奔跑四足机器人腿结构设计与分析

针对四足机器人奔跑运动对腿结构高缓冲性能的要求,基于动物狗前腿的骨骼-肌肉生物力学特性,设计了一种奔跑四足机器人的腿结构.该腿结构有3个关节,具有3个自由度,髋关节、膝关节具有主动的俯仰自由度,踝关节具有被动的俯仰自由度.对该腿结构进行了动力学分析和刚度特性分析,并对机器人进行了bound步态的仿真.仿真结果表明,该腿结构能够实现四足机器人快速、稳定地奔跑,关节驱动力矩较小,验证了该腿结构实现四足机器人bound步态奔跑的可行性和合理性.     

机器人手臂控制系统的设计与研究

机器人在工业上已经取得了非常大的进步,尤其是视觉传感器的应用对于机器人的智能化有很大的帮助。基于DMC5480运动控制卡,通过视觉处理系统实现了RS232串行通信,设计了一套可识别机器人手臂的精准定位系统,详细研究了控制系统硬件,规划了控制系统控制策略,编写了上位机操作软件。最后设计了一套带视觉识别的象棋机器人手臂。实验结果表明,机器人手臂可以代替人手功能在工作区域内沿任意轨迹运动。     

空间机器人的增广自适应神经网络补偿控制

研究了具有外部扰动空间机器人系统的补偿控制问题。首先,给出了漂浮基空间机器人系统的动力学方程。进而借助于增广变量思想,针对系统存在有未知惯性参数及外部扰动的复杂情况,先后设计了空间机器人系统关节运动、末端爪手运动的增广自适应神经网络补偿控制方案。所提控制方案无需对载体的位置、线性速度和线性加速度进行实时地测量与反馈;且较比传统自适应控制方法,又不要求动力学方程满足关于系统惯性参数的线性函数关系,因此有效避免了对系统回归矩阵进行繁琐提取的麻烦。仿真运算,验证了上述控制方法的有效性。     

独轮车机器人的动力学建模与非线性控制

为了实现对于独轮车机器人非线性系统的姿态控制.以独轮车机器人车体的俯仰角度、横滚角度和航向角度作为广义坐标,基于拉格朗日定理提出了一种独轮车机器人的非线性动力学模型.并使用MIMO仿射非线性系统描述了该动力学模型.基于MIMO仿射非线性系统的精确线性化理论设计了独轮车机器人的控制算法,实现了对于输入的解耦.基于该动力学模型和控制算法搭建了仿真系统,仿真结果验证了动力学模型的正确性和反馈线性化控制算法的有效性.     

搭建教学机器人综合设计实验平台的研究

该文提出了建立教学机器人实验平台的构想,开设开放式实验室,与实验室老师辅导相结合,明显提高学生的自我管理能力和实际的动手能力,并以实践证明了方法的可行性。     

工程训练课程体系中机器人模块教学改革

机器人作为现代工程训练课程体系的一个重要环节,能有效地提高学生的工程实践能力、创新能力、团队协作能力,机器人教学越来越受到各高校的重视。针对工程训练实训人数较多、课时少、教学模式单一等问题,从实训平台配置、教学模式、实验室开放管理模式等方面,进行了研究。     

Planning of dynamically feasible trajectories for translational, planar, and underconstrained cable-driven robots

Extensively studied since the early nineties, cable-driven robots have attracted the growing interest of the industrial and scientific community due to their desirable and peculiar attributes. In particular, underconstrained and planar cable robots can find application in several fields, and specif- ically, in the packaging industry. The planning of dynamically feasible trajectories （i.e., trajectories along which cable slackness and excessive tensions are avoided） is particularly challenging when dealing with such a topology of cable robots, which rely on gravity to maintain their cables in tension. This paper, after stressing the current relevance of cable robots, presents an extension and a generalization of a model-based method developed to translate typical cable tension bilateral bounds into intuitive limits on the velocity and acceleration of the robot end effector along a prescribed path. Such a new formulation of the method is based on a parametric expression of cable tensions. The computed kine- matic limits can then be incorporated into any trajectory planning algorithm. The method is developed with reference to a hybrid multi-body cable robot topology which can be functionally advantageous but worsen the problem of keeping feasible tensions in the cables both in static and dynamic conditions. The definition of statically feasible workspace is also introduced to identify the positions where static equilibrium can be maintained with feasible tensions. Finally, some aspects related to the practical implementation of the method are discussed.     

帕金森病的机器人模型

帕金森病是一种典型的由于基底神经节病变引起的运动紊乱性疾病.首先分析了基底神经节在脊椎动物行为选择过程中所起的作用并建立了相应的数学模型,然后研究了帕金森病对基底神经节行为选择性能的影响,在此基础之上,设计了基于行为的机器人控制体系结构,将正常和帕金森病的基底神经节的行为选择模型嵌入到其中用于机器人行为选择.研究结果表明,"患有"帕金森病的机器人能表现出一定的帕金森病症状.     

基于CAN总线的喷浆机器人计算机控制系统的设计与实现

ＣＡＮ总线是现场总线（ＦｉｅｌｄＢｕｓ）领域很有发展前途的一种通信技术。本文阐述了ＣＡＮ总线在第一台大断面喷浆机器人计算机控制系统中的应用。     

一种全向滚动球形机器人运动结构的创新设计

介绍了一种可实现全向运动的球形机器人系统，通过变异创新的方法扩大两垂直交叉的回转运动副，将偏心质量包围在其内部，且由于两垂直交叉运动副是完全彼此独立的，使其完全真正实现平面二维无限制自由运动，从而实现球形机器人沿任意方向的运动．同时，利用非完整系统力学理论对球形机器人运动学进行了初步分析，为进一步的动力学分析奠定了基础．