摘要：船舶等海洋工程装备其舱内具有设备众多、空间受限和结构复杂等特点,传统人工巡检不能解决安全和效率的问题。针对这些问题,结合仿生技术,采用负压吸附和电磁吸附两种吸附方式,设计一种船舱检测的多模式攀爬机器人,该机器人能够在狭小空间运动,并且能够适应不同材质的壁面。基于改进的D-H参数法建立机器人运动学模型,进行运动学正解、逆解的计算;分析机器人运动步态,对比传统的步态控制方法,提出基于Hopf振荡器的机器人步态规划策略;搭建样机控制平台,进行步态控制对比测试。实验结果验证了多模式船舱检测机器人的步态规划的稳定性,为船舶等海工装备新形态检测机器人的研究拓展了新的思路。

摘要：对于高层建筑清洁、大型化工罐体焊接与检测以及管道、隧道等狭小空间的安全巡查,传统方式为人工操作,存在安全隐患及效率低下等缺点,针对这些问题,提出了一种爬壁机器人设计方案;通过研究自然界尺蠖类生物的壁面攀爬机理,结合仿生技术,利用真空吸附和爪刺抓附两种附着技术,研发了一种仿尺蠖多模式爬壁机器人;首先在静态条件下,采用D-H参数法建立了机器人运动学数学模型,求解了机器人运动学的正、逆解,然后进行了基于极坐标理论的机器人控制方法研究,分析了了步态控制策略,并基于嵌入式控制器搭建了实际样机的控制系统,进行了功能性测试,验证了爬壁机器人的运动学模型的正确性和步态控制方法的平稳性,为双足类仿生机器人进一步研究提供了参考。

摘要：针对冰壶运动在群众中认知度底、相关理论研究滞后等问题,设计了易于搭建、富有研究性的冰壶机器人。首先对机器人运动学进行了建模,研究了冰壶机器人位置正、反解算法,分析了冰壶间的碰撞关系。利用Sysmac平台搭建了冰壶机器人运动控制系统,研究了运动控制程序及击打策略,通过3D仿真环境测试了设计的可行性,为进一步研究智能算法奠定了基础。

摘要：目前社会和高校对工业机器人技术关注度不断上升,但是该专业的教学模式缺少成熟有效的设计与研究。随着"互联网+"对各行各业影响越来越大,针对新专业存在的问题,深入探讨了"互联网+"在高职院校工业机器人技术专业教学方面的切实作用,提出了利用互联网进行专业教学改革的方法,使工业机器人技术专业在"互联网+"时代下,贴合不断变化的市场需求,从而保持持续发展的动力。

摘要：为了降低手工穿经过程的劳动强度,提高穿经效率,开发了一种穿经机全自动控制系统。介绍了穿经机的工作原理、组成结构和控制系统。穿经机由穿筘系统、分综系统、停经片分离系统、分纱系统和剑带进给系统组成。控制系统由Q03UDE CPU、QD75D4定位模块、伺服系统等构成。运行结果表明,穿经系统稳定可靠,每分钟可穿140根纱,效率是人工穿经的8倍以上,大幅度提高了企业的生产效率,降低了工人劳动强度。

摘要：由于良好的机械性能和生物相容性,组织工程支架已经成为修复和再生关节软骨缺损的重要方法。随着组织工程技术的不断发展,过去十年已经开发和测试了许多支架的制备和形成方法,但是理想再生支架的制备一直存在争议。关节软骨作为人体关节内的承重组织,其基质结构和细胞组成呈带状,并且从软骨表层至软骨下骨存在着几个平滑的自然梯度,包括细胞表型和数量、特异性的生长因子、基质的组成、纤维的排列、力学性能、营养和氧气的消耗量等均有较为明显的不同。因此,在再生支架的设计中有必要通过重现这些梯度来原位再生关节软骨。最近的文献报道已经有许多新型的梯度仿生支架用于模拟天然关节软骨的自然梯度,这些支架在结构上呈现出不同的机械、物理、化学或者生物梯度,并且取得了不错的修复效果。通过检索关于梯度支架治疗关节软骨缺损的相关文献,首先对天然关节软骨组织的结构、生物化学、生物力学、营养代谢等梯度特性进行研究和总结,然后对目前关节软骨梯度支架的最新设计和构建进行了归类,其次从材料构成(如水凝胶、纳米材料等)以及制备工艺(如静电纺丝、3D打印等)进一步加深对梯度支架的认识,最后讨论了梯度仿生支架在软骨原位组织工程技术中的前景和挑战,为梯度支架成功用于临床转化提供理论基础。

