针对目前平行泊车路径规划存在的曲率突变和曲率变化波动问题,提出了一种基于车辆运动学模型的平行泊车轨迹规划方法,首先研究了平行泊车转角和速度随时间的变化曲线,然后将所设计的转角和速度输入车辆运动学模型得到一系列泊车轨迹,最后建立了优化目标函数,并从一系列泊车轨迹中得到一条最优轨迹。利用MATLAB进行仿真验证,仿真结果表明,通过该方法规划得到的泊车轨迹曲率连续、曲率变化平顺。

训练器振幅过大会在训练过程中对人体造成直接伤害,也会降低器械自身的使用寿命,为将振动幅度控制在合理范围内,提出了一种核心力量训练器抑振参数集的知识表达及映射方法。利用达朗贝尔原理计算训练器连接轴间隙的偏心量求解出质心线速度矩阵,结合各连杆受力情况构建运动学模型。采用正弦-梯形函数根据动力模型规划振动抑制曲线,并将曲线中角速度参数化,利用离散角位置差值计算出映射参数。实验结果表明,所提方法能够在极短的时间内降低核心力量训练器振动,满足核心训练器抑振的基本需求,表达及映射结果真实有效具有一定的实际应用价值。

针对四足机器人串联腿部机构承载能力较低、并联机构足端可达工作区域较小的问题,提出一种基于五杆闭链机构四足机器人腿部构型,建立其运动学模型,在此基础上对其承载性能以及灵巧性分析,通过基于达朗贝尔原理的动态静力法进行机构动力分析,并与串联机构对比,验证该机构的低能耗与大承载能力,通过对机构灵巧性的分析,确定其速度传递性较好的工作范围,采用改进后的复合摆线法对单腿足端轨迹进行规划,选取最佳初始姿态使得足端轨迹包含在灵巧性较高的区域,最后建立单腿机构虚拟样机并搭建单腿机构的实物平台,通过单腿轨迹仿真与实验,验证了此腿部机构设计的可行性以及轨迹规划的有效性。

为提高串联式输电线巡检机器人越障性能,针对其偏转关节运动范围受限问题,提出一种新型复合偏转关节。首先给出复合偏转关节构型,设计出具体结构;其次建立基于新型关节的机器人运动学模型;最后利用蒙特卡洛法进行基于两种关节的机器人工作空间仿真,并进行了对比分析。结果表明,采用新型关节可明显增加偏转角度及工作空间,进一步提升串联式输电线巡检机器人运动性能。

针对双舵轮AGV的运动控制技术进行研究,首先建立了双舵轮AGV的简化运动学方程;然后针对其控制的复杂性和非线性特点,提出了一种BP-PID控制算法,使用动量因子对网络的学习率进行优化,抑制网络训练中出现的振荡。在控制系统训练完成后对其进行了仿真,并基于双舵轮AGV样机对控制算法进行试验验证,试验结果验证了所提控制算法的有效性。该控制算法提高了双舵轮AGV运动的控制精度和稳定性。

由于当前已有方法未能对运动目标进行检测,导致机器人运行轨迹跟踪结果不准确。基于此,提出一种篮球投篮机器人运行轨迹跟踪方法,分析篮球投篮机器人的基本运动特性,组建全向机器人运动学模型。对篮球的投篮特性进行分析,采用改进的帧差背景建模方法对运动目标进行检测。同时通过动力性和模型,加入滑膜控制算法,利用自适应模糊控制对滑膜增益值进行在线调整,最终实现篮球投篮机器人运行轨迹跟踪。仿真实验结果表明,所提方法可获取高精度的机器人运行轨迹跟踪结果。

针对传统沉井基础施工设备取土效率低、地层适应性较差、作业区域存在盲区等问题,设计一款沉井基础取土作业机器人。结合施工需求,对机器人进行结构设计,并对其伸缩臂进行有限元静力学分析,验证了伸缩臂结构设计的合理性和可靠性;基于D-H法和几何法分别建立了机器人正、逆运动学模型,基于几何法建立了机器人关节空间到驱动空间的运动学模型,将铣挖头位姿控制最终转换为各关节液压驱动器的位置控制;设计了机器人关节驱动电液比例控制系统,采用PID控制器对其进行校正,通过仿真验证了控制策略的有效性;通过现场试验对机器人整机使用性能进行分析。试验结果表明:沉井基础取土作业机器人满足沉井施工需求,达到预期目标。

为了解决连续体机器人运动学建模的难题并实现机器人的位姿控制,以自行研制的一种仿象鼻型气动连续体机器人为例,先忽略机器人自重和负载,做出连续体构节变形后其中心线上各部分曲率保持一致的假设,通过推导,得到了连续体构节变形参数(s、k、φ)与构节长度(l1、l2、l3)之间的关系表达式。将连续体构节离散为关节变量,参考D-H法建立了该机器人的运动学模型,设计了机器人的气动系统并对机器人进行运动数据采集。将实际采集数据代入上述模型中来确定模型参数,在一定程度上弥补了因忽略机器人自重和负载而产生的模型误差,提高了运动控制精度。机器人的抓取实验结果表明按实际采集数据确定参数的常曲率运动模型,可以应用于连续体机器人的位姿控制;对比机器人末端的仿真计算轨迹和实际轨迹,得到最大运动误差为6.3 cm,误差主要来源于系统...

球型机器人具有结构简单、适应性好等优点。为了提高球型机器人运动稳定性,提出利用LQR并结合PID对球型机器人的自平衡运动进行控制。利用SolidWorks建立球型机器人的三维模型并搭建相应的物理样机;利用雅可比矩阵及等效一级倒立摆模型求出机器人的运动学和动力学模型;建立PID运动位置控制算法和LQR运动倾角控制算法,设计相应的PID和LQR运动控制器;利用MATLAB/SIMULINK对所建立的PID及LQR控制器进行仿真并分析;利用所建的物理样机进行实验验证。结果表明:利用PID结合LQR所设计的运动控制器及其控制算法是准确的,有效地提高了机器人自平衡运动的控制精度及稳定性。

双活塞式液压自由活塞发动机是将内燃机与液压泵集成为一体的新型动力机械。依据双活塞式液压自由活塞发动机样机活塞组件动力学模型，推导出活塞组件的自激振动方程；运用相轨迹法研究了活塞组件系统的稳定性，以及活塞组件的幅频特性；提出液压自由活塞发动机稳定运行的必要条件，以及通过负载特性确定活塞组件稳态工作频率的方法。