基于多智能体的机械臂嵌入式系统控制

结合国际上基于多个智能体（Agent）的机械臂控制方法和先进的嵌入式系统技术,提出了一种基于嵌入式多Agent的机械臂控制方法．选用ARM7内核处理器及嵌入式实时操作系统μC／OS-Ⅱ完成了模型机械臂系统HN-8的控制实验．最后给出一套完整的基于多Agent的机械臂单片嵌入式系统控制实现方案．     

基于JJR-1型教学机器人的无线控制

以JJR-1型教学机器人作为控制对象,利用无线收发数传MODEMPTR2030实现PC机与单片机的无线数据传输,从而通过单片机完成对各个关节直流力矩电机的控制。     

变刚度四足机器人的连续型仿生脊柱设计

为提高四足机器人面对广域地形环境的机动性和适应性,设计一种可变刚度的连续型仿生脊柱。采用金属构件作为脊柱的连接件和支撑件,模拟猎豹的脊柱骨架;使用钢丝绳传动作为主动力驱动,模拟生物肌肉纤维的发力;在脊柱板之间设置不同刚度的弹簧模拟肌腱的储能与释能功能。通过建立静力学模型研究负载及绳驱动拉力对脊柱的影响。研究结果表明：采用的连续型构型为四足机器人躯干在上下弯曲方向提供了灵活性,并使负载施加的力沿脊柱方向分散,减小脊柱的损耗;脊柱可以实现躯干部分整体弯曲与回复,最大弯曲角度达到25°。变力恒载实验中,0 kg和30 kg负载下,仿真结果和实验结果的模型末端位置相对误差分别为2.71%和4.00%;恒力变载实验中,750 N和1 400 N拉力下,仿真结果和实验结果的模型末端位置相对误差分别为4.25%和2.79%。脊柱的响应频率可以达到1.62 Hz,变刚度试验测得的等效弯曲刚度范围为4.70～51.36 N/mm,最大负载为334.9 N,可以满足四足仿生机器人在广域地形的应用需求。     

丘陵地区柑橘园采收搬运机器人系统的研制

针对丘陵地区柑橘园地形多为坡地,柑橘采收搬运困难、劳动强度大,严重制约丘区现代柑橘园发展的问题,通过计算机三维设计、电路搭建和软件控制等方法,研制了丘区柑橘园采收搬运机器人系统,并通过性能测试.试验结果表明,该机器人能够满足丘陵地区柑橘园采摘搬运检测准确率和跟随运输精度要求,检测准确率高于97%,跟随运输精度超过90%.     

生成同时发生设计日的参数降维分区方法研究

为了减少同时发生气象参数的数据量和便于工程应用,提出了一种生成同时发生设计日的参数降维分区方法,该方法基于辐射时间序列法,确定各房间特征参数的近极端组合.以香港长年逐时气象数据作为数据源,在近极端组合下对各房间特征参数进行降维分区,降维分区后代表组合共计960种.对生成同时发生设计日的参数降维分区方法进行验证,结果表明:利用挑选出的同时发生设计日所确定的设计冷负荷与长年逐时负荷计算后确定的设计冷负荷相比,99%以上的相对误差在±5%内,提高了设计冷负荷计算的准确性.将同时发生设计日气象参数与传统方法得到的设计日气象参数进行了对比,结果表明:传统方法得到的设计日参数被高估,导致空调设计冷负荷偏大.     

低渗透油藏超前注水渗透率界限研究

超前注水技术可有效提高低渗透油藏的开发效果,但随着储层渗透率的增加,超前注水提高采收率幅度变缓,因此有必要研究超前注水适用的渗透率界限。利用低渗透X油田天然岩心开展室内实验,研究超前注水对岩心渗透率、孔隙结构、驱油效率等的影响。结合数值模拟分析超前注水对波及系数及采收率的影响,并对超前注水现场试验效果进行评价。结果表明,适合超前注水的储层渗透率界限为小于10 m D,对于低于该渗透率的储层,采取超前注水开发方式可获得较好的开发效果,采收率增幅明显。     

绳驱动并联清洗机器人绳索张力优化

将绳驱动并联机器人应用至外墙清洗领域,并对清洗机器人的动力学建模及张力优化进行深入研究。首先,确定机器人的构型为完全约束绳驱动并联机器人,并建立了考虑绳索弹性的动力学模型;其次,针对该类型绳驱动并联机器人绳张力解不唯一问题,提出将相关力改进的最小方差作为优化目标对绳索张力进行优化。最后,通过Simulink-Adams进行联合仿真验证。结果表明,优化后的绳索张力光滑连续变化。系统开环的情况下,圆形轨迹最大误差均值为0.071 m,终点误差均值为5.15 mm;直线轨迹最大误差均值为9.25 mm,终点误差均值为3.5 mm。解决了完全约束绳驱动并联机器人绳索张力不唯一、不连续问题,并为控制策略研究提供理论依据。     

环境探测机器人超声波测距系统的设计与应用

在超声波测距理论的基础上,结合测距系统硬件和软件的研究,设计一种适用于环境探测机器人的超声波测距系统。通过室外环境测距实验获得距离数据,针对系统测量误差产生的原因进行分析,当测距范围在1~3 m时,相对误差不超过2%。系统采用分时触发工作方式,避免声波间串扰。测距系统和上位机通过串口通信。测试表明,上位机成功接收系统传输的测距数据,很好地满足机器人的测距要求。     

水下多电机协同推进及其动态面反步滑模控制

复杂多变暗流湍急的水下环境会造成水下机器人姿态失衡,严重时会破坏船体稳定造成偏航.针对大幅度转弯工况与应对外部随机扰动等问题,提出一种归一化的比例同步系数分配方法,构造虚拟主轴多电机协同控制系统的输入,实时调配各个从动轴推进电机的参考转速;针对该方法中异速差异大、动态响应高的需求,设计有限时间动态面反步滑模控制器,提升...     

基于论文和专利的微创手术机器人领域研发现状及前沿热点分析

为全面了解微创手术机器人领域的研发现状,本文基于论文与专利数据,对全球微创手术机器人发文趋势、国家分布、前沿热点等进行分析。结果表明,在2011—2020年间,微创手术机器人领域呈积极发展态势,无论论文还是专利的数量均呈现增长趋势,尤其是在2015—2016年后发展势头增加。在国家分布上,美国在论文发表和专利申请数量中均为最高,遥遥领先其他各国,处于全球领先水平;中国在论文和专利数量上排第二,但技术水平落后于发达国家;通过文献计量指标,意大利、英国、韩国在微创手术机器人方面均处于全球领先水平。从机构分布上来看,论文发表主体以高校及研究院所为主,技术创新主体以企业为主;美国的机构在论文发表和专利申请数量及影响力上占据绝对优势。本文基于高水平论文以及PCT专利挖掘微创手术机器人领域的前沿热点,可以发现机械手与机械臂、控制方法与系统、图像处理等均是论文和专利的焦点;但论文数据在理论研究上更突出,尤其是深度学习算法在微创手术机器人方面的研究。