摘要：利用太阳能对电动三轮车充电具有较大的应用价值。该文采用扰动观察法和交错并联技术,为电动三轮车设计一种Boost升压变换充电系统。对电动三轮车锂电池采用恒流–恒压充电方式。设计双相交错并联Boost升压电路及其充电算法,仿真表明设计的充电算法有较好的稳定性。对电动三轮车锂电池恒流充电阶段的扰动观察法算法进行仿真,表明在相同扰动步长下,交错并联Boost升压电路具有较低的光伏电池输出电流纹波及输出功率振荡。室内测试表明,在恒压限流充电算法下,设计的充电系统具有较好的输出特性。对光伏电动三轮车进行户外充电测试,表明在恒流充电阶段,光伏电池始终工作在30V左右的最大功率点电压处;在正常负载情况下,充电效率达到95%以上。

摘要：为满足无线爬壁机器人在侦察环境下的工作要求，设计了新型离心风机。首先分析了机器人在工况下密封系统漏气与离心风机排气动态平衡的气动热力学过程；在此基础上，应用现代计算流体力学方法（CFD）进行了风机流场仿真和特性分析，设计了墙壁适应能力好、高效率低噪音的离心风机；最后试验表明：当墙壁缝隙小于1cm时机器人可以安全工作，续航时间为45～60min，噪音满足1m距离小于70dB的低噪音要求。

摘要：气动肌肉是仿生机器人研究的重点,为此,设计了形状记忆合金丝编织网气动肌肉机构.通过等效气缸和等效动力学分析,建立了输出力模型,设计了含位置PID内环的阻抗控制,并建立了阻抗模型,通过拉氏变换和频域分析给出了稳定条件.理论分析表明,合金丝的收缩可增大气动肌肉的输出力和调节刚度.在Matlab上开展阻抗参数对柔顺性影响的仿真实验,结果表明刚度对于接触力影响最大,阻抗控制可实现接触力和位置的协调控制.

摘要：针对3个柔性铰链真空吸盘构成的吸盘组双足机器人,分析了机器人能够适应的曲率半径范围.通过静力分析,建立了含机器人姿态转角的力与力矩平衡方程,使用防倾覆和防滑落条件推导出吸盘半径和机器人重心的稳定性约束方程.通过MATLAB优化求解得到稳定所需的最小吸附力,并分析了曲面攀爬安全系数与足部关节转角、重心之间的关系;结果表明,安全系数与转角呈非线性关系,水平姿态时安全系数最小,可通过重心位置来调节稳定性.设计开发了样机,实验证明机器人样机能在风电叶片上进行旋转攀爬.

摘要：运用键图理论建立了爬壁机器人负压吸附动力学过程模型,并对其进行了仿真及实验分析。针对爬壁机器人的特点,对负压吸附系统的技术要求进行了详细分析,设计了高效率负压吸附系统。在对负压吸附系统进行合理的假设和流体力学分析的基础上,运用键图理论针对不同物理域具有参数等效的特点,把负压吸附流体系统参数等效为机械动力学中的力、位移、刚度和阻尼;负压吸附动力学模型等效为一阶的机械系统,建立了键图模型,应用20sim软件进行仿真。仿真结果显示,爬壁机器人负压吸附过程在负压形成过程中是一阶响应过程,系统响应时间为1.5 s。最后进行了试验测试,测试结果证明了所建立模型的正确性。

摘要：动态环境下避障是机器人实现自主运动的关键。首先建立了适合虚拟力场算法的机器人工作环境数学描述。将人避障行走策略引入虚拟力场中,具体包括:设计了单元格障碍物可信度的邻域平滑累积值计算方法,模拟人对移动障碍物的躲避策略;建立可信度的不确定推理计算方法,处理信号和环境存在干扰问题;设计了基于目标点方位角的吸引力计算公式来解决目标点超出感知空间问题;设计了变权重加权排斥力计算方法,使机器人对前进方向的障碍更敏感;借鉴人绕开障碍物策略,采用临时旋转目标点方向得到的虚拟目标点来使机器人沿障碍物运动直到绕开。针对房间和街面环境,在MobotSim平台上进行仿真实验,给出了实验结果和分析。在合理设置参数下,机器人能避开障碍物到达目标点,且避障路径优于传统的虚拟力场方法。结果验证了该方法的有效性。

摘要：利用汽车液压制动系统设计了一套用于检测液压制动管路中气液两相流的实验系统,提出了一种基于图像的灰度共生矩阵与系统聚类分析的气液两相流流型识别方法。该方法使用高速摄像机采集液压制动管路中的气液两相流流型图像,然后利用数字图像处理技术提取流型图像的灰度共生矩阵纹理特征参数,并将这些特征参数作为系统聚类分析的数据,进行系统聚类分析,最终实现流型的识别分类。实验结果表明,选用合适的样品间距和类间距的系统聚类分析模型,能够快速准确地对汽车液压制动系统管路中的4种典型流型进行识别分类,总体识别率达95.625%。该方法为液压制动管路中气液两相流流型参数的研究提供了一种新途径。

摘要：研究了带有新型吸盘结构的具有间隙式负压吸附方式特点的爬壁机器人的动力学问题。采用间隙吸附方式的爬壁机器人,其运动性能(可操作性、驱动性能等)主要由轮式移动结构决定,因此对爬壁机器人运动结构进行动力学分析是合理和必要的。基于拉格朗日乘子方程建立了机器人的动力学模型。利用Matlab/Simulink的动力学仿真,分析了吸盘吸附力和机器人方位角变化对爬壁机器人运动特性的影响,为改善和提高机器人的运动性能并为其结构优化设计与运动控制提供了理论研究基础。

摘要：主要设计了一个以形状记忆合金作为驱动器的微型爬壁机器人并对其进行了介绍和讨论。小型双足爬壁机器人采用对称式的结构,两臂末端安装真空吸附盘进行吸附爬壁,并以形状记忆合金弹簧(SMA)替代传统的电机作为机器人的驱动元件,简化了驱动结构,同时也减轻了重量。利用DSP对形状记忆合金的通电加热控制,并根据机器人步态规划输出不同控制信号,从而实现对小型双足爬壁机器人的运动控制。通过样机的制作验证了SMA驱动小型爬壁机器人的可行性。

摘要：设计一种基于永磁吸附的爬壁机器人,能够吸附在金属壁面上,并且可以完成三维空间直角壁面的转换。通过对比现有结构的分析完成了爬壁机器人的结构设计,并通过受力分析给出了爬壁机器人实现安全吸附和壁面转换的力学条件。通过对爬壁机器人进行吸附、行走和过壁面实验,验证了设计的可行性,为爬壁机器人过壁面的研究提供了新的思路。