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关键词： 机械臂   运动学   建模   仿真   轨迹规划   曲面扫描  

摘要： 目前,航空发动机叶片曲面扫描效率低导致了机械臂轨迹的自动化跟踪性能差。本文以六自由度机械臂为执行机构,以叶片曲面为扫描对象,提出了一种用于叶片检测的机械臂自动化轨迹规划方法。首先,利用结构光提取叶片的三维模型,并基于轨迹算法提取出模型轨迹路线上点的坐标;然后,采用标准D-H法建立机械臂的正、逆运动学方程,并进行了数值分析求解;最后对机械臂的空间轨迹规划进行五次多项式插值,以实现平滑的轨迹仿真。基于Robotics Toolbox工具箱,得到机械臂的工作空间运动轨迹及关节的角位移、角速度、角加速度的连续光滑的仿真曲线,可知该方法可以有效解决叶片曲面复杂机械臂轨迹规划问题,通过实验进一步验证了该方法的有效性。

关键词： Arduino   舵机   仿生手掌   机械臂  

摘要： 考虑到目前医学上假肢用的机械手和工业方面的机械手缺乏且价格昂贵,为此本文设计并制作一个仿生手掌机器人,通过控制机器人动作,来达到不同的目的。多自由度仿生手掌穿戴体感机器人控制系统以Arduino为核心芯片,包括控制模块,电源模块,机驱动模块,为机器人实现最终的动作要求提供硬件辅助。软件部分:基于Mixly实现单片机的仿生手掌机器人的源程序编程,用Mixly实现控制系统源程序的下载并与仿生手掌机器人连接。可通过上位机对机器人的动作控制,通过仿生手掌机器人的实际对接效果作出相应的改进,体现了系统操作的简单方便、具有高性价比,可用于一定的实际应用推广价值。

关键词： 工业机器人   运动学   MATLAB   轨迹规划   工作空间  

摘要： 针对某公司研制的六自由度工业机器人,利用D-H方法建立了机器人运动学方程,给出了运动学方程正解和逆解的求解方法。根据六自由度工业机器人设计参数,利用MATLAB平台对机器人运动学方程的正确性进行了验证。对六自由度工业机器人进行了轨迹规划和工作空间分析,结果表明,利用相关参数设计的六自由度工业机器人工作空间范围内没有空洞或空腔,关节运动平稳,振动小,可满足实际应用要求。研究成果可为同类型工业机器人结构设计和运动学分析提供理论支撑。

关键词： 磁耦合谐振   多自由度电机   无线电能传输   阻抗匹配   最佳负载阻抗   混沌算法   反射系数   线圈损耗  

摘要： 针对多自由度电机无线电能传输中传输效率较低的问题,提出基于磁耦合谐振的多自由度电机无线电能传输方法。该方法根据共振原理构建磁耦合谐振式无线电能传输模型,通过反射系数描述阻抗匹配状态,获取最佳负载阻抗;采用混沌优化算法优化电机线圈损耗率,实现多自由度电机无线电能传输优化。实验结果表明,应用该方法后,多自由度电机的电能输出功率达到了893 W,传输效率提升了0.10以上,提高了电能输出功率和传输效率,方法有效,具备可行性。

关键词： 河床冲刷   反演方程   磁偶极子   重力驱动  

摘要： 为解决传统磁偶极子定位方法依磁力梯度张量反演磁偶极子位置,所需测量矩阵复杂的弊端,从磁偶极子空间分布模式出发,仅以单自由度的磁偶极子在某点处所产生的磁场三分量来定位磁偶极子。依据磁偶极子空间分布模式,推导单自由度磁偶极子的反演方程,实现了磁偶极子单自由度定位。在此基础上,基于推导的反演方程,将磁偶极子单自由度定位方法与重力驱动河床冲刷监测方法相结合,提出了一种具有普适性的河床冲刷监测方法,该方法可以通过单自由度反演公式反映河床冲刷情况。

