用RTK进行带状地形图根控制测量的精度分析

结合河道水利工程项目,通过RTK同一基准站连续重复测量同一地物特征点坐标和不同基准站重复测量地物特征点测试了其内部符合精度,还测试和研究了RTK定位时间与定位精度关系,通过对RTK定位结果与静态GPS控制测量、全站仪导线测量的结果进行对比分析,测试RTK定位的外部符合精度.从而得出RTK定位技术可应用于带状地形图根控制测量的结论.     

焊接机械臂结构设计及关键部件强度分析

以自主研发用于工业中常见的相贯线焊缝焊接的机器人为目标,根据所需机械臂性能及结构要求,确定机械臂 总体设计方案及各个机构形式。运用三维软件SolidWorks实现机械臂整体结构的实体建模。分析机器人在其运动范围 内的极限工况,运用有限元软件ANSYS Workbench完成对其关键部件（基座,大臂,小臂）的有限元静态分析,验证了所 设计机器人结构的可靠性,能够满足任务精度要求,为机械臂的样机制作提供了理论依据。     

一种新型服务机器人的设计与分析

随着老龄化社会的到来和机器人技术的发展，服务机器人成为了机器人领域的研究热点之一。以提高服务的舒适性为切入点，设了一款新型服务机器人并对其机械臂轨迹规划进行了研究。首先，结合轮式与足式的优点，设计了一种新型轮足式的服务机器人底盘，并且采用麦克纳姆轮进一步提高服务机器人的运动性能；其次，以人臂为参考对象，确定了服务机器人机械臂的自由度，并建立了服务机器人整体三维模型；最后，在MATLAB中建立机械臂模型，分析了其直线插补运动与曲线插补运动。仿真实验表明，机械臂运动时各关节的角位移、角速度和角加速度都是光滑、无跳变现象，即所设计的机械臂无论是做直线运动还是曲线运动都能够平稳的工作。     

仿蜘蛛救援机械臂结构设计与研究

针对非结构化环境下的救援任务,结合生物界蜘蛛腿部的运动特性,设计了一种仿蜘蛛式救援机械臂。基于机构学数学基础的拉格朗日方程求解救援机械臂的动力学模型。鉴于救援机器人的实时性、自适应等特性,分析径向基函数神经网络的控制策略,提出基于径向基函数神经网络救援机械臂的控制策略。采用径向基三层前向网络设计救援机器人的控制方案,重点探讨了救援机器人单关节的神经网络控制方法,并对其进行Matlab仿真。结果表明:所设计的控制方法可实现救援机械臂的自适应性和鲁棒性。     

悬挂式协作机器人设计与分析

针对老年人独处晾晒衣物困难的问题,基于人机协作的特点及要求,研究设计一种悬挂式协作机器人,其主要由机械臂和末端手爪等部件组成,机械臂由两关节构成,采用Matlab软件求解协作机器人的运动空间云图;基于指数积公式,求解悬挂协作机器人的运动学方程;依据机器人的工作流程,采用UG软件对其进行运动仿真分析,求解其位移和加速度随时间的变化规律;最后,采用PLC对其进行控制研究,获取机器人的控制信号,为协作机器人的设计研究提供一种理论基础。     

体感交互式拟人手臂机器人

针对目前人体动作同步机器人造价高,使用过程繁琐,需要穿戴多种传感器设备等缺点,设计并研制了一种不需 要穿戴传感器的人体手臂动作同步机器人。介绍了机器人的结构和系统组成,给出了Kinect读取和共享数据以及转换 为机械臂可用数据的方法,设计PID结合PWM脉宽调速的控制驱动模块,完成了机械臂控制系统的软件。结果表明该 人体动作同步机器人在未经培训的操作者指挥下,能够从不同初始位置完成人类肢体动作发出的指令,并且精度较高。 这一研究可为无传感器肢体交互智能机器人研制提供参考     

Z5432钻床数控改造中的几项关键技术

对普通钻床进行数控改造,使改造后的钻床既能实现数字控制,又能采用手动控制,在同一次安装中完成工件的钻、扩、铰多个工序,不仅确保加工精度,而且提高加工效率数倍;该技术还通过精确设定机械原点和开发螺距误差补偿功能,提高了定位精度和重复定位精度.     

