摘要：This paper presents the development of a normal adjustment cell (NAC) in aero-robotic drilling to improve the quality of vertical drilling, by using an intelligent double-eccentric disk normal adjustment mechanism (2-EDNA), a spherical plain bearing and a floating compress module with sensors. After the surface normal vector is calculated based on the laser sensors' feedback, the 2-EDNA concept is conceived specifically to address the deviation of the spindle from the surface normal at the drilling point. Following the angle calculation, depending on the actual initial position, two precise eccentric disks (PEDs) with an identical eccentric radius are used to rotate with the appropriate angles using two high-resolution DC servomotors. The two PEDs will carry the spindle to coincide with the surface normal, keeping the vertex of the drill bit still to avoid repeated adjustment and position compensation. A series of experiments was conducted on an aeronautical drilling robot platform with a precise NAC. The effect of normal adjustment on bore diameter, drilling force, burr size, drilling heat, and tool wear was analyzed. The results validate that using the NAC in robotic drilling results in greatly improved vertical drilling quality and is attainable in terms of intelligence and accuracy. (C) 2015 The Authors. Production and hosting by Elsevier Ltd. on behalf of Chinese Society of Aeronautics and Astronautics.

摘要：鱼类尾鳍的动力学问题已经得到广泛研究,但是在进行尾鳍推进器的设计时,还缺乏一种简单有效的设计和估算方法,将尾鳍的运动参数与推力、效率联系起来;在观测和分析尾鳍流场的基础上,研究了2自由度尾鳍推进器的流场结构和推力形成原因;将理想推进器理论应用于尾鳍推进器的推力和效率计算,提出了射流及其诱导速度的量化假设,建立了推力、效率与运动参数、斯特劳哈尔数之间的函数关系;运用该函数对海洋动物的典型运动状态进行了估算,估算结果与动物观测现象基本吻合,该方法在机器鱼模型设计中得到了应用和验证。

摘要：微创手术给外科机器人提出了较高的灵活性要求,但是机器人很难具有完全灵活的工作空间.首先提出象限分割的方法,即把手术工作空间分割为8个象限,确定微创外科机器人所需灵活工作空间只需要为手术工作空间的1/8.然后,给出微创外科机器人灵活工作空间与工作空间之间的解析关系,从而确定机器人的运动学参数.在此基础上,对自行设计的微创外科机器人结构进行了运动学参数优化设计.这种方法有效降低了微创外科机器人的灵活性要求,解决了机器人结构尺寸与灵活性之间的矛盾.

摘要：针对排爆机器人使用和训练的需求，设计并实现了一套排爆机器人虚拟仿真训练系统。首先分析了排爆机器人的常见结构，针对一种通用结构设计的排爆机器人设计了仿真训练系统的结构，并对仿真系统的几何建模、运动模型和碰撞检测进行了分析，最后实现了排爆机器人虚拟仿真训练系统。该系统使操作手能够熟悉并掌握排爆机器人的操作。

摘要：开发了用于完成复杂地形侦察作业的可重构履带机器人.从可重构机器人的特点出发,研究了模块化的机械电气结构和控制方法实现.设计实现的可重构机器人由4个基础运动模块,3个连杆模块和2个转动关节模块组成,通过各个模块的不同组合形式,实现了机器人构型的可重构.系统采用分布式控制体系,研究实现了机械构型发生改变时,基于ARM(AdvancedRISCMicroprocessor)的实时嵌入式控制系统的可重构.通过模拟楼宇内房间侦察作业,验证了可重构履带机器人具备复杂地形环境适应能力和简单方便的可重构性能.

摘要：从矫形外科临床手术的角度,讨论了矫形外科机器人技术及矫形外科机器人辅助手术系统的结构组成.结合矫形外科手术的临床特点和矫形外科机器人的功能,将矫形外科机器人系统的结构分成五个部分:计算机控制、机械本体、传感器、视觉、操作系统.并通过对矫形外科机器人系统这几个部分的阐述,分析了矫形外科机器人系统各组成部分在临床手术过程中的功能及应用特点,从机器人的本体设计、空间布局、控制系统结构、操作方式等方面,提出了矫形外科机器人临床应用过程中的安全策略.在总结矫形外科机器人的临床应用特点的基础上,探讨了矫形外科机器人的研究热点和应用前景,为矫形外科机器人的设计提供方法和设计依据.

摘要：基于新型自组装模块化群体机器人Sambot,研究并实现了多个机器人之间的自主对接与自组装控制.首先,提出了一种由对接卡扣与对接卡槽组成的新型对接机构,它可以使多个Sambot在一定对接偏差范围内,从前、后、左、右4个方向同时进行对接;其次,采用基于行为的控制方法,仅依赖机器人自身红外传感器的局部感知和通信能力,实现了对接机器人寻找目标、导航和自主对接等自组装行为;最后,成功完成了两个Sambot的自主对接与自组装控制实验.实验结果表明,本文提出的自组装控制方法可以直接扩展到多个Sambot的情形,来构建任意构型的集合体机器人.

摘要：为实现脑外科机器人在脑外科手术中辅助医生进行精确导航定位,进行了机器人结构灵活性及手术空间要求的研究.首先,研制了一种五自由度脑外科机器人结构,利用D-H方法计算了机器人运动学的正反解方程.其次,运用MATLAB软件对机器人的工作空间、灵活性及手术空间进行了可视化仿真,仿真的结果表明该机器人结构可以用来辅助医生选择最佳手术路径,并以上述分析为依据提出了一种机器人结构参数优化设计的方法.最后通过手术模拟试验验证了所设计的机器人灵活性满足脑外科手术要求.

摘要：针对飞机装配中的机器人制孔垂直度问题,设计了一种双偏心盘调姿机构.首先采用4个激光传感器测量工件制孔点处的法向量,求出钻头中心线与调姿平面的交点.然后计算调姿机构需转过的角度,调姿电机驱动该调姿机构对钻头姿态进行调整.该机构的特点是在保持钻头顶点不动时,调整钻头姿态.因此,避免了二次移动钻头位置.最后,在ADAMS中对该调姿机构做了仿真,并在机器人制孔平台上做了制孔实验,验证了其原理的正确性.

摘要：研制应用于南极地区进行科考,基于再生能源的极地漫游者机器人系统。根据南极地区特有的地形、地面条件、温度、风速等自然条件对机器人系统结构、驱动、控制和能源系统进行分析与设计。为满足在南极冰盖地区持续漫游的需要选择时间分布更为均衡的风能作为机器人能源方案,选择更适合该机器人结构的垂直轴风力发电机系统。为提高机器人能源使用效率而选择轮式驱动结构和轮内电动机方案。设计差动式连杆与可调式摆腿结构,提高其通过能力和平稳性。并赴南极中山科考站进行现场测试,结果表明该机器人对中山站站区附近不同地面条件的适应力较好,对障碍的通过能力满足要求,再生能源系统可为机器人提供稳定的能源供给。但现场试验也暴露出机器人转向模式、能源捕获效率和控制模式上与环境特点不匹配的问题,需要通过进一步研究和试验进行改进。