摘要：轮腿式自平衡机器人兼具轮式的高速高效性和足式的地面适应性,在面对非结构化地形时可以进行跳跃越障。按照腿部自由度可将其分为单自由度式和二自由度式,其中单自由度式轮腿自平衡机器人结构更简单、质量更轻、控制难度更低。但在跳跃轨迹规划问题上,一方面单自由度腿部结构对髋关节出力需求更高,采用双质量块线性弹簧模型轨迹规划方法能够达到的最大越障高度有限;另一方面机器人在高度调整过程中整体质心会产生x向位移,对跳跃的准确性与稳定性造成影响。针对单自由度式轮腿自平衡机器人跳跃问题展开研究,首先提出了基于腾空动力学模型的轮部控制算法,使机身俯仰姿态在跳跃过程中始终可控,进而保证了跳跃的稳定性。之后提出了基于双质量块非线性弹簧模型的跳跃轨迹规划方法,相比基于线性弹簧模型的规划方法具有轨迹规划更加灵活,对髋关节出力要求更低等优点;然后进一步利用轮部在腾空过程中对机身俯仰角的控制效果,设计了一种机器人原地跳远方法,使机器人可以在更短的起跳时间和起跳距离下达到相同的跳跃距离;最后建立了单自由度式轮腿自平衡机器人三维简化模型及其运动学、单腿静力学以及腾空动力学模型,并通过Simulink-Adams联合仿真验证了轨迹规划与跟踪算法的可行性。

摘要：以网络遥操作为应用背景,设计了一种分层的多传感器集成手爪。设计中首先提出了包含了数据采集层、数据处理层、网络交互层等三个层次的手爪体系结构。然后提出了基于支持向量机的融合算法,并结合CAN总线等技术对手爪系统进行了逐层设计,使其具有模块化、智能化等特点。还搭建了多传感器集成手爪实验系统,完成了基于多传感器集成手爪的网络遥操作作业。实验结果表明:该手爪具有较强的局部自主能力,并有效提高了网络遥操作系统的作业能力。

摘要：为了提高柔性关节机器人的轨迹跟踪精度和抖动抑制能力,设计了一种基于无源性理论的柔性关节控制器.通过Simulink仿真验证和简化了该控制器,使其更加适合于多自由度机器人的控制.用于实验的7自由度机器人采用DSP+FPGA结构,数字信号处理器(DSP)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)分别实现非线性部分和线性部分计算,避免了由于自由度的增加引起的关节控制器性能变化.实验结果表明,与传统的PD控制相比,基于无源性理论的柔性关节控制器具有力矩波动小以及抖动抑制快、稳态精度高等优点.

摘要：设计了一种新型的单转动自由度正立方体均一阵列式三维自重构机器人模块结构,不但可以构成稳定的空间填充结构,而且能够实现多种重构运动形式.介绍了具体的机构原理和模块的构形表达及运动描述方法,提出了一种基于正立方体子单元结构的集中式分层规划方法,每个子单元由 8个模块构成,内置离线规划的模块运动序列数据库,并通过自重构仿真实验,验证了该方法具有搜索空间小,求解复杂度低,规划效率高等特点,在规划串式结构的自重构问题时是可行的.

摘要：针对实验室研究设计的一种新颖的3足机器人,提出并介绍了一种提高其步行速度的步态优化方法。此规划方法基于可行的遗传算法方案,避免了成熟前收敛的问题,得到了较可靠的优化结果,还提出了嵌套优化的策略,在消耗相同时间的前提下,提高了遗传算法的计算精度,通过随机实验结果的对比表明了本策略的有效性。

摘要：为了提高机器人关节控制的性能,设计了一套基于现场可编程门阵列(FPGA)软硬件编程方法的模块化关节控制器。在控制器中,传感器采集和电流矢量控制采用标准硬件描述语言VHDL编写以提高电流控制的带宽,电流控制周期为50μs。机器人关节控制律在NiosⅡ处理器中以C语言实现,控制周期为200μs。自顶向下的层次化设计方法应用于矢量控制知识产权(IP)核设计,并给出矢量控制中的坐标变换、PI调节算法等功能模块的数据流图,整个矢量控制计算耗时3.48μs。该关节控制器应用到7自由度机器人中。实验结果表明,关节位置和电机力矩跟踪效果较好,且控制器对机器人构型不敏感。

摘要：以宏微双重驱动的双连杆柔性臂机器人为背景,提出了一种具有模糊调节功能的关节角控制律设计方法,即基于刚性模态设计实现关节位置控制的滑模算法,再根据关节角误差信号和滑模函数变化趋势建立模糊推理表确定对滑模控制律的修正量. 为了保持系统性能平稳变化,还提出了修正系数矩阵的概念.计算机仿真表明,本算法可以很好地实现关节角位置控制同时不引起大的振动.

摘要：基于Petri网库所不变量理论提出Internet多机器人协调控制模型,并利用此模型解决系统操作中的碰撞检测问题.通过对两个机器人协作空间进行网格划分,引入隐式、显式基本操作概念简化Petri网模型,从而增强了系统的灵活性;对操作中的异常情况进行分类,建立了故障恢复Petri网;利用库所不变量理论设计机器人协调控制器,规划多机器人协调动作.仿真实验表明,所提控制模型可以有效满足系统的安全性和实时性要求.

摘要：由于可重构机器人的自由度和工作空间可以灵活定制,工作空间的自动计算是设计和校核中的一个重要问题．为此,讨论了基于旋量和Jacobian矩阵计算运动学逆解的通用方法、采用降维搜索和二分法计算工作空间边界点的计算方法以及采用双向链表确定工作空间多连域截面封闭曲线的算法．由此,工作空间的各个截面的形状、面积以及整个工作空间的形状、体积可以方便地确定,算法具有很好的通用性,实现了可重构串联机器人工作空间的自动计算．通过一个典型工业机器人的实例验证了算法的有效性．

摘要：按照共享控制模式建立基于多智能体的多机器人遥操作系统网络控制体系。设计了具有感知、决策和交互等公共属性的智能体模块化层次结构,给出了各模块的功能描述,阐明了多个智能体之间的交互特性。在此基础上,实现了融合多层分布式黑板模型和智能体节点的多机器人网络遥操作控制体系结构。最后实验测试了状态推理智能体的激活状态,验证了多智能体结构框架下网络遥操作控制体系的有效性。