基于C 的电火花机床PMLSM驱动二次开发及性能测定

根据电火花加工的动作特点,对已有的PMLSM 电机的伺服驱动器进行二次开发,即利用MSComm通信控件对伺服驱动器进行控制,同时开发了控制界面。利用开发的系统进行了试运行,并对永磁直线同步电动机（PMLSM ）直线驱动装置进行了定位精度和重复定位精度测试,结果表明PMLSM直接驱动具有非常高的定位精度与重复定位精度,最后分析了影响精度指标的原因及改进方法。     

钢桶螺纹盖机器人旋紧控制系统

为了解决人工操作或机械半自动化旋紧钢桶螺纹盖所带来的弊端,提出采用工业机械臂对其进行自动旋紧。运 用EtherCAT总线技术,通过CoDeSys开发软件,设计开发了一种机器人旋紧控制系统,使得机器人可以对钢桶螺纹盖进 行自动抓取、定位和旋紧,完成相应的工序。该设计实现了钢桶螺纹盖旋紧的自动化生产,提高了生产效率和加工质量。     

基于等距映射特征匹配的薄壁件镜像加工刀路补偿算法

在大型薄壁件的镜像铣削加工时,装夹过程会造成工件的变形,如果使用初始的刀具路径会导致薄壁件厚度不均匀,过切或欠切。为了提高加工精度,在铣削加工之前添加激光扫描环节,并提出一种基于等距映射特征匹配的薄壁件镜像加工刀路补偿算法。应用运动学变换公式将激光扫描数据转换为点云,通过点云预处理简化过程,对理论曲面和实际曲面进行Delaunay三角网格曲面重构和计算定位点和匹配点任意两点间的测地线距离,再运用非线性最小二乘迭代计算完成基于等距映射理论的曲面特征匹配,最后基于面积坐标公式完成刀路的补偿。经过加工测量实验,该算法能减少67%加工误差,验证了该算法的有效性。     

基于帧差法与SURF匹配的异纤机棉流速度测量

针对异纤机输棉通道内棉流速度的不确定性导致其打击精度无法提高的问题，课题组提出了一种基于帧间差分法和SURF特征匹配算法相结合的混合棉速测量方法。首先，对采集到的棉团图像进行预处理，采用帧间差分法提取棉团边缘信息，得到分离的二值化棉花图像；其次，基于形态学操作对二值化图像进行腐蚀、膨胀运算，得到完整的待检测棉团信息；最后，通过SURF特征点匹配算法对2幅图像中的特征点进行匹配，计算相邻帧间同名点之间的像素距离，将像素距离转换为实际距离后，计算得到棉团运动速度。研究结果表明：与直接匹配相比，特征点数量减少了67.8%，无效匹配点对减少了97.47%，算法计算所得速度与直接计算所得速度误差低于4%。课题组提出的算法可以满足实际工业应用要求。     

基于权重阈值的图像匹配方法

针对尺度不变特征变换(SIFT)算法在低照度情况下存在匹配特征点数目少，会丢失部分重要信息的问题，课题组提出先对图像进行预处理，即增强对比度，提高亮度，使特征信息更明显，特征点更充足，再使用SIFT算法提取特征点；针对SIFT算法因特征描述符维数过多导致耗时长，实时性差的问题，课题组提出一种新的特征点描述方式，降低了描述符维数，提高了算法运行速度；最后，针对SIFT算法匹配过程中对描述符所有维度设置统一阈值易造成误匹配的问题，课题组提出一种权重阈值的方法，对距离特征点不同位置的种子点设置不同的阈值，提高匹配正确率。实验表明：与SIFT算法以及PCA SIFT算法相比，改进的算法匹配精度提高了10%~20%；同时，匹配时间也有所提高。该算法既有效提高了匹配正确率，又缩短了算法运行时间。     

基于改进形状上下文的双焦图像深度估计

针对深度估计时两幅双焦图像特征点的误匹配问题,提出了一种基于改进形状上下文特征点的校正方法。首先引入了对尺度、视角、光照等具有不变性的SSURF特征向量,利用SSURF特征向量匹配算法在双焦单目视觉系统采集的焦距不同的两幅图像之间进行目标SSURF特征点的匹配。提出一种改进的形状上下文描述符,对局部特征匹配点对进行误匹配的校正。然后根据空间物点与所成像点距图像中心矢量大小及摄像机的焦距值之间的几何关系,利用校正后的特征点完成相关的计算从而获取目标物的深度信息。实验表明,校正后的方法进行深度估计具有较小的误差和较好的估计效果。该深度估计方法有较大的实用价值。     

