摘要：传统欠驱动旋翼无人机的动力单元推力方向平行,无法在不改变姿态的情况下产生横向推力,限制了飞行机械臂的交互能力与应用场景。针对此问题,本文设计了一种全驱动旋翼飞行机械臂,通过倾斜动力单元的安装角度改变推力的方向,根据该结构设计了控制分配矩阵进而验证其全驱动特性,并从控制结构上实现了位置与姿态的独立控制;提出了用于接触作业的飞行机械臂的接触力控制方法,将接触检测任务分为接近阶段与移动接触阶段,采用力/运动混合控制器完成接触面法线方向上的力控制。户外实验结果表明,所设计的全驱动旋翼飞行机械臂实现了稳定飞行和移动接触作业,与欠驱动平台相比,飞行过程中的位置移动不依赖于姿态改变,姿态角稳定在±1:5°以内,且在移动接触过程中实现了接触面法线方向上的接触力控制。

摘要：设计制作了一种利用太阳能或其他余热驱动的回热型双活塞水泵。通过对其建立数学模型,对其循环过程进行理论分析并给出了泵水效率。在理论分析的基础上,搭建实验系统,对其进行了性能测试,得到活塞内部工质的温度和压力变化规律以及泵水速率随加热温度和泵水高度的变化情况。由于本系统采用了双活塞并回收了部分余热,可连续泵水,95℃加热条件下,系统的泵水速率为265 kg/h。结果显示,实验与理论结果有相同的变化趋势,提高加热温度可提升装置的泵水速率和缩短循环时间,有利于提高系统的效率;提高泵水高度将会使泵水速率降低。因此该类型的小型太阳能泵水装置,泵水高度不宜设置过高。

摘要：设计一种由平板太阳集热器和海水淡化单元组成的多效同轴竖管降膜蒸发式太阳能海水淡化装置。研究装置的能量流动情况,并在实际天气条件下对装置进行性能测试,给出该装置的产水量和运行温度随运行时间、辐照度的变化曲线。结果表明,装置在实际天气条件下,日产水量最高达到9.92 kg,最大产水速率为2.0 kg/h,是一种理想的太阳能海水淡化器。

摘要：基于增湿除湿(HDD)的原理,设计了一种两级多效太阳能苦咸水淡化装置,用电加热水箱模拟太阳能集热器,对该装置进行了性能研究,目的是了解装置产水性能及效率.试验中,给出了装置在不同加热温度、苦咸水进水流量以及补水流量下的各测点温度变化和淡水产量,并理论分析了苦咸水进水流量对装置产水量的影响,与试验结果进行了对比,得到了不同进水流量下的装置性能系数(GOR).研究结果表明,系统产水量随苦咸水进水流量和加热温度增加而增大,在苦咸水进水流量为1 000kg/h时,装置产水量可以达到63.55kg/h.由于该装置多次利用了湿空气的凝结潜热以及排浓盐水所含的显热,其性能系数在加热温度为85℃时,最大可以达到1.98.且装置性能系数的理论计算值和试验测试值吻合较好.

摘要：传统的基于手控器单模态人机接口的移动机器人编队控制系统在进行队形变换和局部避障等复杂运动控制时效果较差。本文针对此问题提出了一种基于力反馈手控器和眼动仪双模态人机接口的编队共享控制方法。首先,将操作员的手部输入信号和视线跟踪信号分别映射为编队行进和队形切换命令。然后,设计一个由主端遥操作控制器和从端自主控制器组成的共享控制框架。主端遥操作控制器负责接收分发操作员的控制命令并接管编队行进运动控制和队形切换控制,从端自主控制器负责根据系统状态自主完成队形保持、外部避障和内部避碰等任务。最后,通过避障实验、队形切换实验和单双模态对比实验来证明该控制方法的有效性。实验结果表明,相对于传统的单模态双边遥操作控制,本文提出的控制方法降低了操作负荷,控制效率提升了17.42%。

摘要：为了提高蛇形机器人的自主作业能力和环境探索能力,设计了一种基于STM32的夹爪式蛇形机器人控制系统。该系统包括计算机控制终端、机器人运动系统和检测系统3部分,机器人采用STM32作为主控芯片,通过多种传感器采集所需环境信息,头部关节具有机械夹爪能够实现抓取任务。为了简化机器人的控制复杂度,在控制器中引入基于Hopf振荡器的双层中枢模式发生器(CPG)方法用于生成机器人的步态控制信号。经过实验验证,该控制系统有效提高了蛇形机器人的自主作业能力,并且能够满足环境信息实时检测的任务要求。