平面柔性并联机器人系统建模与仿真研究

利用运动弹性动力学理论和有限元方法研究了平面柔性并联机器人的动力学建模方法。分析了各运动支链的弹性位移及其耦合关系,提出了柔性并联机器人系统的运动学约束条件和动力学约束条件,综合考虑了构件的分布质量、集中质量、集中转动惯量以及杆件的各种弹性变形的影响,建立了平面柔性并联机器人的动力学模型。以平面3-RRR柔性并联机器人为例,用MATLAB语言编程进行了仿真计算,并用SAMCEF软件的计算结果验证了模型的准确性。仿真结果表明该动力学模型能正确地反映柔性并联机器人的弹性振动特性,杆件的弹性变形对机器人动平台的位置误差和方向误差具有重要影响。     

基于神经网络的移动机器人路径规划方法

针对动态环境下移动机器人路径规划,提出了一种基于递归神经网络的实时路径规划方法。利用神经网络表示机器人的工作空间,每个神经元都只有局部侧连接。目标点位置神经元具有全局最大的正活性值,该活性值通过神经元之间的局部侧连接逐渐衰减地传播到整个状态空间,障碍物及其周围区域神经元活性值则被抑制为零。目标点全局地吸引机器人,障碍物局部地将机器人推开实现避障,从而能够在动态环境下产生最优规划路径。仿真结果表明该方法具有较好的环境适应性和实时性。     

标定方程AX=ZB的两种新解法

提出了同时确定手眼关系以及机器人坐标系到世界坐标系关系的两种算法。和现有算法相比,给出的算法分别基于对偶四元数和矩阵直积理论,均可一次计算出标定方程的旋转部分和平移部分,不存在误差的传递问题。仿真结果表明了算法的有效性,这些结论对于类似问题的求解具有一定的参考价值。     

免赔额与医疗保险索赔额关系分析

使用Group Medical Insurance Claims Database数据库的数据对免赔额与索赔额和每次索赔的超额费用进行了实证分析.结果表明,随着免赔额的增加,医疗保险的索赔额会逐渐降低,而每次索赔的超额费用会逐渐增加.同时,还利用多目标规划方法,并结合实证结果,构建多目标模型以确定医疗保险的最优免赔额.     

医学增强现实建模方法研究

利用纹理映射和刚体变换配准方法,实现了女护理人模型图像结合中国数字女虚拟人数据集重建的解剖模型得到医学增强现实模型的显示.图像引导脑囊肿手术仿真中增强显示了脑囊肿、手术探针、颅骨、脑组织、护理人皮肤和MRI医学图像,显示了术前手术路径及周围脑解剖结构,增强了外科医生手术的真实感和精确性.     

基于k-trajectory算法的电力线巡检机器人的轨迹平滑方法

研究了一种电力线路巡检飞行机器人轨迹平滑的方法.首先,利用坐标变换将机器人在三维空间中的运动映射到二维平面上;其次,在符合飞行机器人动力学规律的基础上,阐述了在k-trajectory算法基础上进行轨迹平滑的方法,分析了三种情况下机器人的飞行轨迹;最后,通过计算机仿真实验证明了该方法的正确性和有效性.     

Tracking controller for robot manipulators via composite nonlinear feedback law

A composite nonlinear feedback tracking controller for motion control of robot manipulators is de-scribed. The structure of the controller is composed of a composite nonlinear feedback law plus full robot nonlinear dynamics compensation. The stability is carried out in the presence of friction. The controller takes advantage of varying damping ratios induced by the composite nonlinear feedback control, so the transient performance of the closed-loop is remarkably improved. Simulation results demonstrate the feasibility of the proposed method.     

Improved hybrid position/force controller design of a flexible robot manipulator using a sliding observer

An improved hybrid position/force controller design of a flexible robot manipulator is presented using a sliding observer. The friction between the end effector and the environment is considered and compensated. For systematic reasons the controller is designed taking into consideration the rigid link subsystems and the flexible joints. The proposed control system satisfies the stability of the two subsystems and copes with the uncertainty of robot dynamics. A sliding observer is designed to estimate the time derivative of the torque applied as input to the rigid part of the robot. For the stability of the observer, it is assumed that the uncertainty of the observed system is bounded. A MRAC algorithm is used for the estimation of the friction forces at the contact point between the end effector and the environment. Finally simulation and experimental results are given, to demonstrate the effectiveness of the proposed controller.     

欠驱动双足步行机器人通用仿真软件的开发

设计了欠驱动步行机器人开放式通用仿真、实验测试软件平台,应用MATLAB对具有膝关节的多自由度欠驱动双足行走机器人进行了运动.动力学建模与数值仿真,利用姿态还原算法重建机器人行走的运动学过程,应用计算机通信接口实现与机器人原型机的双向通信与控制连接,并应用VC++/OpenGL实现了人机交互界面和机器人行走的3D动画演示,研究成果对欠驱动双足机器人仿真、控制开发以及实验研究具有重要的应用价值.     

爬壁机器人路径规划研究

研究爬壁机器人在三维工作环境中的全局路径规划.给出了一种基于人工神经网络结构能量函数的路径规划算法.可根据机器人吸附物体的形状设定各边界面对应的不等的模拟退火初始温度;并且可根据路径点位于物体内部与否的不同位置采用不同的运动方程.仿真结果表明,该算法可规划出最短的可行路径,为提高爬壁机器人的实用性,提供了一种有效的路径规划算法.