提出一种基于仿生学理念的机器人运动轨迹规划方法。通过对人体上肢在举哑铃过程的分析以及对人体上肢进行运动学及动力学的模型建立,得到人体上肢的运动特征点信息。采用五次多项式插值法对轨迹进行规划研究并加入人体上肢手臂的运动特征点信息,最终确定考虑能耗及负载因素的仿生轨迹规划的基本方法。通过运动学、动力学分析及实验对比,确定最优轨迹。最后进行仿真和实验验证此仿人轨迹规划方法的正确性和优越性。

为了提高主从异构型遥操作系统的安全性,提出了一种混合控制方法。首先,对机器人与力反馈设备间的运动学映射方法进行研究以实现主从异构型机器人的运动控制。其次,为了提高机器人与环境交互的安全性和稳定性,采用导纳控制实现对机器人末端接触力的控制。同时,采用角色分配的方法在线调整运动映射和导纳控制的角色因子,实现两种控制方式的融合。实验结果表明,与采用力反馈的位置控制相比,该方法在操作效率和安全性上具有更高的性能。

长悬缆常用于大型建筑、机械的结构中,但其振动难于控制。该文以建筑用的高空作业平台为例,建立了高空悬缆在激励状态下的具体的动力学模型。利用BP神经网络对模糊控制规则记忆,设计了模糊神经网络控制系统。并对高空悬缆在该抑振方法下的振动进行simulink仿真以检验抑振效果。进一步进行了试验测试。结果显示,仿真中悬缆的振幅被削减了约72.4%,试验中悬缆的振幅被削减了约70%。两者结果基本一致,表明该抑振方法对高空悬缆具有有明显的抑振效果。

针对关节型机械臂普遍具有负载自重比低的问题,提出了两种提高机械臂承载能力的轨迹规划方法。第一种为轨迹生成法,将运动过程分段,借助正确的动力学模型选取每段运动过程中的关节加速度值,然后,将所有的加速度值进行组合,生成一组力矩平滑的运动轨迹,避免了运动过程中出现过大的关节力矩峰值。第二种为轨迹优化法,预先选取一种标准预定义运动曲线作为运动轨迹,使用遗传算法优化运动曲线的参数,将机械臂的关节力矩峰值降到最低,同样避免了出现过大的关节力矩峰值。经过Adams仿真发现,相比于其他常用的各种轨迹规划方法,这两种方法明显提高了机械臂的承载能力。最后,通过实验,验证了所述方法的正确性与有效性。

某水电站某台机组筒阀自2018年投产以来存在卡阻的情况,历年多次检修排查均未发现造成卡组的原因,在卡组的过程中多次通过电气纠偏或机械纠偏后恢复正常运行。在2021年检修后开展机组修后试验,调试筒阀过程中再次发生卡阻,通过电气纠偏或机械纠偏后均未能恢复正常,并在动作过程中发生卡阻导致筒阀接力器反馈丝杆轴头断裂,筒阀退出正常运行,严重影响机组的安全稳定运行。针对筒阀卡阻的情况,结合历次筒阀卡阻的现象,筒阀部件结构、油压系统、控制逻辑,液压控制装置等进行分析,现场对筒阀各部件进行检查、试验,找出了造成筒阀接力器反馈丝杆轴头断裂和筒阀卡阻的原因,通过处理,筒阀能正常通入工作,投入运行一年来,未发生卡阻的情况。可为同类型机组筒阀的设计、制造、安装及调试提供借鉴。

使用基于非线性最小二乘法的方法处理扫速标定数据，获得了条纹相机的全屏扫速数据，消除了扫速非线性和空间畸变对测量结果的影响。该方法的不确定度约为0．04％，远小于条纹相机的系统误差。利用该方法得到了各个像素对应的扫速，其不确定度约为1．5％，显著减小了条纹相机测量结果的误差。

通过采集图象进行对比分析的方法，讨论了表面力仪中物镜与接触点的距离、分光仪光栅常数、全反射三棱镜与单色仪光路光学平面夹角等因素对FECO条纹以及后续计算的影响，并介绍了表面力仪中计算表面间隙的两类主要方法。确定以550nm为中心波长、1s为曝光时间是多数情况下粘着实验的最优条件，并通过理论分析讨论这些因素对粘着实验造成的误差。

从仿生角度出发,基于人体手指关节的骨骼结构和肌肉发力特点,设计出一种气动肌腱驱动、腱传动的拮抗式仿生关节。针对气动肌腱的高度非线性特性,通过搭建实验平台,测试肌腱性能,采用最小二乘法建立单根气动肌腱的数学模型。基于该关节采用腱传动特点,建立关节力矩输出模型。建立关节位置/刚度解算模型,根据关节位置、关节刚度及关节输出力矩解算气动肌腱理论输入压力。采用模糊PID算法和传统PID算法实现对该关节位置闭环控制、关节刚度开环控制。实验结果表明,2种方法均能较好的跟随关节刚度,同时模糊PID算法的位置控制精度明显优于传统PID算法。

现代幕墙安装过程中对移动的快速性和安装时精确性的要求越来越高,为了更好的研究幕墙安装机器人的力控制算法,建立了简化的机器人动力学模型,确定了阻抗控制与自适应阻抗控制数学模型,并借助Matlab/Simulink构建了阻抗控制及自适应阻抗控制仿真平台,通过分析位置跟踪情况和环境接触力跟踪情况,验证了两种控制算法的可行性。对比分析两种控制方法后,最终提出了适用于幕墙安装的力控制方法,即在自由空间选择阻抗控制方法,环境接触空间选择自适应阻抗控制方法,该方法可以满足自由运动时快速响应和环境接触力控制的准确性要求。

介绍了目前国内外直线电机驱动技术的应用情况,分析了直线电机实际应用在高档数控机床上的突出问题,给出了现有实际应用问题的解决方法。