摘要：提出了一种大输出阻尼力矩,低初始阻尼力的小体积多片式磁流变液阻尼器的设计方法。阻尼器内部的导磁元件、隔磁元件和间隙中磁流变液构成闭合的蛇形磁路。针对漏液的问题采用铁磁密封的设计思想,显著减小了转轴处的摩擦力。基于Bingham塑性模型分析了磁流变液的力学特性,导出了阻尼器的力矩模型,采用ANSYS Maxwell软件对阻尼器进行了有限元分析,验证了磁路的准确性,并在原始设计的基础上对阻尼器的结构进行了优化,研制出了一种小体积磁流变液阻尼器。在自主搭建的实验平台上进行力矩测量实验和响应时间测量实验,实验结果验证了该阻尼器具有大输出力矩,低初始阻尼力和低响应时间的特点。阻尼器的直径为33.6 mm,高度为21.6 mm,重约200 g,当输入电流为1.2 A时,产生的力矩为350 N·mm,达到了操作者抓取虚拟物体所需的力矩。

摘要：血管的点云数据表示在医疗中有着重要的作用,可以帮助医护人员直观地了解血管的几何信息.对于医疗辅助技术、放射学模拟等应用中,除了对局部的血管系统几何信息进行可视之外,也需要对全身血管进行准确的仿真建模,从而对整体血管系统的拓扑及几何信息都需要进行系统性的重建.传统骨架提取技术无法保证血管模型正确的连接拓扑,提出了一种基于点云数据的交互式全身血管模型重建方法,通过对血管数据分段和拟合,并分析各段血管端点连接情况,重建了一种带有血管截面半径信息的全身血管一维骨架模型,且该模型能直接用于血流血压等仿真.与已有方法相比,其优势在于能应用于大规模的复杂的全身血管点云数据,且重建的模型可以直接用于仿真.BodyParts3D数据集下实验结果表明,与已有方法相比,文中方法重建的全身血管一维骨架模型具有准确的拓扑连接,能够生成更好的仿真效果.

摘要：针对作业型飞行机器人执行抓取、投放等作业任务时飞行机器人与被抓取目标之间难以相对定位的问题,提出了一种视觉引导的作业型飞行机器人设计方法.首先,介绍作业型飞行机器人系统的整体机构设计,建立飞行器和空中作业装置的运动学和动力学模型.然后,根据针孔成像模型,在ArUco标记尺寸已知的前提下,通过机载的单目摄像头检测被抓目标上的ArUco标记,利用n点透视(PnP)算法解算摄像头位姿,进而利用摄像头位姿信息对飞行器和作业装置进行分级控制.最后,通过静止实验和户外悬停实验验证了位姿估计算法的有效性,并通过自主抓取直径2cm、质量100g的管状物体进一步验证视觉引导的有效性和合理性.

摘要：传统的基于手控器单模态人机接口的移动机器人编队控制系统在进行队形变换和局部避障等复杂运动控制时效果较差。本文针对此问题提出了一种基于力反馈手控器和眼动仪双模态人机接口的编队共享控制方法。首先,将操作员的手部输入信号和视线跟踪信号分别映射为编队行进和队形切换命令。然后,设计一个由主端遥操作控制器和从端自主控制器组成的共享控制框架。主端遥操作控制器负责接收分发操作员的控制命令并接管编队行进运动控制和队形切换控制,从端自主控制器负责根据系统状态自主完成队形保持、外部避障和内部避碰等任务。最后,通过避障实验、队形切换实验和单双模态对比实验来证明该控制方法的有效性。实验结果表明,相对于传统的单模态双边遥操作控制,本文提出的控制方法降低了操作负荷,控制效率提升了17.42%。

摘要：为提高柔性触觉再现的精度和实时性,设计了一种基于改变弹性梁有效长度的新型柔性触觉再现装置,讨论了该装置的设计思路和设计内容。本装置较以往的弹性梁装置有很大的改进,首先在机械结构上,使用舵机代替步进电机,减小了体积,结构更加紧凑,控制精度提高。其次在数据采集方面,使用CCD线阵将弹性梁末端位移的测量变为非接触式测量,减小了接触测量产生的阻尼误差,从而使交互的舒适性与效率得到提高,实现自然和谐的人机交互。

摘要：为实现医生同时对多个患者的血氧饱和度的远程实时监护,设计了一种基于因特网的脉搏血氧远程实时监护系统。该系统分为患者端和医生端。患者端采用以C8051F320为处理核心的血氧检测电路提取相关血氧信号,通过USB传输到上位机进行处理、分析和显示;并通过因特网将数据实时发送至远程医生端显示、存储。实验测试表明,该系统具有延时小、可靠性较高和较大的应用前景等优点。

摘要：多自由度力反馈手控器是遥操作的重要人机接口设备,提出了一种七自由度力反馈手控器测控系统的设计方案,实现对手控器末端位置的测量和向手控器输出反馈力/力矩。详细介绍了该手控器的位置检测原理、力反馈控制原理和控制器的软硬件设计。在完成系统调试后对手控器系统进行了测试,测试结果表明:设计的手控器系统测量精度达到±0.5 mm,三维平动力反馈控制精度达到5%FS,满足多自由度力反馈遥操作的需求。

摘要：多电机的协调工作是机器人控制领域的关键技术之一。提出了以C8051 F340为控制器、LMD18200为电机驱动器的解决方案。详细介绍了其硬件设计和软件实现方法。在机械手的运动控制应用中,该控制方法结构简单、可靠。

摘要：微型弹跳机器人在不规则环境中作业如地震救灾中有着特殊重要作用。设计了一种新颖的跳跑式微型弹跳机器人,提出了一种实用有效的储能-驱动机构。储能-驱动机构以舵机为驱动器,带动不完全齿轮,齿轮拉动钢丝绳作用于弹簧钢片来实现机器人的储能-弹跳。机器人通过电机驱动小车轮实现快速跑动。详细介绍了整个机器人的机械结构设计以及弹跳运动和跑动运动的实现。经测试,该机器人的弹跳运动灵活,与轮式快速跑动结合,提高了适应环境的能力和运动效率。该机器人结构简单、易于控制、稳定可靠,具有良好的应用前景。

摘要：力/触觉再现技术是当前新兴的研究领域。介绍了最近10年来基于磁流变液的力/触觉再现系统的国内外研究进展情况。总结了基于磁流变液的力/触觉再现技术的研究内容,包括执行装置的结构设计、模型研究以及再现系统控制研究,讨论了基于磁流变液的力/触觉再现系统开发过程中的关键技术,如提高便携式触觉接口中执行装置的力矩/重量比,减小静态力、克服被动系统力/触觉表达局限性,指出了今后发展的趋势。阐述了基于磁流变液的力/触觉再现系统的优势,并展望了其应用前景。