摘要：【目的】在机器人中添加重力平衡机构,可有效提升机器人的动态性能。但现有上肢康复训练机器人涉及末端牵引式平衡机构的很少。针对该问题,在分析了上肢康复机器人悬臂工作过程中质心变化规律的基础上,设计了一种可自动平衡重力的上肢康复机器人悬臂机构。【方法】该机构能够通过确定零长弹簧位置以及参数实现重力平衡,即只需1根弹簧便能满足上肢康复机器人悬臂在拉伸以及旋转工作状态下的自平衡;理论上可完全消除由重力产生的关节负载,减小能量损耗,提升上肢康复机器人的工作范围及系统性能;并且设计了康复机器人平衡模型并搭建样机试验平台,验证了模型的准确性和设计方案的可行性。【结果】结果表明,与传统牵引式康复悬臂相比,弹簧重力平衡方案的效果显著,平衡所需力矩减小了92%,关节驱动转矩减小了85%。

摘要：硅片搬运机器人被广泛应用于集成电路装备制造业,具有高洁净度、高稳定性、高精度的特点。为进一步提高控制硅片搬运机器人运行不同轨迹时的准确度与稳定性,针对已设计的R-θ型硅片搬运机器人,分析了其基本的传动结构,建立了基于CoppeliaSim与Matlab的实验仿真平台,同时采用传统D-H参数法建立了硅片搬运机器人的正、逆运动学模型,提出了基于逆向运动学的位置控制算法,成功实现机器人的运动控制,验证了求解模型的准确度。仿真实验的结果证明,该算法能够有效控制机器人的运动,具有实用性。

摘要：知识蒸馏在图像分类等任务中是最有效的模型压缩方法之一,然而它在复杂任务如目标检测上的应用较少。现有的知识蒸馏方法主要专注于构建信息图,以过滤教师和学生在特征提取过程中来自前景或背景区域的噪声,最小化特征之间的均方差损失;然而,这些方法的目标函数难以进一步优化,且只利用教师的监督信号,导致学生缺乏对非正确知识的针对性信息。基于此,提出一种面向目标检测的对比知识蒸馏(CKD)方法。该方法重新设计蒸馏框架和损失函数,不仅使用教师的监督信号,而且利用构造的负样本提供指导信息进行知识蒸馏,让学生在获得教师的知识的同时通过自我学习获取更多知识。在Pascal VOC和COCO2014数据集上,使用GFocal(Generalized Focal loss)和YOLOv5模型将所提方法与基线方法对比的实验结果表明:CKD方法在Pascal VOC数据集上使用GFocal模型的平均精度均值(mAP)提升5.6个百分点,平均精度(阈值为0.5)AP50提升5.6个百分点;在COCO2014数据集上使用YOLOv5模型的mAP提升1.1个百分点,AP50提升1.7个百分点。

摘要：基于柔顺并联机构的音圈电机驱动装置是超精密定位系统实现大行程、高动态、超精密定位的核心部件,要求电机电流驱动器可实现跨尺度电流输出能力,即微安级到安培级。本文针对以上要求,设计了一种具有高电流环带宽、高电流分辨力的驱动器。首先,建立了驱动系统考虑电机负载参数的数学模型,并分析了系统的稳定性;其次,基于遗传算法优化了驱动器电路参数,提高了电流环带宽;最后,采用音圈电机驱动的单轴纳米定位平台搭建了实时仿真控制系统,测试了驱动器带宽、电流输出能力、定位平台的定位性能。通过实验验证了设计思路和理论模型的正确性。

摘要：针对发动机导管无法通过垂直于轴线去除余量来实现精准装配的问题,提出了一种在装配阶段对发动机导管进行二次优化设计方法。首先,对导管模型进行简化处理,提出了用二次设计的导管与原导管对应关键点的距离均值与对应角度变化量均值两个参数表示导管相似度,通过实验证明了参数设置的正确性,确定了导管二次设计方法流程。然后,建立了导管二次设计的多目标优化数学模型,选用NSGA-Ⅱ求解模型的Pareto解。最后,用某导管的模型数据进行实例验证,结果表明模型求得的Pareto前沿上的每个解都小于CAD系统中手动寻优的最好解,证明了方法和数学模型的有效性,多目标优化的应用提高了该方法的准确度与效率。

