数学建模——大学生工程训练的重要环节

利用数学模型去解决工程实际问题是千百年来国内外普遍的做法。在大学生工程训练过程中,对工程问题进行数学建模是不可缺少的环节。在同等精力与财力情况下,其可起到事半功倍的效果。以第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题"无碳小车"为例,介绍了数学建模在大学生工程训练当中的重要性。     

关于大学生工程训练教学中创新能力培养的探讨

根据江南大学机械工程学院参加第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛的实际情况,探讨了大赛对学生创新能力培养的促进作用,并从信息能力、质疑能力、思维能力、实践能力等几个方面提出了在工程训练教学中培养大学生创新能力的具体措施。     

未知环境中基于观察者的多机器人编队控制方法

结合领导-跟随法和VFH+ 避障法,提出一种基于观察者的多机器人编队控制方法,并利用Player/Stage机器人仿真平台,对编队控制方法进行了仿真实验.结果表明,编队控制方法可有效地将一组移动机器人以一定队形无碰地到达指定目的地.基于Player/Stage机器人仿真平台的特性,编队控制方法完全可以用于实际机器人上.     

基于相机标定技术的移动机器人辅助定位

通过相机标定技术在机器人定位上的应用,用以辅助室内机器人的定位。通过机器人内置的照相机,采集设定靶标的信息。文中利用坐标系的转换及对相机镜头的畸变处理,确定机器人当前所处位置与设定靶标间的相对位置,从而修正误差。     

基于视觉传感器的移动焊接机器人测控系统

设计焊枪侧置的轮式移动焊接机器人并搭建基于虚拟仪器的移动焊接机器人测控系统.在分析移动焊接机器人特点的基础上,设计由PC,NI-PCI7344,NI-DAQ6015以及图像采集卡等组成的硬件系统结构,采用LabVIEW编程平台编制测控系统软件.设计自适应模糊控制器和高斯基模糊神经网络控制器对十字滑块和车轮进行协调控制.采用高斯函数作为模糊神经网络的隶属函数,利用BP算法实现模糊隶属函数和控制规则的在线修改.实验结果表明:该测控系统运行稳定可靠,其跟踪精度可始终控制在-0.4～0.4n'mm以内,满足实际焊接工程的需要.     

灵长类仿生机器人飞跃轨迹规划及控制策略

运动模式耦合和欠驱动动力学特性是实现灵长类仿生机器人悬臂飞跃的难点.针对运动模式耦合问题,本文通过建立灵长类仿生机器人分段运动模型,在运动学分析的基础上,结合目标约束条件和切换条件,提出了灵活完整的、适应不同飞跃距离的飞跃轨迹规划方法,以此获得系统飞跃的起始和终止姿态.针对欠驱动问题,采用基于虚约束的轨迹规划和跟踪控制方法来保证系统可以准确达到飞跃起始姿态.最后,搭建了悬臂飞跃仿真模型,仿真结果验证了轨迹规划和控制策略的有效性.     

颅底及面侧深区穿刺诊疗机器人系统及实验研究

针对颅底及面侧深区穿刺诊疗手术在活检、放射性粒子植入、射频热凝等介入过程中的多样化需求,研发了一套多功能外科手术机器人系统.该系统可辅助医生完成放针、植入粒子等手术操作.根据不同的手术需求,设计了三款末端执行器,利用通用接口可实现末端执行器与机器人之间的快速安装与拆卸.提出基于光学导航的混合运动控制方法保证机器人系统的定位精度.通过实验验证了机器人的定位精度,并通过尸体实验验证了整个机器人系统在三种手术中的性能.结果表明,该机器人系统具有较高的定位精度,并可灵活应用于多种手术中,具有一定的可行性.     

基于人机协同的人形机器人实时任务规划

为降低任务规划的复杂度并提高机器人对动态环境的适应能力,提出一种基于人机协同的任务规划方法,将任务规划全过程划分为任务级和指令级.在任务级规划中,用户意图输入、任务描述和人形机器人的任务解析与智能推理相结合,为指令级规划提供依据.在指令级规划中,基于任务的三元分解模型建立模块化的规划结构,以直观的图形化方式组合任务分解出的三元素,构成各种不同的任务,实现对任意任务的实时规划,同时机器人系统通过指令解析和预判辅助规划过程,形成既能满足人的任务需求又符合规划合理性的指令序列.最后用实例验证所提方法的有效性与可行性.     

下肢康复机器人按需辅助自适应控制方法

针对现有下肢康复机器人步态康复训练控制缺乏患者的主动参与、不能按患者的康复程度提供按需辅助的问题,提出了一种新的下肢康复机器人按需辅助自适应控制方法。该方法通过人机运动轨迹与理想康复目标轨迹的跟踪偏差实时学习受试者的康复程度,从而使康复机器人能根据受试者的康复程度,自适应地提供按需辅助。首先建立了下肢康复机器人的人机系统动力学模型,其次设计了按需辅助自适应控制器,最后进行了按需辅助控制仿真实验,并在单腿实物样机上对健康受试者进行了实验。结果表明:按需辅助自适应控制器在有遗忘因子项的情况下,能够根据轨迹跟踪偏差学习受试者的康复程度,自适应地衰减机器人对受试者的辅助力矩,满足按需辅助的目的。     

浅谈工业雷管生产自动化现状及未来趋势

当今在工业制造领域,工业自动化技术飞速发展,其中作为高危行业之一的民用爆破器材生产行业也正发生着翻天覆地的变化,工业炸药生产线发展迅速,但是工业雷管生产线的发展却相对滞后.就国内现状,工业雷管装填生产线已基本实现自动化、无人化操作,但雷管装配生产线却依然是人工操作为主,特别是雷管的卡口、卡腰工序,电雷管导通工序等极为危险的岗位仍然是依靠人工来完成.根据雷管装配生产的特点,经过多方面的适应性研究,笔者认为雷管装配生产线,特别是危险工序,要实现自动化、无人化操作,价格相对较高的工业机器人将是最佳选择.