基于智能仓储的AGV道路识别系统

针对AGV在执行路径过程中出现位置错误或偏离道路的情况,课题组提出了一套利用激光雷达探测反光板的道路识别方案。介绍了基于智能仓储拓扑图的反光板布设方式;设计了基于数学几何知识的AGV动态识别位置信息的方案;设计了在不同地图属性条件下基于限幅或PID调节的道路修正的方案,防止AGV行进过程中偏离理想道路。应用结果表明:本设计具有较快的位置信息获取速度和错误位置信息处理能力;运行过程中能够较稳定地行走在规划路径中心位置,在阳光等干扰因素存在条件下依然可以保持优良的鲁棒性。该研究使用反光板能大幅提高激光雷达位置计算速度,在车身存在机械误差条件下,通过修正算法能够保证小车稳定行驶在道路的理想位置。     

基于粒子群优化算法的五自由度机械臂轨迹规划

为了让机械臂的工作时间达到最优,以自主研发的抛光机器人样机为研究对象,针对手表表壳表耳部分的抛光过程,提出PSO算法对五自由度机械臂轨迹规划进行优化,并通过MATLAB软件进行机械臂的仿真与分析。仿真结果表明,基于PSO算法的轨迹规划使机械臂在工作过程中加加速度不会产生突变,运动轨迹精度高,机械臂工作时间达到最优。     

智能搬运机器人末端夹持机构研究

以自主研发的智能搬运机器人样机为研究对象,设计一种机械臂末端抓取腕表的夹持机构,通过ANSYS软件仿真验证其结构合理性,根据夹持力与抛光力的关系,对表壳在30N抛光力条件下进行仿真分析.结果表明,表壳未发生变形,进一步验证结构合理性.     

机械设计课程案例教学的研究与实践

把案例教学法引入机械设计课程教学,进行面向卓越工程师培养的机械设计课程案例教学的研究和实践.给出一种已用于案例教学的典型案例.把案例教学法广泛引入工程类专业的课程教学,将有利于"卓越工程师培养计划"的实施,有利于高素质应用型人才的培养.     

昆虫飞行高升力机理的研究

随着仿生扑翼飞行机器人的微型化,当扑翼飞行机器人达到昆虫量级的时候,任何复杂的运动系统都将面临难以实现的问题.本文从研究现有比较成熟的昆虫飞行高升力机制出发,指出了现有"昆虫飞行高升力机理"研究成果中存在的一些问题,用"柔性楔形效应"对昆虫飞行高升力机理进行了合理解释,提出"柔性楔形效应"是昆虫前飞过程中获得很大升力的主要原因.用"柔性楔形效应"解释昆虫飞行高升力机理,翅翼运动的模拟方式有可能只需在自适应变形状态下施以简单的节律运动.该结论将对仿生扑翼飞行机器人的研究产生重要影响.     

用翅变形观点分析昆虫飞行时的运动和力

基于柔性翅的观点,从翅的结构和翅变形的测量着手,着眼于柔性翅与刚性翅分析的不同之处,研究昆虫飞行运动和力分析的一些关键问题.依据柔性翅观点对昆翅运动和力进行的分析,不同于传统的昆翅运动分析和对刚性翅的气动力分析,但又采用等效的方法,利用了目前刚性翅实验研究的成果.     

基于改进遗传算法的柔性抛光工业机器人抛光时间优化

为实现抛光时间最优的目标,课题组对自主研发的柔性抛光工业机器人抛光轨迹进行了合理规划。从表壳的表耳处取得一系列工业机器人机械臂工作的位置点,通过求解逆运动学方程得到相应的关节位置,采用三次B样条曲线拟合的方法得到各关节的轨迹曲线;用B样条曲线的控制定点约束代替运动学约束,并基于改进的遗传算法,求解出时间最优的时间节点;在此基础上,规划得到满足时间最优的非线性轨迹曲线。研究表明:基于改进的遗传算法,能够很好地避免传统遗传算法的"退化"现象,更快地求得最优解,即抛光工业机器人的抛光工作时间达到最优。     

昆翅在飞行中的动态形变

通过理论模化途径研究昆翅在飞行中的动态形变机制.设计翅气动力试验平台,验证翅准静态形变影响气动力的"柔性楔形效应"理论解释.探讨昆翅的变刚度特性表明,弦向刚度分布规律符合二项式函数时具有优越性和现实性,进而指出昆姻结构的变刚度特性是产生高升力的基本条件.建立了柔性翅的简化力学模型,通过坐标变换法求解在气动力和惯性力共同作用下翅的形变模态.以雄蜂悬停飞行为例,示出了动态翅形变若干关键时刻的二维曲线,揭示了昆翅非定常形变凸向或凹向来流的实质.以上研究为进一步揭示昆翅柔性对飞行力的贡献奠定基础.     

可变形履带式机器人行走机构设计及运动仿真

针对移动机器人在非结构化地形环境中负载能力低、运动稳定性较差的问题,设计了一种可变形履带式机器人行走机构。该机器人采用4节履带构型,有效地增加了与地面的接触面积,从而提高了其运动稳定性。将椭圆形成原理应用于履带张紧机构的设计当中,采用双椭圆摆臂回转机构,设计可变形履带机器人模型。为了描绘机器人的越障性能,从运动学的角度分析了机器人在爬越台阶和跨越沟壑2种典型障碍的运动过程,并得出相应的越障极限参数。利用Adams建立仿真模型,对机器人的虚拟样机进行了动力学分析。仿真分析表明机器人能够翻越200 mm高的台阶和300mm宽的障碍,并得出驱动机器人运动的力矩曲线图。本研究为后续改进及优化研究提供了参考。