带缆遥控水下机器人水动力数学模型及其回转运动分析

提出了一种新型的带缆水下机器人系统三维水动力数学模型。在该模型中脐带缆的控制方程由脐带缆任一微段中的力的平衡条件导出,在此基础上以该脐带缆的控制方程为核心,通过引入脐带缆与水下机器人连接点的边界条件而建立起整个系统的三维水动力学数学模型。数值模拟中作用在机器人主体上的水动力载荷和旋转导管螺旋桨的控制力在考虑了它们之间的相互影响基础上以计算流体力学方法求出。该模型的主要特点是克服了现有的带缆水下机器人系统水动力数学模型将系统各组成部分割裂处理、缺乏从系统整体理论框架中去观察脐带缆、水下机器人主体和螺旋桨推进器水动力特征的缺陷,从一种综合、整体的观点去观察分析带缆遥控水下机器人的动力状态。水下机器人在导管螺旋桨作用下回转运动的数值模拟结果表明,利用所建立的数学模型可以对带缆水下机器人水动力状态进行有效的数值模拟。     

An Innovative On-Board Computer for Space Robot

In this paper an on-board computer system for the first Chinese Intelligent Space Robotic System was presented. A fault tolerance design on on-board computer （OBC） was proposed that allows commercial-off-the-shelf （COTS） devices to be incorporated into dual processing modules of on-board computer. The processing module is composed of 32-bit ARM RISC processor and other COTS devices. This innovative approach deeply relies on light weight/low cost equipment development using commercial miniaturized parts and non-space qualified technologies. As well as, a set of fault handling mechanisms was implemented in the computer system. The on-board software was organized around a set of processes that communicate between each other through a routing process. The qualification experiment shows that the fault tolerant on-board computer has excellent data processing capability and is enough to meet the demanding of the extremely tight constraints on mass, volume, power consumption and space environmental conditions.     

Study on Distributed Motion of Self-Reconfigurable Robot Based on Local Rules

The eigenvector of a module with six adjacent module's state was constructed according to self-reconfigurable robot M-Cubes and the configuration of system was expressed with the eigenvectors of all modules.According to the configuration and motion characteristics of the modules,a 3-dimension motion rule set was provided.The rule sets of each module was run according to eigenvector of the module after the motion direction of system decided and motion rules were selected.At last,the rapid and effective motion and metamorphosis were realized in system.The rule sets are operated on three systems and the distributed motion of system is fully realized.The result of simulation shows that the 3-dimension motion rule sets has perfect applicability and extensibility.The motion steps and communication load of the modules increase with the module number in linear.     

并行机器人结构刚度有限元数值模拟

通过有限元数值模拟对并行机器人的结构刚度进行了分析。并行机器人的刚度可以通过有限元数值模拟方法对其进行分析．基于子结构的概念并鉴于大多数并行机器人都具有结构对称性特征。提出了一种有效的数值模拟方法——模块设计方法，并通过一个应用实例显示了这种方法的有效性．对数值模拟结果进行了整理并在此基础上绘制了Isoglide3-T3并行机器人的刚度图。     

仿人形机器人运动的自适应控制

用Danevit-Hartenberg坐标变换法推导了仿人机器人的动力学与运动学方程,建立了仿人机器人的广义雅可比矩阵.设计了自适应控制器,以保证该仿人机器人系统的渐近稳定.给出了该机器人在做高难度舞蹈动作时各关节的运动轨迹以及仿真截图.结果验证了该方法的可行性和有效性.     

基于AVR单片机和FPGA的舞蹈机器人控制系统硬件设计

介绍了一种能同时实现对2个直流电机伺服控制和对16个独立舵机调速控制的舞蹈机器人控制系统。采用了角度插值的舵机速度控制和节拍分割的舞蹈节奏控制方法,使机器人动作随音乐节拍变化自如且节奏感强。该舞蹈机器人在现场表演、比赛中性能稳定、表现突出。     

水下机器人近水面横摇运动的解耦控制

水下机器人在近水面低速航行时,为了有效克服海浪干扰的作用,提高水下机器人横摇控制的性能,依据解耦控制理论和零航速减摇鳍的工作原理,在水下机器人水平面运动耦合模型的基础上运用解耦控制方法进行横摇控制.该方法将水平面运动耦合模型分解为横荡、横摇和艏摇三个子系统进行分析,根据期望性能指标配置横摇子系统模型的极点,并将均方差最小线性递推滤波算法引入到状态信号的反馈通路中.通过对各种海情下水下机器人的横摇运动姿态进行仿真,结果表明:该解耦控制方法可应用于水下机器人近水面横摇运动的控制,其控制结果良好.     

基于测量机器人的地铁变形监测系统研究与应用

地铁变形监测包含物理状态监测和几何形态监测两部分,目前几何形态监测主要采用高精度全站仪进行,而且正在向自动化方向发展。介绍基于测量机器人的自动化监测系统构建思路,通过监视器完成数据采集功能,通过分析器实现监测的数据处理、数据分析和实时预警功能。建成系统已在某地铁项目中投入使用,应用结果表明,基于测量机器人的变形监测系统具有自动化程度高、测量成果可靠、实用性强等特点。     

SIWR-Ⅱ型水下作业机械手与工具自动对接研究

针对SIWR-Ⅱ型水下作业机械手与自动工具库对接中存在的关键问题,在分析现有系统的基础上,对油路系统和对接机构进行了改进,实现了作业工具的自动换接操作.     

面向船体复杂工件的机器人自适应焊接技术

分析船舶智能焊接装备自适应焊接技术的研究背景.针对在船体加工过程中产生的误差,从工件定位、焊缝定位和焊接跟踪等方向介绍机器人自适应焊接的解决方案.结合门架式中组立智能焊接装备实践,为后续同类型智能装备提供自适应焊接设计参考.