摘要：自从Maragos首先提出了Teager能量算子(TEO)后,该算子得到了一系列应用。Teager能量算子的非线性特性,使之能在抑制背景噪声的同时进行信号特征的有效提取。它还保留了倒谱分析方法中的准稳态假设,因而更能有效地表征语音信号的复杂性。探索了基于Teager能量算子的非线性特征对于区分情感语音的有效性,并且进一步将其和普通的声学参数和音质参数相结合,以应用于语音情感的识别中。以HMM和GMM为分类器,选取7种情感设计了4组对比实验,达到最高85%的识别正确率。实验结果表明,将传统的语音情感特征和Teager能量算子的非线性特征相结合,能显著地提高语音情感识别系统的性能。在此基础上,提出了智能情感机器人进行情感交互的框架,设计实现了智能服务机器人的情感交互系统,经过实时情感交互实验验证,该智能服务机器人可以很好地与交互对象进行简单的情感交流。

摘要：为满足深空探测任务中,空间环境苛刻的外星体表面岩石钻取采样任务的使用需求,本文设计了一种基于压电驱动原理,可搭载在漫游车机械臂末端的超声波钻探器。超声波钻探器的压电换能器直接与钻具发生冲击碰撞,以驱动钻具作高频冲击运动,达到冲击破碎岩石的目的。设计了钻探器的压电驱动单元,并理论分析了压电换能器变幅杆与钻具的冲击碰撞过程。通过实验研究了超声波钻探器对砂岩的钻进性能及钻压力与钻具长度对钻探器钻进性能的影响。实验结果表明:所研制的超声波钻探器可对砂岩进行有效钻进,而且所需的钻压力较小,可用于彗星、小行星等弱引力场的地外天体表面岩石的钻取采样。

摘要：设计了一台用于热冲压运送物料工业机器人,它由电脑及程序自动控制,能完全代替人工,完成锻压生产过程中的连续上料、翻转、下料等危险性高、简单重复性、劳动强度高的工作,同时能有效降低劳动强度及危险性,提高生产自动化程度,提高生产效率。该机器人具有4个自由度,即腰关节、肩关节、肘关节和腕关节,其中腰关节、腕关节为转动关节,肩关节和肘关节为移动的关节;还有一个用于夹持物料的夹持器。通过分析机器人的组成,确定了传动方案和主要结构。

摘要：手部是工业机器人的关键部件之一,它的主要作用是夹持工件或工具按照规定的动作程序完成工作。设计了一台用于给热锻设备运送物料的工业机器人的手腕。确定了机械人手腕的总体结构及设计的相关参数,并对驱动系统的选择、手腕转动机构、夹持器机构、手腕转动速度等加以阐述。手爪内部的循环水带走从手爪传给手臂的热量,使得系统处于一个较佳的工作状态。

摘要：由于车辆轮边减速器实际设计中存在较多的不确定性因素,而其最终将会影响系统的质量,采用田口方法和模糊综合评判法相结合对不确定因素进行稳健性分析。根据轮边二级轮边减速器的结构特点,搭建其数学模型。建立轮边减速系统稳健型设计的目标函数,确定试验因素以及每个因素的水平数,建立合适的正交表安排试验方案,采用模糊综合评判方法对影响因素跨水平问题进行分析,获得最佳模糊评判参数,并将基于田口方法的稳健性设计和可靠性性设计水平指标、分析结果进行对比。分析结果表明,系统的体积减小,同时可靠性有一定的提高,同时与可靠性的优化设计对比,田口方法简捷方便更具有优越性。

摘要：传统三边遥操作系统的力传感器对主从端交互力进行测量时局限性较大,且在共享权重切换时易导致系统不稳定,本文设计基于力估计与权重切换控制的六足机器人三边遥操作控制架构。针对系统各端口交互力信息缺失的问题,设计一种非线性交互力估计器,实现对各端口间交互力的实时估计。聚焦双操作者控制权重动态调整过整中的柔顺切换问题,本文基于共享控制策略,设计权重因子自适应切换算法。为保证所提出系统的稳定性及透明度,融合力估计器及权重切换算法,设计遥操作系统的控制器。通过力反馈设备分别和Vortex与ElSpider六足机器人搭建半物理仿真平台与实物实验平台,对本文提出控制方法进行验证。相对于传统三边遥操作,实验表明在平坦地形下速度跟踪性提高了45.12%,力跟踪提高了64.71%;在崎岖地形下速度跟踪提高了39.02%,力跟踪提高了29.41%。

摘要：针对群体机器人协作围捕,提出了一种基于松散偏好规则的自组织方法.首先给出了个体机器人的自由运动模型和围捕行为的数学描述.通过对围捕行为的分解,构造松散偏好规则来使个体机器人在自组织运动过程中相互协调最终形成理想的围捕队形.在此基础上,设计了个体自组织运动控制器.最后运用Lyapunov稳定性定理证明系统的稳定性.仿真和实验结果表明,本文给出的自组织方法对于群体机器人协作围捕是行之有效的.

摘要：本文结合线性时序逻辑理论与模糊控制方法,设计并实现了一种满足复杂任务需求的移动机器人巡回控制系统,它既能够针对复杂时序任务进行路径规划,又能够对机器人进行模糊控制实现路径跟踪.首先,基于线性时序逻辑理论,确定能够满足复杂巡回任务需求的全局最优路径.接着,根据所获得的最优路径,采用模糊控制方法设计轨迹跟踪控制器,使其通过实时位姿反馈对机器人进行路径跟踪控制.仿真结果验证了移动机器人巡回控制系统的有效性.最后,基于E-Puck移动机器人构建了能够满足复杂任务需求的移动机器人巡回控制实验系统.基于所提出的最优巡回路径规划算法和模糊控制器设计方法,通过图像处理、数据通信、算法加载等软件模块的实现完成了满足复杂任务需求的移动机器人巡回控制.

摘要：由于工业机器人具有相当高的柔性,近三十年来在人类生活的诸多方面得到迅猛发展。设计了一台用于给热冲压设备运送物料的工业机器人的手臂。确定了热冲压机床上、下料机械人手臂的总体结构及设计的相关参数,并对驱动系统的选择、手臂伸缩的速度、力的计算等加以阐述。该手臂最大负载为40kg,通过挂载在运动平台上可以实现预定的动作要求。

摘要：为了解决使用串口通信的工业设备升级成本高、延时高以及拓展性差等问题,从软件层面研究并设计了低延时远程串口通信系统。系统以嵌入式控制系统作为原串口数据的网关,通过Golang的多协程特性对多种串口的数据分别进行采集、封装、隔离并转换成以太网数据,简化程序的同时将数据的流向进行独立,使数据不会相互干扰。以太网数据通过由UDP协议结合KCP算法以及P2P传输通道组建的低延时通信链路完整地传输到客户端通信软件。客户端通信软件使用数据接口与驱动分离的构架,根据生产场景使用不同的通信模式将数据转发至不同接口。将所设计的系统与基于TCP协议的串口通信系统作了对比实验,结果表明本系统在传输延时方面存在优势,为低延时远程串口通信系统提供了有效的解决方案。