针对室内无人清洁车工作参数选择问题,对盘刷转速、清洁车速和盘刷运动轨迹进行了研究。首先对盘刷运动规律进行分析,推导出盘刷刷束的运动方程。然后根据运动方程,利用MATLAB对不同转速与清洁车速下的盘刷进行运动仿真,通过对比选取出最佳清扫轨迹。最后由运动方程和盘刷运动约束条件提出转速和清洁车速的关系式,并与初始最优轨迹进行对比,证实了转速与清洁车速关系式的正确性,为室内无人清洁车工作参数选择提供了参考依据。

传统Voronoi场计算复杂度高,计算时间长,在空间变大、毛刺增多、栅格变密等情况下,基于Voronoi图的传统路径规划计算缓慢。为此提出了一种基于Voronoi_Obstacle场的移动机器人路径规划算法,采用分层思想构建Voronoi_Obstacle场,并使用启发式搜索算法规划路径。实验结果表明,Voronoi_Obstacle场比传统Voronoi场的复杂度降低O(n0.5),且基于Voronoi_Obstacle场的路径规划时间比传统的基于Voronoi图的路径规划时间缩短34.53%,比改进的基于Voronoi图的路径规划时间缩短31.76%。研究结果表明,基于Voronoi_Obstacle场的移动机器人路径规划算法具有一定的可行性和优越性。

针对地震后地面上残留的大量碎石、铁片的清理问题,设计了一款装于履带底盘上,用于抓取地面上碎石、铁片的五自由度液压机械臂。以设计的液压机械臂为基础,采用有别于传统标准DH法的修正DH法搭建机械臂的运动学数学模型,分析机械臂的正运动学和逆运动学。在MATLAB中采用八点极限值的方法验证机械臂抓取可达性,利用蒙特卡洛法分析机械臂的运动空间,为之后液压机械臂的研究提供了理论依据。

软体机器人是一类新型仿生机器人,具有环境适应性强、运动灵活和本体柔软性等突出优点,在空间探索、灾害救援、医疗健康等诸多领域拥有广泛的应用前景。软体机器人主要由柔性本体材料和智能驱动/传感材料构成。聚焦软体机器人的驱动技术,首先介绍了以气/液流体弹性体材料为主体的流体驱动模式;然后,对气液相共同作用下的混合气液驱动技术进行介绍;接着,围绕现有研究较广泛的电驱动技术,重点分析了电动液压技术在软体机器人领域的最新进展

针对永磁同步电机初始位置现有判断方法存在的“反转”、高频电流信号解调复杂等问题,提出了一种基于相电流定位的永磁同步电机转子初始位置判断方法。该方法通过向电机两相绕组先后注入低压高频脉冲,从而得到相电流和转子位置角之间的关系预标定值,应用中启动时,通过采集相电流,在线查询标定表,就可得到静止时的转子位置信息。为了采集到真实的相电流,设计了一种三级中断嵌套的电阻采样法,针对采样区域小的情况,通过增大采样窗口并补偿解决。为验证该方法的可行性,搭建了空压机用永磁同步电机的控制实验平台。实验结果表明,该方法能够较为准确估计转子的初始位置,满足空压机的启动准确度要求。