基于旋量理论的头眼系统视觉伺服研究

提出了一种适用于视觉伺服运动规划的新方法.由图像处理得到三维特征点,并分析了特征点在运动情况下坐标信息的求取过程;然后,基于旋量理论对视觉伺服系统进行了运动规划,即通过特征点求螺旋参数,并由螺旋参数求出螺旋运动的速度,采用运动螺旋构建出机器人雅克比矩阵;最后,规划了各个关节的运动速度.将该方法应用于射频识别芯片封装中.实验表明:与传统视觉伺服相比,本方法继承了计算机视觉与螺旋运动的优点,简化了运动控制的计算过程.     

分子马达集体运行机制及肌小节动态力学模型

分子马达的集体协作运行机制尚未有效揭示清楚,本文以骨骼肌中的肌小节为研究对象,利用非平衡态统计力学方法分析肌球蛋白分子马达的集体运行特性,构建肌小节系统的动力学方程和概率密度函数的Fokker-Planck方程,推导出肌小节主动收缩力学模型.根据分子马达的实际状态对模型进行化简,利用状态跃迁速率计算分子马达位移变量的概率密度分布,重点讨论了[ATP]和负载力对概率密度、主动收缩力以及收缩速度的影响,分析可知随着[ATP]的增大,收缩力和收缩速度也逐渐增大,在[ATP]饱和后,肌小节的收缩力和收缩速度保持不变;收缩速度随着负载力的增大逐渐减小到零;收缩力与肌小节的长度关系和粗细肌丝的有效作用长度有关,随着有效长度减小而减小.以上分析与Hill描述的肌肉宏观特性比较吻合,验证了模型的有效性.     

骨骼肌收缩的生物电化学变频调控原理——基于分子马达运行机制的骨骼肌生物力学原理（Ⅱ）

以骨骼肌肌纤维中的肌小节为对象,建立了肌膜动作电位活动与由动作电位引发的肌小节内Ca2＋浓度变化的生物电化学模型,并给出了相应的数学描述;以此模型为基础,从控制学角度阐明了由分子马达集体运作产生的肌纤维稳态收缩功率的调控方式,即作为控制信号的动作电位如何调控作为驱动信号的Ca2＋浓度,及其间接调控肌纤维等长收缩力的原理与相关特性,并设计实验对收缩力与动作电位激励频率之间的关系进行了验证;相应地,本文进一步阐述了动作电位对肌纤维的动态收缩功率的调控方式是变频控制,并导出了从动作电位频率变化到肌小节内Ca2＋浓度变化的传递函数,分析了肌纤维收缩的频域特性.另一方面,由理论分析的结果出发,提出了表征从控制信号触发到肌纤维开始收缩的最小滞后时间——＂肌电时间常数＂的概念,最后讨论了肌纤维收缩的变频控制方式的物理内涵及其合理性.     

变压强研磨数学力学原理与去除效率分析

提出了大型光学镜面变压强的高效研磨方法.传统研磨中普遍采用常压研磨的方式,很大程度上阻碍了去除率与收敛率的进一步提高.大量实验表明去除效率与压强之间并非线性关系,本文从研磨盘、磨粒与工件的几何学关系推导变压强条件下有效磨粒的分布规律,进而建立压强、磨粒运动形式与材料去除方式的映射关系,研究变压强条件下材料去除机理以及磨粒运行轨迹的微分几何描述,进而推导变压强条件下的非线性去除函数;通过音圈电机驱动的变压强研磨工具,利用机器人研磨平台实现了大型光学镜面的变压强高效研磨.     

智能机器与"蓝牙"技术集成研究策略

就智能机器和蓝牙技术的集成研究策略进行了详细阐述,提出了相互促进的几个热点问题．简单介绍刚完成的一个典型例子：基于“蓝牙”服务机器人研究．     

柔性微抓取器的机构分析及设计优化

以实现对微小零件的装配为目标,通过对运用单轴柔性铰链位移放大机构的柔性微抓取器进行理论和有限元分析,指出柔性铰链的缺陷.在改进设计中提出并利用柔性梁替代柔性铰链作为抓取器的运动副.通过理论、有限元对改进后的柔性微抓取器进行分析,并通过实验证明了该抓取器的可行性.     

基于永磁直线电机引线键合系统的设计

在新型的引线键合系统中,针对引线键合过程运行在高速、高加速条件下和包含两种不同的运动状态,考虑到系统的柔性和变形,建立直线机构两种不同状态下的数学模型.根据引线键合工艺所能提供的条件,提出力、位转切控制的方法:在自由运动状态,实现了柔性结构下键合弧线的跟踪控制;在约束运动中,实现了精确的主动式键合力反馈控制.并讨论了这种控制策略的稳定性,实验结果证明了直线式机构和转切控制的策略适用于引线键合技术发展的要求.