摘要：MEMS陀螺仪作为低成本惯性测量单元在物体姿态监测与导航控制中有着广泛应用。根据三轴数字陀螺仪的数学模型,设计了三轴数字陀螺仪的标定实验,介绍了数学模型中陀螺仪标度因数、安装误差系数以及零偏移值的计算与处理方法。理论分析与实验结果表明:该标定方法原理简单、易于实现,且标定结果精度高,标定后的解算矩阵可为后续姿态解算和导航控制提供较为准确的量测数据,同时,该标定过程和数据处理方法对MEMS三轴数字陀螺仪的标定具有一定的参考价值。

摘要：提出一种采用单节变形履带机构的轮椅机器人。该机构能够通过两组摆臂的转动对履带形状与张紧力进行主动控制,以使履带形状更好地与障碍物相适应,从而提高传统轮椅的越障能力。在对比现存各种轮椅机器人越障机构特点的基础上,介绍这种新型轮椅机器人的机构方案及对楼梯这种典型障碍物的爬越过程。针对爬越楼梯这一越障运动,将轮椅机器人转换成等效串联机器人,建立用于描述机器人位置及履带形状的几何模型,并给出基于拉格朗日动力学方程的机器人主动构件驱动力矩的优化求解方法。通过仿真得到了轮椅机器人爬越楼梯过程中各主动构件驱动力矩的变化情况,进而指导完成了机器人驱动系统与机械结构设计并制作出原理样机。通过样机爬越楼梯试验验证了轮椅机器人的越障能力。

摘要：为实现多连杆柔性关节机器人的高精度运动控制,首先对其建立完整的动力学模型,包含了连杆和关节动力学的耦合项、Lu Gre动态摩擦模型和关节回差等因素.然后针对该模型设计带观测器的自适应反步法控制器,对不可测项进行在线估计和补偿.理论分析证明了观测器的收敛性和闭环系统的稳定性.该方法在一个3DOF(degree of freedom)柔性关节机器人上进行仿真,仿真结果验证了观测器的有效性,并表明该控制器能够降低连杆跟踪误差,实现良好的轨迹跟踪效果.

摘要：大型生产设施的安全与能效监控,迫切需要低功耗、高精度的泛在感知,高实时、高可靠的无线传输以及动态灵活的生产管控.为此,本文首先提出一种扁平架构的无线化工业控制系统.然后,围绕感知、传输和控制等核心功能需求,系统阐述了高实时高可靠的工业无线网络设计及其时−空−频三元联合调控方法,感知终端的变周期精益采样和高能效精准时间同步方法,以及管控平台的语义化互操作和赋时工作流模型等核心关键技术.最后,研发了面向石油高效采收和电网全域安全监测的无线化工业控制系统,介绍了应用效果和成效.

摘要：针对枸杞果实小、水分大、易破损的特点,并结合枸杞采摘的工作空间要求,以及枸杞采摘环境的复杂性,设计出了高效灵活的枸杞智能采摘机器人的双机械臂结构系统。运用D-H法建立了机器人坐标变换矩阵,对机器人运动学进行了分析,并提出一种反向建立D-H坐标系的间接求解算法来获得采摘机械臂的逆运动学解析解。通过运动学仿真验证了机器人结构设计的有效性,并对间接求逆运动学解析解算法的正确性进行了验证,计算时间比Matlab机器人工具箱的逆运动学算法减少了40%左右。

摘要：分析出WT轮椅机器人与楼梯环境相互作用的特点,归纳出攀爬过程中轮椅机器人可能出现的模式和确定所处模式的判据。针对WT轮椅机器人较复杂且带有完整约束的混联机构,提出了具有对称的独立广义坐标和对称的完整约束的机构化简定理和一种设计完整或非完整机器人系统控制律的思路,给出了WT轮椅机器人在攀爬楼梯过程中各模式下的Lagrange动力学方程以及保持轮椅座椅水平的各关节广义坐标的规划轨迹,并结合计算力矩法设计出WT轮椅机器人的主动张紧力控制,即在对各关节变量参考输入曲线跟踪的同时,实现了对完整约束的约束反力参考输入曲线的跟踪。最后应用Matlab中的STATEFLOW模块对WT轮椅机器人攀爬楼梯过程的动力学模型和控制律进行仿真,并通过样机试验验证其有效性。

摘要：针对协作机器人的构型分析研究,得出了偏置是影响机器人构型的一个重要因素。首先,对现有典型协作机器人的构型进行分析,通过构型间的内在联系与演化过程得到构型之间的差异。然后利用构型之间的差异引出了偏置的定义,并通过偏置对关节运动范围的影响将其分为S型偏置和Y型偏置。最后以全局性能指标、工作空间体积指标和灵活工作空间指标为性能评价标准,对iiwa、Sawyer、Yumi三种典型构型的性能进行了仿真。通过对比分析可知,偏置的存在使构型的全局性能和工作空间体积性能降低,但对灵活工作空间性能有提高作用。结果表明偏置是影响机器人性能的重要因素,该分析研究为协作机器人的构型设计提供了理论依据。

摘要：基于连续体模型合理简化蛇形机器人的动力学方程,基于该动力学描述获得无侧滑条件下使机器人质心速度稳定的关节角度参数集.然后,通过分析侧滑概率与控制参数之间的关系,获得法向摩擦力有限时使质心速度稳定的控制参数.在实现质心速度稳定的基础上,基于连续体模型获得无侧滑时实现机器人速度跟踪的控制参数.最后基于上述理论值设计控制器,将上述理论值作为关节角度参数的初值,利用速度反馈对关节角度进行微调节,消除模型近似和环境差异带来的速度误差.基于Open Dynamics Engine进行仿真,仿真结果显示蛇形机器人质心速度能够跟踪期望速度,从而验证了所提方法的有效性.

摘要：旋翼飞行机械臂是由旋翼无人机(多旋翼无人机或无人直升机)和多连杆机械臂组成的新型飞行机器人系统。该机器人系统结合了旋翼无人机的机动飞行、定点悬停和机械臂灵活作业的特性,能够完成飞行作业任务。旋翼无人机具有对外部干扰敏感的特性。旋翼飞行机械臂在飞行作业过程中会受到来自环境复杂的干扰,再加上系统间严重的耦合作用,使得旋翼飞行机械臂的研究存在诸多难点。本文全面分析与总结了近几年国内外发表的文献,对旋翼飞行机械臂系统设计、系统建模与控制、应用场景和作业方法等方面的主要研究成果进行了综述。

摘要：提出一种基于多通道时空融合网络的双人交互行为识别方法,对双人骨架序列行为进行识别。首先,采用视角不变性特征提取方法提取双人骨架特征,然后,设计两层级联的时空融合网络模型,第一层基于一维卷积神经网络(1DCNN)和双向长短时记忆网络(BiLSTM)学习空间特征,第二层基于长短时记忆网络(LSTM)学习时间特征,得到双人骨架的时空融合特征。最后,采用多通道时空融合网络分别学习多组双人骨架特征得到多通道融合特征,利用融合特征识别交互行为,各通道之间权值共享。将文中算法应用于NTU-RGBD人体交互行为骨架库,双人交叉对象实验准确率可达96.42%,交叉视角实验准确率可达97.46%。文中方法与该领域的典型方法相比,在双人交互行为识别中表现出更好的性能。