多功能模块化居家整理机器人的结构设计

为了实现日常居住环境的智能化，课题组设计了一款基于语音识别和移动端APP控制的多功能模块化居家整理机器人。采用树莓派处理信息、下达指令，利用单片机控制的摄像头对物品进行识别，通过超声波和红外线2种测距模块实现机器人整体避障和循迹，由搭载的6轴机械臂及配套机械爪对物品进行抓取与整理。设计了该机器人的机械爪模块、升降转台、清洁模块、万向移动底盘和摩天轮置物台等结构。实物样机运行结果表明：该机器人能够有效抓取不同形状的物品，使用过程自动化程度高，环境适应性强，整理与搬运效率高。     

立体视觉中的特征点匹配算法研究

立体视觉中的特征点匹配是计算机视觉中的重要组成部分,是获取三维几何信息的重要步骤。特征点匹配算法可遵从下述处理过程:(1)特征点的选择;(2)点匹配。本文比较了经典的H arris、SU SAN和相位一致性角点检测算法,得出通过相位技术找出的边缘特征点具有良好的抗噪性和稳定性,再结合基于灰度相关及外极线约束的双向匹配技术,可获得很好的匹配效果。最后,给出了实验结果。     

机械臂非线性定位方程计算新方法

针对机械臂定位算法中,数值算法计算量大,仿真过程存在累积误差,几何算法通用性不强等问题,以手术机器 人六自由度机械臂为研究对象,建立了一组多关节机械臂非线性定位方程组,提出了其基于非线性大范围渐近稳定的 求解方法。结果表明该方法既简化运算,又有利于物理实现,为机械臂高速、准确运动提供了基础,实验表明该算法适用 多关节的移动机械臂的非线性定位方程的求解,有较高的求解精度和收敛速度。     

基于视觉捕捉的网球自拾取机器人系统

为了规避网球比赛的风险,提高效率,开发了一套基于视觉捕捉的网球自动拾取机器人系统,由移动机器人平台 搭载机械臂自由移动对散落在网球场地的网球进行侦测并拾取。采用基于ARM的硬件架构搭建移动机器人的控制系 统平台,并通过网络控制接口与机器人平台上的图像采集与识别模块实现通信;将视觉采集捕捉到的网球的位置信息传 送给控制器,控制移动机器人移动定位,机械臂配合实现网球拾取。经模拟网球场运行证明设计方案可行,视觉的引入 节省了大量的人力与时间。开发的网球自拾取机器人系统有很强的实用性,具有一定的推广意义。     

EB环境下的一个匹配模型及其算法研究

描述了基于相同属性的元素两两重复匹配在实际应用中的具体意义,提出了EB环境下基于相同属性的元素两两重复匹配问题的基本概念,讨论了重复匹配的各种情况和最大重复匹配、最小重复匹配以及平凡匹配的定义和判定准则;分析了最大重复匹配(最小重复匹配)的精确求解算法,得出在m个元素、n种属性的情况下,求解两两最小(最大)重复匹配算法的时间复杂性为Smn的结论;最后提出一个改进算法,其时间复杂性为O(C),改进后的算法还适宜于手工作业。     

基于ANSYS的机械臂吹扫装置

为了解决机械臂对表壳外表面完成抛光后机械臂易与表壳发生粘连的问题，笔者设计了机械臂吹扫装置，并讨论了该装置2种不同进气口位置的设计方案。利用SolidWorks建立2种方案的三维模型，将其导入到ANSYS软件中，利用FLUENT模块进行流体动力学仿真分析。根据迭代计算曲线和压力分布云图，得出2种方案均可使表壳顺利脱离。通过2种方案的流迹线云图和速度矢量图进行对比分析，结果表明进气口在喷嘴正上方的装置吹气质量更优。研究结果有助于工作人员选择合理的方案。     

新型三自由度拟人并联机械臂及其位置分析

提出了一种新型三自由度拟人并联机械臂，该机械臂由3个直线电机控制，完成腕部的二维移动和一维转动。基于机械臂的结构几何关系，运用坐标变换方法，得出这种机械臂的逆、正解方程式，且是唯一的封闭解。在满足各机构约束的条件下，根据机械臂的逆解方程式，绘制了其工作空间轮廓图，为该机械臂的应用提供了理论基础。由于该机械臂的结构简单、工作空间大、装配方便等优点，因此在现在工业领域有着潜在的应用前景。