关键词： 六自由度机械臂   路径规划   RRT   目标采样  

摘要： 针对快速扩展随机树(RRT)算法路径代价大、采样过程慢的问题,提出1种改进的RRT算法对六自由度机械臂进行路径规划。结合RRT*和RRT-connect算法的优点,应用目标采样的思想加强算法向目标点搜索的趋向性,引入贪婪思想提高算法效率,结合五次B样条插值对路径进行平滑优化,缩短规划路径的时间及长度;利用Python中的matplotlib功能包统计RRT与改进的RRT算法规划所需时长、采样点数与路径长度,且在ROS平台中利用动态规划库进行算法配置,验证改进算法的路径规划效果。结果表明:相比传统RRT算法,采用所提改进算法对六自由度机械臂进行路径规划,在平均路径长度上缩短了29.5%、在规划路径时间上缩短了8.5%,路径规划成功率提高至96.7%,验证了该算法在实际应用中的可行性。

关键词： 前馈补偿   六自由度   柔性机械臂   弹性振动   传感器   动力学  

摘要： 为了提高机械臂系统的控制精度和抗振动能力,提出一种基于前馈补偿的六自由度空间柔性机械臂控制方法。通过建立弹性振动模型,对六自由度空间柔性机械臂的振动特性进行分析,获取振动频率、模态形式和振动幅度等信息。通过传感器测量机械臂的实时振动状态,得到振动频率、幅值、相位信息,基于获取的信息将机械臂振动抑制作为目标,结合所构建的模型通过前馈补偿减小六自由度空间柔性机械臂的振动,并将前馈补偿控制器与PID控制器结合使用,实现更精确和更稳定的控制。实验结果表明,所提方法的应用可为六自由度空间柔性机械臂的实际工作提供更准确、稳定的控制。

关键词： 达朗贝尔原理   座椅悬架系统   虚平衡状态   传递函数   结构设计  

摘要： 基于达朗贝尔原理,在建立座椅悬架系统的虚平衡状态的基础上,推导出了系统的运动微分方程,得到了系统的传递函数。采用试验测定手段,得到了座椅悬架主要元件的力学性能及座椅传递特性,并通过试验结果验证理论模型的准确性。在此基础上,讨论各参数对悬架系统共振频率及幅值的影响,针对其结构参数对悬架系统进行了部分改进,可为座椅结构设计提供思路和解决方法。

关键词： 遥感影像场景分类   土地覆盖概念知识图谱   知识图谱表示学习   知识图谱约束深度网络  

摘要： 得益于深度网络理论与方法的快速发展,深度网络逐渐成为遥感影像场景分类任务的主流技术。然而,现有基于深度网络的遥感影像场景分类方法高度依赖大量人工标记的训练样本,且无法有效融合利用遥感领域丰富的先验知识。为了提升领域知识利用率同时降低标记样本依赖,本文提出了一种知识图谱引导深度网络学习的高分辨率遥感影像场景分类方法。首先,构建了一个包括领域内多种来源知识的土地覆盖概念知识图谱来更灵活便捷地应用领域先验知识。然后,通过知识图谱表示学习方法将土地覆盖概念知识图谱中的遥感场景语义类别表达为语义向量,形成遥感场景类别语义基准。在知识引导学习阶段,通过施加场景类别语义向量与深度网络浅层视觉特征向量的跨模态对齐约束引导深度网络的浅层部分更有效地学习不同类别遥感影像场景的共享特征,在深度网络深层部分则仍然通过场景类别标签引导学习不同遥感场景的判别特征。在测试阶段,完成优化的深度网络模型可以在不依赖任何先验知识的情况下完成高精度遥感影像场景分类。在目前公开的最大的遥感影像场景分类数据集上的试验结果表明,本文提出的知识引导学习方法相比现有方法在10%、30%、50%等不同训练样本比率下均可以获得最佳分类性能。在10%这一比率条件下,本文提出的知识引导学习方法相比基线深度网络在总体精度指标(OA)上能够得到5.11%的提升。

关键词： 分类器   哈希学习   旋转不变   遥感图像   目标检测   图像处理  

摘要： 分类器是目标识别、目标检测的重要部分,而针对遥感图像的目标检测在交通、军事、农业等方面具有重要的应用价值。但随着遥感图像的分辨率急剧增加,如何提高遥感图像目标检测的效率成为一个挑战。利用遥感目标具有的旋转不变特性以及哈希学习具有的快速分类能力,设计并实现了融合旋转不变约束的哈希分类器,其目的是使遥感目标在旋转前后具有相似的二进制哈希码。通过实验表明该分类器能在大幅提高检测速度的同时提高检测的准确性,并且可以拓展到其他哈希学习方法上。