针对移动机器人在复杂环境中使用单一传感器进行同时定位与建图存在的精度不足、扫描范围有限等问题,提出一种将激光雷达与Kinect深度相机两种传感器数据融合的方法。首先对Kinect深度数据进行降维处理,然后使用卡尔曼滤波对激光数据与Kinect深度数据进行融合,在建图阶段使用贝叶斯估计将激光雷达与Kinect各自生成的二维局部栅格地图进行融合。通过实验表明,该方法获得的地图包含更加丰富的环境信息,有助于后续的导航避障工作。

六维力传感器在采集力数据时,不可避免地会受到外界噪声的干扰。为了消除外界噪声对传感器输出信号的影响,针对偶然出现的过高或过低的噪声,提出了一种基于正态分布的滑动平均滤波法。算法根据正态分布的特性对不符合要求的数据进行剔除,从而减少噪声对滤波曲线的影响,最后与普通滑动平均滤波法及去除最大值最小值的滑动平均滤波法进行分析比对。实验结果表明,相比于普通滑动平均滤波法与去除最大值与最小值的滑动平均滤波法,基于正态分布的滑动平均滤波法可以有效抑制过高或过低的噪声,并且平滑度也得到了提高。

在水下机器人领域,水动力一直作为研究重点,其中机器人水下运动过程中黏性流场阻力分析尤为关键。文中以碟形四旋翼水下机器人作为研究对象,分析其在自由起降及精确着底运动过程中所受黏性流场阻力变化规律。首先对碟形四旋翼水下机器人进行运动方程建模,采用计算流体力学CFD方法,利用Fluent软件对其在黏性流场内运动进行多组仿真实验。实验结果证明该机器人运动速度与黏性流场阻力关系符合运动规律,对后续机器人结构优化及样机开发具有重要指导意义。

针对工业生产中的轮廓不规则工件难以定位的问题。以UR5机械臂为研究对象,设计了一套视觉定位系统。文中借助视觉技术定位工件,实现机械臂自动抓取目标工件。改进Canny边缘检测算法,然后对检测到的工件轮廓,利用Hough投影法寻找目标轮廓的主轴,建立目标工件的最小外接矩形。实现目标工件的定位并确定目标图像位置,最终实现机械臂抓取目标工件。通过抓取实验证明,文中的算法满足实际需求,具有实际工程应用价值。

基于CAD和CAE技术设计出一种高效率、高精度的新型打磨机器人。通过SolidWorks软件建立了打磨机器人的三维模型,然后对其进行数值模拟。根据静力学研究求得最大应力和最大变形;根据模态分析求得前6阶固有频率和振型。结果表明,该打磨机器人满足刚度和强度要求。

内啮合齿轮泵是一种采用内啮合齿轮副传动的高效、低噪、有较高自吸性能的齿轮泵,广泛用于各类液压传动系统,特别是在传递某些粘性大、腐蚀性强的特殊流体领域具有不可替代性。针对一副具有渐开线齿廓直齿内啮合齿轮泵,推导了齿轮副的参数化瞬时流量公式,根据传递齿廓间是否存在齿侧间隙,由传动工作原理,分析其啮合过程,得到包含有重合度系数的理论精确排量的计算公式。以实例计算比较了排量公式随重合度系数的变化,结果表明具有齿侧间隙的排量更大。理论排量的精确计算对于设计制造精确流量的内啮合齿轮泵及侧板卸荷槽的设计具有极为重要的参考价值。

基于硅橡胶材料的超弹性特征,参考蠕虫类生物结构和运动特点,以六棱柱型驱动器和圆柱型驱动器为机器人主体,设计了一种蠕动式软体管道机器人,并分析该机器人在管道中的两种运动模式。结果表明,所设计的蠕动式软体管道机器人结构和运动模式是可行的。

海绵钛塑性好，流动性差，电极压制过程中产生的侧压力较大，对凹模模套的强度和刚度提出了较高的要求，其壁厚的设计目前尚没有一个公认的计算方法。文中研究了钛合金电极成型模具的结构特点，对钛合金电极块成型过程中凹模受力情况进行了分析，依据强度与刚度的计算准则，推导了组合式模具凹模高度和壁厚的计算方法，为合理设计模具提供了依据。

凭借SolidWorks软件对工业机器人进行结构设计，建立三维模型，并对机器人的重要组成部分进行研究。工作空间是衡量机器人工作性能的重要指标，因此利用MATLAB对研究的工业机器人进行工作空间仿真。最后，对关节空间下的轨迹规划进行研究与仿真。

工程应用案例中常常遇到齿轮泵的实际使用寿命远低于开发设计中的预期寿命情况。针对这一现象，提出了固体颗粒在液压油污染条件下的敏感度概念，并建立齿轮泵在颗粒污染下的预测寿命模型。以某轴向补偿外啮合齿轮泵为研究对象，设计一台关于齿轮泵污染敏感度试验装置，系统中输入一定浓度尺寸的固体颗粒，得到分布颗粒的污染敏感度参数，依据计算固体颗粒在NAS1638 标准下的分布情况，获得泵在不同污染等级下的磨损预测寿命。同时绘制出被试泵在NAS10 级污染下磨损寿命为2000 h 的污染耐受度曲线。研究结果具有一定的工程应用价值，能够定量分析和比较被试泵的污染耐受性、预测泵在不同颗粒污染等级下的性能变化规律和污染磨损寿命，可为高污染耐受泵的设计提供参考。