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。

遥操作的工作性能很大程度上取决于操作者的操作技巧、操作状态等因素。为抑制由操作者误操作、生理震颤等非均匀牵引运动导致的从手端抖动、主从轨迹跟踪误差变大,提出一种支持低通滤波及人工神经网络的遥操作控制策略。根据人体抖动信号的频段分布,采用低通滤波器将操作者生理震颤产生的抖动信号滤除;根据非均匀运动时操作信号的变化特征与主从运动增益比例的映射关系,采用人工神经网络实现变增益控制以降低主从轨迹跟踪误差。最后,通过实验验证支持低通滤波及人工神经网络的遥操作方案在总体上提高了遥操作机器人的工作质量。

本文针对利用压力发电的液压系统进行分析,提出了膜塞泵,并且将液压系统和压力发电进行组合,将液压系统理论用于压力发电,使收集的压力能能够聚集在一起,并转化为电能。

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。