摘要：针对四轴卧式镗床旋转轴需测几何误差的数目不统一与完备性缺失的问题,提出了基于形状创成函数的四轴卧式镗床旋转轴PIGEs形成机理分析方法与旋转轴完备几何误差测量辨识方法。基于形状创成机理构建了卧式镗床几何误差创成函数,确定了旋转轴可通过误差补偿进行调整的最少与位置无关的几何误差(Position-independent geometric error, PIGEs)数目。建立了卧式镗床旋转轴4项PIGEs、6项与位置有关的几何误差(Position-dependent geometric error, PDGEs)、6项安装误差(Setup error, SEs)与球杆仪(Double ball bar, DBB)测量轨迹半径之间的完备性函数模型,设计了基于DBB的四轴联动Viviani曲线测量轨迹,构建了旋转轴6项PDGEs的NURBS表征与PIGEs、SEs辨识方法。开展了误差补偿对比实验验证,结果表明,利用几何误差完备性测量与辨识结果进行误差补偿,较仅单一补偿6项PDGEs可提升圆轨迹测量精度40.69%。

摘要：提出了一种基于机器人的危险品处置方案。面向各种有毒害、易爆炸的危险品,分别设计了移动平台、机械臂、末端手爪3部分,构建了一款能够适应不同复杂地形、拥有较大工作空间和抓取性能的危险品处置机器人;采用标准D-H模型对机械臂进行运动学分析,搭建机械臂虚拟样机,并以此为基础求解机械臂最大工作空间;采用三点坐标法规划机械臂运动轨迹并进行了仿真实验,实验结果表明机械臂能够按照规划的轨迹平稳完成对危险品的抓取作业。组装机器人实物样机,并将其放置在实地环境下进行实验。结果表明:危险品处置机器人可对放置在长、宽、高分别是500 mm×500 mm×1200 mm的长方体台座上的直径70 mm、高度250 mm的圆柱体状危险品进行抓取、放置、运输和处理。机器人具有良好的危险品处置性能,为机器人处理危险品提供了可行性方案。

摘要：针对欠驱动机械手爪的抓取稳定性问题,提出并设计了一种新型连杆机械手指;该机械手指通过多连杆的联动组合,尽可能的提升抓取过程中手指与物体的接触面,以获得更好的抓取效果;并通过机械手指抓取过程中连杆对物体作用关系及抓取过程中手指接触力的变化对抓取稳定性展开分析;最后,将其搭载到机械手手掌上对其进行了抓取稳定性实验,实验结果表明该手指具有很好的抓取稳定性。

摘要：提出了一种基于万向式关节的模块化自重构机器人——UBot.该机器人模块结构紧凑、刚性好、运动灵活,具有运动、重构和处理任务的能力.它由许多标准模块组成,模块均采用万向式结构的正立方体外形,具有4个可以与相邻模块连接/断开的连接面.设计了钩爪式连接机构,它可以快速可靠地与相邻模块连接/断开,该连接机构连接后具有自锁功能,节省能量.设计了模块电气系统.最后进行了连接机构和机器人运动实验,证明了UBot系统的可靠性和运动灵活性.

摘要：为了增强模块化机器人的灵活性,以及对其多模式运动进行更简单有效地控制,结合阵列式和串联式自重构机器人的特点,设计基于万向式关节的双自由度UBot模块,并根据两个关节之间的相互抑制关系,结合生物学的中枢模式发生器(CPG)运动控制原理,设计具有双输出的CPG网络调相运动控制器.通过调整CPG间的连接权重以及每个CPG中两组输出的关系,调解运动控制信号间的相位差值,有效地控制UBot模块化机器人的整体协调运动.应用这种控制方法控制了模块化机器人的3种运动模式:四足运动、蠕动和多节虫运动,在ADAMS仿真环境下进行了运动仿真实验,并在UBot模块化自重构平台上分别进行了3种构型的实体运动试验.实验结果验证了双输出CPG调相网络对模块化机器人运动控制的有效性和实用性.

摘要：根据现有仿尺蠖软体机器人运动期间两腿部与接触面间的接触方式和两腿部结构特点对其进行了介绍与分类,并基于形状记忆合金(SMA)研制出一种结构和控制系统更加简单的仿尺蠖机器人,通过样机试验对该机器人的结构原理与运动原理进行了分析。

摘要：针对欠驱动机械手多模式抓取问题,提出了一种手指可拆卸、具有复合抓取功能的欠驱动机械手。为了研究欠驱动手的抓取性能,分别研制了一种弹簧自适应3指节手指机构和一种双四连杆3指节手指机构,两种手指机构均使用四连杆机构的运动原理。手指的性质对欠驱动机械手的抓取稳定性影响很大,对欠驱动机械手单个手指的属性进行分析,分析了关节接触点位置及接触力对抓取稳定性的影响,提出了接触力及力矩平衡的研究分析方法,探讨了影响抓取稳定性的因素。

摘要：提出了一种微小型可重构移动作战平台系统。基于“模块化”、“可重构性”等思想,将作战武器搭载在每个微小型移动作战平台上,通过每个作战平台之间的连接对接装置,实现各个移动作战平台的重构组合。设计了一种三角形履带与轮子相结合的组合式行进机构,提升了移动作战平台的环境适应性和越障能力。建立并完成了移动作战平台的运动学模型和在极限位姿状态下的越障性能分析。阐述了微小型可重构移动作战平台的协同运动策略和作战体系。

摘要：提出了一种被动锁定电磁解锁式对接机构,在作战平台整体运动时为相邻模块提供可靠的连接,在重构过程中可以迅速完成相邻模块的连接/断开。对接机构主要由主动连接机构、被动连接头和解锁电磁铁组成,连接后机构自锁,无需能量保持。利用ADAMS软件对对接机构进行了对接过程仿真,获得了限位杆与对接头的接触力曲线。搭建了对接机构实验平台,实验表明,在位置偏差5 mm、角度偏差10°的情况下该对接机构能可靠完成对接,结构简单合理,对接容差能力强。

摘要：随着电缆入地及电网隧道化进程的加速,电缆隧道安全隐患和外力侵害依然存在,机器人巡检技术的应用显得尤为重要.通过对ZigBee通信技术及协议栈Z-stack的研究学习,将无线通信技术与机器人技术相结合,在机器人主控系统中引入ZigBee无线通讯模块,结合各节点功能需求,完成了网关节点、参考节点以及随动节点的程序设计,实现了电缆隧道巡检机器人巡检过程中的无线多跳自组网通讯及定位,解决了巡检机器人在电缆隧道中无线通讯距离不足和定位难问题.