摘要：针对工业生产中存在多轴孔铆接件因铆钉数量多、铆钉与铆孔间隙小、铆钉分布不规则等特点,致使装配过程约束复杂,装配精度要求高,难以实现铆接工艺智能化以提升装配效率问题,提出一种基于自适应扩展卡尔曼滤波的铆接件视觉伺服精确装配方法。为实现铆接件装配时的高精度定位,在传统扩展卡尔曼滤波的基础上,引入自适应噪声估计器,消除未知环境下的系统噪声对图像雅可比矩阵估计精度的影响,保证视觉伺服过程中图像雅可比矩阵的高精度估计;为保证铆接件装配时视觉伺服运动轨迹平滑稳定,设计滑模控制器,对铆接件进行轨迹跟踪,同时引入最小二乘法对铆接件图像特征深度信息进行实时在线估计,实现铆接件的高精度装配;以6自由度机器人建立仿真模型,结果表明在分布不规则的铆钉中选取4个铆钉的圆心点特征作为控制输入,通过设计的视觉伺服控制器能够完成铆接件的高精度多轴孔装配,提高了铆接工艺中关键工序的智能化水平。

摘要：提出了一种新颖的晶格式空间自重构机器人模块,并进行了模块的三维结构设计.详细阐述了该自重构机器人模块基于销槽楔合、雌雄同体的对接机构设计方法,分析了系统的运动精度并给出了相应的误差控制方案.设计了静态及动态的2组实物实验,从不同工作条件验证了该对接机构能够快速、可靠地实现对接过程,对接耗时约为2 s,对接完成后的机械连接强度可超过50 N的轴向拉伸负载,较好地完成了机器人模块的自重构任务.

摘要：本文针对面向机器人装配的产品设计与装配规划中的关键问题 ,分析实际产品设计与装配规划的一般过程 ,提出了将面向机器人装配的产品设计与装配规划进行系统集成的框架 ,并对系统的各个模块的功能和实现作了研究探讨 ,通过在工程实践中的应用验证了其正确性和有效性 .

摘要：数字滤波器的设计无论是传统的频率变换法,还是优化设计的方法,都需要了解和掌握一些基本的数字信号处理方面的专业知识.为了让数字滤波器的设计摆脱这些信号处理专业知识的限制,提出了一种数字滤波器参数的优化设计方法.该方法只需了解IIR数字滤波器的基本结构,明确传感器信号的频率范围,就可以用一种智能优化算法对滤波器参数进行优化.在Matlab环境下开发了粒子群优化算法的程序并进行了仿真试验,试验结果证明了该方法的有效性.

摘要：为了探讨模块化软体机器人驱动模式多样性对实现有效运动的影响,设计了一个6模块软体爬行机器人,并进行了多模式运动分析。使用差动运动模块设计了一个通过前进波在机体上的传递实现运动的机器人;分析了爬行过程中充放气模块的受力状态和充放气模块位置间隔之间的关系,得出了满足充气时模块获取的运动量、放气时模块向前传递运动量这一单向运动必要条件的位置间隔关系式,依据该模型得到了6模块机器人的10种可行运动模式;采用集中质量法对机器人建立拉格朗日动力学模型,通过ADAMS仿真验证了不同驱动模式的可驱动性;通过实验验证了机器人的可行运动模式并得出了不同模式下的运动速度。研究结果表明:使用充放气模块位置间隔关系公式来分析模块化爬行机器人运动模式可行且准确;多模块软体机器人具有丰富的运动模式,依据驱动模式的不同即可实现运动速度的变化;通过选用高效的运动模式A1D2,多模块机器人可实现最大运动速度13.2mm/s。