摘要：为完成特殊任务或具备在不同环境中移动的能力,单运动模式的移动机器人已无法满足需求。前人已提出了多种设计用于腿式步态和滚动步态之间的过渡,但该类多模式机器人所需自由度(DOF)较多,且结构复杂,在驱动和控制复杂性及减少尺寸方面具有一定的挑战性。因此,本文提出一种少自由度、控制简单的可变形多模式移动机器人,并进行试验验证。结果表明:该机器人能实现步行、滚动、转向等运动。

摘要：加速度、姿态、风速等多模态信息是确保无人系统运行和作业的重要参数,通常使用加速度计、陀螺仪等惯性测量单元(IMU)及风速传感器,结合全球定位系统(GPS)获取。针对复杂的作业环境对能耗和多功能提出了更高的要求,本文提出一种基于摩擦纳米发电机的多用途传感单元,通过一定的传感结构设计,实现风速、加速度和姿态等无人系统所需物理信息的检测。

摘要：本文围绕摩擦起电和电磁感应两种能量收集技术,设计了一种基于Kresling折纸结构的自供能传感系统,将复合器件作为电源,利用折纸结构的伸缩扭转运动增强机械稳定性,提高能量收集效率。结果表明:该系统在电子产品领域的具有巨大应用潜力,不仅能在有限的机械输入下产生更大的能量,而且能驱动小型电子设备应用于位置跟踪和定位。

摘要：随着建筑智能化产业快速发展,以钢筋网面制造的混凝土结构需求不断增加。捆扎任务作为其中的关键环节,目前仍然采用手工操作,存在劳动强度大、费时费力、效率低且对工人技术要求高等问题。针对这些问题,提出了一种运动解耦的轮腿机构的全自动钢筋捆扎机器人,阐述了机器人的工作原理,并介绍了机器人的总体结构、纵向移动机构、横向行走机构和捆扎机构等关键部件。此外,通过有限元分析,验证了机器人在工作状态下的结构可靠性。结合模态分析揭示了横向行走机构的振动特性,验证了横向行走机构在振动下的影响较小。研究为建筑机器人的钢筋捆扎任务提供了新的设计和优化思路,有望在建筑领域提高捆扎效率、降低成本。

摘要：随着连续体机器人的应用领域不断扩大,对其功能的要求也不断提高,因此,需末端力感知进行研究尤为重要。为实现实时感知计算,本文设计了一种基于神经网络的连续体机器人末端力感知方法,并通过实验平台验证该方案的可行性。

摘要：为满足日渐增长的太空作业需求,设计了一种线驱中心杆型连续体机械臂,通过分析运动机理得到驱动空间、关节空间以及工作空间之间的正逆运动学关系,由单段臂到多段臂详细介绍了运动学建模方法;然后提出了基于Newton-Raphson法的逆运动学数值解法,并进行多解优化;最后针对正运动学与逆运动学各进行了一组实验。在正运动学模型验证实验中,末端最大误差为机械臂总长度的3.10%;在逆运动学模型验证实验中,臂形最大误差为机械臂总长度的3.63%。实验结果证明了运动学模型的准确性以及末端位姿控制方法的合理性,为线驱连续体机械臂的运动控制提供了理论基础。

摘要：面向机床精密主轴加工过程,对混合流水生产调度问题进行研究。通过深入分析机床精密主轴加工工艺流程,以主轴粗精磨削工艺、分批规则、设备利用率等作为约束条件,以加工时间最小化为目标,建立混合流水生产模式下、机床精密主轴加工智能分批调度模型,并设计了基于差分进化-遗传混合算法的二阶段优化算法对模型进行求解;以某精密主轴生产线的实际订单为例进行仿真实验,与传统加工方案及其他典型分批调度算法对比分析,验证了该智能分批调度模型的有效性、算法的准确性及解决实际问题的优越性,能够有效缩短生产节拍,提高加工效率和设备利用率。

摘要：为在模型内部生成可控的多孔隙结构,提出一种针对三角网格模型的内部结构装配方法.首先对模型对象内部空间进行划分,确定目标装配区域;然后根据设计要求,采用隐函数表达的参数化结构作为模型单元填充装配区域,并通过优化局部区域的性能实现整体设计目标;最后从参数化表达的体结构模型中提取等势面,将其直接转化为三角网格体模型.实验结果表明:该方法能够构建密度、连通性和梯度可控的复杂结构,保证内部结构单元之间的平滑过渡,同时避免因大量布尔运算操作产生的错误.

摘要：基于三维激光扫描系统的移动机器人动态环境地图构建技术是机器人智能感知技术的重要组成部分,而三维激光扫描系统的设计及标定技术对于地图构建的精度有决定性的影响。针对应用于小型移动机器人的三维激光扫描系统低成本、小型化的需求,设计了一套由高精度旋转云台和小型二维激光测距传感器组成的三维激光扫描系统,并提出了一种新的系统参数标定方法以提高三维扫描测量的准确度。该方法使用镂空圆孔标定板作为标定对象以完成对三维扫描特征自动准确获取,并根据非线性最小二乘法对三维激光扫描系统的参数进行优化计算。实验结果表明,所设计的三维激光扫描系统能够准确地测量周围环境的三维信息,实现了以低成本获得高质量环境建模的三维扫描数据技术。

摘要：基于工业机器人位姿视觉测量方法提出了用主动光立体标靶进行机器人末端位姿测量的方法。以主动红外光代替反光标志点,以主动光图案特征代替亮度特征作为表达位置信息的形式,设计了六面体主动光标靶。通过合理设置特征面图案,使立体标靶特征面提供蕴含空间几何约束的信息,并在此基础上设计了特征面识别算法。在室内环境、室外环境、混合光环境等实验条件下,该算法可实现对主动标靶健壮的识别和定位。在高精度四轴移动平台上的测量误差评价实验表明：运用该标靶的立体视觉系统在0.5~3m工作范围内平均位置误差为0.0857mm,平均姿态误差为0.1086°,满足机器人位姿测量的要求。最后在YASKAWA的Motoman-MH80六轴机械臂上进行了机器人末端位姿的测量实验,验证了该方法的可行性和高效性。