摘要：针对六轴机器人动力学参数辨识中激励轨迹设计问题,提出了一种将改进差分进化(IDE)算法用于优化激励轨迹参数的方法.首先,用牛顿-欧拉(Newton-Euler)迭代法建立了六轴机器人动力学模型,将机器人最小惯性参数观测矩阵的条件数作为优化目标函数;其次,通过对差分进化算法的改进,引入反向最优最差策略改善种群初始值,采用自适应算法改进变异因子和交叉因子;最后,利用改进差分进化算法优化设计了满足机器人各个约束条件的傅里叶级数作为激励轨迹,进行机器人的参数辨识.试验结果表明,采用所提出的优化方法设计的激励轨迹可以充分激发机器人动力学特性,提高了机器人动力学参数辨识试验的抗噪声能力,为建立精确的机器人动力学模型提供参考.

摘要：在金属油气管道检测中,传感器性能至关重要。针对传统涡流检测对特定方向上缺陷检测效果较差的问题,提出了一种L形差分线圈设计。首先,分析了激励线圈的磁场空间分布,以确定线圈设计的基本要求;然后,利用COMSOL有限元软件构建了检测系统模型,并对不同传感器线圈的检测性能进行模拟;最后,制造了基于PCB的电涡流传感器并对其进行了仿真与实验验证。仿真结果表明:该L形电涡流传感器在检测轴向缺陷时的差分信号较传统方法提升了122%,并对不同方向的缺陷具有近似的敏感度。实验进一步验证了该传感器能有效地检测管道内各个方向的不同缺陷,具有小体积、低成本、低功耗等优点,特别适用于小口径管道的检测。

摘要：本文研究工业机器人机械臂的结构优化设计,采用拓扑优化方法提升其力学性能、质量和效率。本文建立机械臂结构的数学模型,定义设计参数与约束条件,采用先进优化算法进行计算。结果表明,经过拓扑优化设计的机械臂在刚度、强度和质量等方面均达到了预期性能指标,结构质量降低了15%,刚度提高了20%。本文创新性地将拓扑优化方法应用于工业机器人机械臂结构设计中,不仅提升了机械臂的整体性能,而且为工业机器人结构设计提供了新方法,提高了工业机器人的工作效率和可靠性。

摘要：为提高产品意象形态辅助设计过程中的效率和质量,提出了模拟设计思维过程的辅助方法。通过产品意象形态认知实验,对设计师的思维过程进行解析,将其设计活动分解为3个部分:命题分析、生成创意解、优化创意解。针对其中的关键节点策略,分别运用层次分析法、有向相似性法、逼近理想解法、神经网络、遗传算法等建立对应的模拟模型,最后结合复古造型水龙头的设计方案验证了方法的有效性。

摘要：针对偏瘫患者术后状态特征与康复需求,设计了一种新型的七自由度外骨骼上肢康复机器人。首先采用SolidWorks软件对机械结构进行设计,利用D-H参数法建立机器人运动学模型,并导入ADAMS中进行末端运动轨迹仿真,得到了末端位移等数据。然后利用MATLAB机器人工具箱进行建模,求解机器人运动学的正确性,并对手部设计进行优化。同时进行运动学分析,加入了加速度传感器、角度传感器与肌电传感器,并对机器人进行了实际加工组装,完成机器人设计。

摘要：【目的】模块化软体机器人具备高柔韧性与理论上的无限自由度,可以适应各种复杂的环境和任务需求。为此,设计了一种仿蜂巢软体驱动单元,将多个该单元连接组成可以实现不同功能的模块化驱动软体机器人。【方法】对设计的仿蜂巢软体驱动单元进行了材料选择与力学分析,建立了软体驱动单元内部驱动气压与变形量之间的非线性关系模型,并采用有限元仿真验证了该模型的有效性;基于仿蜂巢软体驱动单元模块,设计了伸缩型软体机器人和双向弯曲型软体机器人,并对两种构型的软体机器人进行有限元仿真;最后,进行了软体机器人的制作以及模块化驱动软体机器人的试验研究。【结果】仿真结果表明,双向弯曲型软体机器人比相同长度的伸缩型软体机器人在伸缩变形范围上更大,其承载能力较伸缩型软体机器人也更好。试验结果表明,双向弯曲型软体机器人可以实现仿蠕虫的直线爬行与转向运动。并且两种构型的软体机器人试验结果与仿真结果基本保持一致。

摘要：随着自动驾驶技术的快速发展,环境感知系统对多传感器融合的需求日益增加。4维(4D)毫米波雷达因其在复杂天气和光照条件下的稳定性能而成为自动驾驶领域的重要传感器之一。尽管4D毫米波雷达通过增加俯仰角信息和提高点云密度改善了目标检测的精度,但其点云稀疏性和噪声问题限制了其独立应用。因此,4D毫米波雷达与视觉传感器的融合成为提升自动驾驶感知精度的关键。然而,传统的外参配准方法依赖繁琐的手动操作,难以满足高效自动化配准的需求。为解决这一问题,该文提出了一种基于标定板的4D毫米波雷达与视觉图像自动外参配准方法。该方法首先设计了包含ChArUco标记、红色圆环和角反射器的标定板,然后通过圆检测算法和角反射器检测算法自动提取配准点的图像坐标和雷达点云坐标。此外,还提出了一种通过3D Max和Unity仿真的方式实现配准数据采集与验证的方法。最后,通过实验比较直接线性变换(DLT)和外参配准(EC)2种方法的性能,评估配准精度。结果表明,所设计的标定板和自动配准算法能够有效地减少人工操作,并且在配准点个数较多时,EC方法具有更高的配准稳定性和配准精度。

摘要：仿生机器人是近年来研究的热门课题,机器人的应用场景越来越多,应用价值也越来越大。但市场上大多数仿生四足机器人灵活度较低。基于此,设计并实现了基于ESP32的十二自由度的仿生四足机械狮子。该机械狮子软件设计采用了Arduino作为PC端的开发平台,同时支持MicroPython和Mixly程序开发,通过3D打印技术制作身体框架,利用多个舵机相连实现十二自由度设计;该机械狮子以ESP32模块为主控模块,与ESP32CAM、SU-03T等模块相结合,实现了模仿狮子的行走、坐下、起卧、跳舞等动作。仿真结果表明,该机械狮子具有灵活简便的结构设计,具有智能化语音、视觉控制、功耗低、负载大等优势,解决了四足机器人灵活度低、成本高等问题。

摘要：为满足下肢运动功能障碍群体的生理需求,设计一款多功能床椅一体化助老机器人。首先在solidworks中对床椅一体化机器人进行建模,验证结构设计的合理性和可靠性;其次对各模块的机械部分进行详细设计;最后完成了多功能床椅一体化样机制作和调试。实验表明,设计的床椅一体化机器人达到了预定设计目的,为实现多功能床椅一体化助老机器人的大规模生产提供有效途径。

摘要：智能化技术对机械设计制造及自动化有着举足轻重的影响,促进了机械工程的改革。将智能CAD系统、知识工程、人工智能技术运用于机械设计,能提高设计效率与准确性。机械制造领域中的智能化加工、组装以及质量检测技术,能显著提高生产力与产品质量。智能控制系统、机器视觉以及工业机器人技术共同推动了机械自动化的全面实现和优化。对智能化技术在机械设计、机械制造及机械自动化过程中的运用进行了研究,并对其技术优势和发展趋势进行了分析。