冗余度机械手回避多边形窗口障碍的方法及仿真

障碍物回避问题是冗余度机器人应用研究中的重要内容.针对封闭、非封闭、有厚度的多边形窗口障碍模型,定义了回避障碍作业准则函数,提出一种简单、通用的回避均匀厚度障碍的方法,并考虑到了若干个同类附加作业间的优化问题,以及回避障碍算法和传感器信息的结合使用问题.最后,通过对一个7-DOF机械手进行仿真,验证了方法的正确性.     

以人体运动为参照的仿人机器人设计参考准则

为解决仿人机器人设计以经验设计或运动仿真验证为主,尚不存在以人类自身为参照,考虑走跑跳等多种运动行为要求下的初始设计方法问题,对人体多种运动行为进行运动捕捉与足底力测量,选择人体运动过程中关节力矩和关节功率作指标表征仿人机器人应达到的极限驱动能力。利用PhaseSpace三维运动捕捉系统和自行研制的至少5倍于体重的大量程集成化测力鞋系统对6名成年男性进行了走跑跳等运动行为的运动捕捉与足底力的测量实验,根据得到的149组实验数据,分析总结人体走、跑、跳等运动行为特征;采用牛顿-欧拉法对人体下肢机构进行逆动力学计算,用多元非线性拟合法拟合计算结果得到了各关节最大驱动力矩及功率方程式。综合归纳给出了不同运动方式下仿人机器人设计参考准则,为走跑跳等多运动方式仿人机器人的设计提供了参考。     

基于避障准则的双臂手移动机器人桁架内运动规划

针对桁架内移动的避障要求,研究双臂手移动机器人桁架内运动的规划方法。基于状态空间模型提出直角坐标空间下的六面心、八边心和八顶点搜索算法,避免了C空间内复杂度呈几何级数增长的问题,实现了末端无碰撞路径搜索。建立双臂手移动机器人三节臂的平面内避障准则,解决了机器人在桁架内运动时机器人臂与桁架杆的碰撞问题。根据平面内避障准则和臂形标志,求得了各个关节角的解析解,解决了数值解的不封闭问题。每个时刻末端姿态由通用旋转变换公式线性插值得到,在Matlab中仿真双臂手移动机器人桁架内的运动,验证了双臂手移动机器人在桁架内运动时避障方法的可行性。     

基于视位的仿人头像机器人的基本口形系统研究

为深入研究人类与机器人的交流方式,基于语音视位建立仿人头像机器人的口形系统。考虑汉语的特点与人在发声时的口型动作,建立口形系统的基本视位库。根据基本视位库,建立仿人头像机器人的基本口形模型,采用最小二乘法识别口形系统中实际视位,并且利用Hermit插值的方法实现仿人头像机器人的动态口形。实验研究验证:该口形系统能够再现基本口形与基本视位的对应,并且动态口形实现与人类语音的协调。     

飞机固态二次配电装置SPDA的余度设计

为提高配电系统可用度,现代飞机广泛采用固态二次配电装置SPDA来取代传统的由继电器/断路器组成的配电系统,它避免了机电式控制装置在开通/关断瞬间产生的电弧,同时也提高了系统使用寿命。SPDA的高可用度除了依赖固态功率控制即SSPC技术外,在系统架构的设计上,采用了余度管理技术。其中计算技术采用了硬件的余度设计思想,而输入/输出模块则采用了软件的余度设计。在定量分析了采用余度管理技术对系统可用度的影响后,得出的结论是采用硬件余度的计算技术的可用度从原有的99.999%提高到99.999 999 98%,采用软件余度的输入/输出模块的可用度从99.998%提高到了99.998 999 99%。     

Controller design based on viscoelasticity dynamics model and experiment for flexible drive unit

In order to ensure that the system has the advantage of light weight and vibration absorption, the steel rope is used as a flexible transmission part. A flexible drive unit（FDU） is developed, whose features are guided by steel rope, increasing force by the movable pulley group, modular, convenient and flexible. Dynamics model for controller is deduced based on the constitutive equation of viscoelasticity. Controller is designed for position control and is based on the viscoelasticity dynamics model compensation control strategy proposed. The control system is based on the TURBO PMAC multi-axis motion control card.Prototype loading experiments and velocity experiments results show that the FDU can reach 2 Hz with no load and the max speed of 30（°）/s. The FDU has the capability of the load torque 11.2 N·m and the speed of 24（°）/s simultaneously, and the frequency response is 1.3 Hz. The FDU can be used to be the pitch joint of hip for biped robot whose walking speed is 0.144 km/h theoretically.     

多关节型机器人结构设计智能CAD软件PUMAICAD的研制

利用专家系统和机械CAD相结合的智能CAD技术去解决机器人结构设计“智能化”。是机器人机构仿真的后续课题。首先以PUMA机器人的结构设计为研究对象,用专家系统技术和参数化绘图的方法研制了PUNAICAD软件。在此基础上进一步探讨了多关节型机器人设计的智能化问题。     

变运动学模型下动力学模型变换定理及其在多自由度关节并联机构中的应用

本文基于拉格朗日动力学方程推导并提出了变运动学模型下动力学模型变换定理．运用该定理建立复杂机构系统动力学模型可以得到结构良好的动力学方程，该定理也正是作者在研究复杂多自由度关节并联机构动力学建模问题中得出的一般性定理．最后运用该定理讨论了Ｐｉｔｃｈ－Ｙａｗ－Ｒｏｌｌ全方位关节机构的动力学建模问题．     

基于步行单元组合的双足动步行样本生成方法

仿人双足机器人的动步行需要考虑机器人的动力学特性,规划起来较为复杂。为了减少生成机器人步行样本时的计算量,本文提出了基于步行样本单元组合的运动样本生成方法。通过对步行运动进行分析,得到构成步行运动的基本单元;通过样本组合方法生成了含有后退步行的步行运动样本,仿真平均步速达到1.607 km/h。