实现1~1.5 m范围内灵活修剪树枝等障碍物的要求,为剪枝机器人后续控制问题研究提供了理论依据和实验基础。     

输电线巡检机器人位姿变化的柔性关节控制策略

为降低输电线巡检机器人的柔性关节输出速度的波动程度，采用极点配置方法设计柔性关节伺服驱动系统控制器参数.该参数的选择随机器人位姿变化而变化，从而使机器人柔性关节伺服驱动系统能够获得平稳的输出速度.首先建立了机器人柔性关节伺服驱动系统动力学方程，并求得电机转速到电机电磁转矩的传递函数；接下来将PI控制策略应用于柔性关节伺服控制，求得控制系统闭环传递函数；然后采用相同阻尼系数的极点配置策略设计控制器参数；最后开展了巡检机器人越障情况下变位姿工况的柔性关节控制实验，结果说明可通过适当选择极点配置参数使柔性关节获得良好的输出速度.