北京联合大学机电学院机器人技术成果

北京联合大学机电学院本着“应用为本”的理念,在机器人领域的研究团队重点研究机器人直流伺服驱动技术,并以直流伺服驱动技术为基础,开发了各类仿生机器人,如仿生人形机器人、仿生机械狗、仿生机械蜘蛛,6自由度仿生机械臂,以及仿人大型娱乐机器人. 仿生人形机器人(图1)已作为北京市机器人比赛的运动平台,完成了2013、2014两届中小学机器人比赛的任务.     

灵长类仿生机器人悬臂飞跃运动控制研究

研究了双臂式灵长类仿生机器人的悬臂飞跃运动仿生控制问题.基于角动量守恒原理,针对机器人进行悬臂飞跃时目标点的位置,规划机器人的空中姿态及身体旋转.基于逆运动学分析方法,获得起飞时刻系统位姿,提出了基于分层滑模控制的悬摆姿态控制策略.仿真实验表明所述控制策略可以实现双臂悬摆机器人的悬臂飞跃运动控制.     

几何自适应参数曲面网格生成

为满足有限元分析的需要,针对参数曲面提出一种几何自适应的网格生成方法.通过黎曼度量控制下的曲面约束Delaunay三角化获得曲面中轴,将其用于自动识别曲面邻近特征,并通过曲率计算自动识别曲率特征;根据邻近特征和曲率特征,融合传统网格尺寸控制技术控制边界曲线离散,并创建密度场;结合映射法和前沿推进技术对组合参数曲面生成几何自适应的网格.实验结果表明,该方法能够处理复杂的几何外形,生成的网格具有很好的自适应效果和质量.     

基于TRIZ理论的叶片仿生设计与有限元力学分析

改善风力机叶片气动性能,提高叶片刚度、稳定性,已成为大型风力机叶片设计迫切需要解决的问题。生物体独特的外部形状、功能、结构、材料的完美统一,高超的环境适应能力,也为风力机仿生设计提供了不竭灵感。仿生过程是一个分析综合创新的过程,运用TRIZ产品进化理论对风力机叶片技术所处发展阶段进行研究,有助于更清楚地了解风力机叶片的发展趋势和创新的必要性,使研究工作更具系统性和规律性。应用TRIZ产品进化理论,对风力机叶片技术的相关专利数据进行统计并绘制曲线图,通过与标准曲线的区段比较找出风力机叶片所处的发展阶段和接下来的发展趋势与对策。将鱼鳍作为仿生对象进行建模与力学分析,得到仿生模型的力学指标。     

微小型仿生机器鱼设计与实时路径规划

提出一种结构紧凑, 运动灵活, 装配多传感器, 可自主游动的微小型仿生机器鱼系统设计方案. 在仿鲹科加月牙尾模式鱼类运动研究的基础上, 给出了微小型机器鱼推进、转弯等运动的控制方法. 结合运动控制和传感器信息处理, 给出了基于红外传感器的自主避障算法和基于光敏传感器的主动趋光算法, 进而提出了基于这两种传感器信息感知的动态光源跟踪方法. 通过实验, 给出了机器鱼尾部摆动频率、幅度和运动速度之间的关系, 验证了机器鱼追踪动态光源算法, 表明了本文所提系统设计方案和算法的有效性.     

新一代网络认证安全技术研究

网络信息化首先必须解决身份数字化的问题,只有身份不可伪造才能保障网络信息化的安全。传统的验证方法已无法满足需要,生物验证正逐步成为发展趋势。仿生网络安全是一种基于人类自身生理特征进行身份验证的安全机制,是保障网络安全第一道防线。文章着重讨论生理特征点的量化编码过程,并提出作者观点和看法。     

一种感应式仿生触须传感器

为模仿动物触须对环境的敏锐感知能力,设计了一种感应式仿生触须传感器,并开展实验研究。该传感器以线性霍尔为敏感元件,以细不锈钢丝为触须材料并固定小磁钢,用以测量作用在触须尖端的刺激作用。讨论了触须传感器的工作原理,分析了传感器特性。试验表明:该传感器具有良好的静态与动态性能,且输出能充分反映被扫描物体的形状、尺寸和表面特征,可用于物体形态与表面纹理的有效识别和机器人自主避障。     

新型仿生六足机器人导航系统的建模与仿真

针对新型仿生六足机器人工作任务和作业环境的要求,设计了一种基于INS-GPS器件的专用组合式导航系统。该导航系统采用集中开环式组合方式,以INS和GPS器件输出的导航数据差作为滤波器的输入值,运用经典卡尔曼滤波理论对该导航系统进行了实时修正,并根据仿生六足机器人运动特性和测量任务的要求,建立了该导航系统的位置、速度组合测量方程,并运用MATLAB软件进行了仿真,仿真结果表明:采用该组合式导航系统可大大提高仿生六足机器人的导航精度,为仿生六足机器人实现智能化、实时化控制奠定了基础。     

新型仿生材料的研究进展

仿生学是一门多学科的交叉学科,它融合了生命科学、信息科学、脑与认知科学、工程技术、数学与力学以及系统科学等七大学科,材料的发展趋势是复合化、智能化、能动化、环境化,而仿生材料具有这几方面的特征。本文综述了新型仿生材料的研究动态、仿生材料合成领域研究新进展、新型仿生材料的未来前景。仿生材料目前的主要研究内容是仿照生物为适应内部与环境对其自身功能和结构的完美设计来构造生物材料的方法,用以制备生物相容的医用材料或性能优异的工程材料。仿生材料学涉及面如此之广,它的发展或成功将影响到社会的各个角落．     

我型我秀

有别于硬朗线条、冷峻质感的传统气息,三星推出首款概念上网本N310,以自然质朴、感性温存的独特韵味,传递出三星上网本的“生活＆自然”概念设计。