摘要：针对一种面向海洋工程水下结构检测与清污、多功能模态切换的新型有缆遥控水下机器人(remotely operated vehicle,ROV)开发了一套水面水下控制系统.通过对机器人本体水下运动受力计算分析,设计出了动力推进系统,并搭建了水下控制器单元.水面控制台设计包含供电系统、操控系统、通信接口及上位机软件,可实现机器人遥控和监控2种模式下的中等范围搜索和定点观测,并可在浮游和爬行模态之间自由切换.水下机器人姿态测试、定航、定深实验表明:该ROV控制系统性能可靠,能够满足复杂多变环境中的工作要求.

摘要：水下机器人(ROV)的运动具有非线性、多耦合和时变等特点,需要一类数学模型要求低、自适应能力强的非线性控制方法;因此以自主研制的新型的面向海洋工程水下结构检测与清污机器人(MC-ROV)为研究对象,通过水池试验,研究并建立了纵向和艏向动力学模型;最后设计了一种新颖的结合PID控制的约束输入输出的直接广义预测控制算法,对MC-ROV纵向、艏向运动展开研究;仿真结果表明,该算法具有计算量小、震荡低、自适应强等优点,具有良好的控制效果。

摘要：各种原因导致的关节软骨(articular cartilage,AC)损伤的治疗至今仍是临床一大难题;而软骨组织工程技术的出现为AC损伤治疗带来了新的希望。软骨组织工程技术可分为两类,即基于细胞的组织工程技术和无细胞的组织工程技术。虽然基于细胞的组织工程技术可以在一定程度上修复软骨损伤,但仍然具有细胞来源受限、成本高、疾病传播风险和操作程序复杂等缺陷;而无细胞的组织工程技术避免了这些缺点,为原位AC再生带来了希望。无细胞的组织工程技术主要是通过募集内源性干细胞/祖细胞(stem cells/progenitor cells,SCPCs)到达软骨损伤部位,并提供合适的再生微环境促进细胞的增殖和成软骨分化,进一步促进新生软骨组织成熟,因此也被称为细胞归巢的原位组织工程技术。成功地募集内源性SCPCs是原位软骨组织工程中的第一步。选择合适的趋化剂来实现内源性SCPCs的募集尤为重要。因此,通过简要介绍软骨损伤后趋化反应,系统综述传统趋化剂(如趋化因子、生长因子等)和新兴趋化剂(如功能性多肽、外泌体和核酸适配体等),评估趋化剂与递送装置之间的结合方式,讨论趋化剂介导的原位组织工程技术的前景与挑战,为基于内源性SCPCs归巢的原位组织工程技术的设计提供理论基础。

摘要：针对某模态切换远程遥控水下机器人(Model-Converted Remotely Operated Vehicle,MCROV),基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)器件设计微惯性组合导航系统.该系统包括陀螺仪、加速度计、磁罗盘、深度传感器和微处理器等.采用互补滤波方法抑制陀螺漂移,基于四元数算法对陀螺仪积分,并以四元数为估计对象设计无损卡尔曼滤波算法,从而提高导航精度.分析梯度下降法原理,并研究其在四元数更新中的补偿作用.水池试验表明:互补滤波与无损卡尔曼滤波相结合的方法能够获得比较精确、稳定的MC-ROV导航信息.基于实测数据的算法仿真表明梯度下降法可以在一定程度上改善导航效果.