关键词： self-healing   soft robotics   3D printing modular   liquid metal  

摘要： Advances in materials, designs, and controls are propelling the field of soft robotics at an incredible rate;however, current methods for prototyping soft robots remain cumbersome and struggle to incorporate desirable geometric complexity. Herein, a vat photopolymerizable self-healing elastomer system capable of extreme elongations up to 1000% is presented. The material is formed from a combination of thiol/acrylate mixed chain/ step-growth polymerizations and uses a combination of physical processes and dynamic-bond exchange via thioethers to achieve full self-healing capacity over multiple damage/healing cycles. These elastomers can be three dimensional (3D) printed with modular designs capable of healing together to form highly complex and large functional soft robots. Additionally, these materials show reprogrammable resting shapes and compatibility with self-healing liquid metal electronics. Using these capabilities, subcomponents with multiple internal channel systems were printed, healed together, and combined with functional liquid metals to form a high-wattage pneumatic switch and a humanoid-scale soft robotic gripper. The combination of 3D printing and self-healing elastomeric materials allows for facile production of support-free parts with extreme complexity, resulting in a paradigm shift for the construction of modular soft robotics.

关键词： 新型搓澡与按摩机器人   动力学   控制分析  

摘要： 为了研究新型搓澡与按摩机器人的运动轨迹,提高控制精度和工作效率,以新型6自由度对称3T3R支链型3-RPRS并联机构为研究对象,设计了新型搓澡与按摩机器人的动力学控制方法。首先采用影响系数法建立该机构的加速度和速度的映射关系,以分析其运动学;然后利用虚功原理推导了该新型并联机构的Lagrange逆动力学方程,求解了驱动力,在此基础上建立其逆动力学模型以及系统框图,以此引入基于动力学模型的前馈控制的改进控制方法和前馈控制系统;最后在Simulink仿真环境下,以预设运动轨迹和实际运动轨迹为输出目标,利用前馈控制系统对不同预设轨迹进行了算例追踪实验。结果表明:新型搓澡与按摩机器人的运动情况稳定、无突变;前馈控制系统下的修正理论系统动力学模型与实际轨迹存在的各向位移偏差变化在±1mm以内,80%的位移偏差控制在±0.8mm以内,从而保证了并联机构的运动稳定性。

关键词： 深度学习   竞赛系统   机器人   分割   运动目标检测  

摘要： 针对竞赛系统机器人运动目标检测存在无用区域,易出现噪声以及空洞现象,存在误检率较高的问题,提出了基于深度学习的竞赛系统中机器人运动目标检测。通过机器人摄像头特点,建立运动目标图像获取模型,标定运动目标,根据标定结果深度分割图像提取运动目标所在区域、剔除无用区域、降低检测噪声。利用深度学习的卷积核反向传播特点,提取运动目标区域中的运动目标特征,建立竞赛系统四维向量,实时检测运动中的目标。实验结果表明,在同样存在背景干扰的前提下,对运动目标的误检率为0.95%,平均每帧检测时间为15.50 ms。

关键词： 球面并联机器人   驱动力矩   运动微分方程   空间定位  

摘要： 鉴于球面3自由度并联机器人上角锥具有3个纯转动自由度,其运动本质等效于3自由度转动陀螺。将该机器人构型用于刚体空间定位的执行机构,推导得到主动关节驱动力矩表达式,选取机器人3个欧拉角为广义坐标,采用拉格朗日法建立机器人运动微分方程。通过实例将球面3自由度并联机器人用作跟踪空间目标定位平台的执行机构,应用MATLAB软件对机器人进行仿真分析,得到影响机器人主动关节驱动力矩的主要因素,为机器人动力学性能分析和控制系统设计提供基础。

关键词： 机器人竞赛   标准化  

摘要： 高校机器人竞赛作为机器人教育的重要形式,在激发学生学习兴趣、增强学生自主创新能力和培养学生综合能力方面优势显著。本研究通过文献分析、问卷调查,就高校机器人竞赛发展现状展开调查。发现机器人竞赛标准化方面的主要问题,包括竞赛分类模糊、机器人竞赛质量良莠不齐、个别竞赛存在商业化问题等。并基于此提出编制管理标准、建立统一协调机制,设立权威协调机构、设置机器人竞赛主办准入机制等一系列对策建议,以期促进高校机器人竞赛管理的科学化、标准化、规范化。

关键词： 机器人   竞赛   协作  

摘要： 本文旨在通过多机器人系统的敌我识别、任务分配等关键技术的研究,实现多机器人竞赛项目中的有效协作功能,以提高机器人竞赛能力,论文采用理论推导、软件仿真、硬件设计与改造等相结合的方式来开展研究,以解决机器人何时协作、如何协作等棘手问题。

关键词： 多体动力学   动力学仿真模块   六足机器人   快速步态  

摘要： 实现六足机器人步态控制的前提是能够准确进行步态建模.本文提出一种基于多体动力学的六足机器人三角步态仿真模型,该模型由Simulink中的SimMechanics模块所建立,主要包括力模型和控制器模型.力模型针对足和接触地面的作用力与反作用力,控制器模型用来模拟六足机器人在行走时具有仿昆虫的行走特征.本文选用昆虫常见的三角步态来进行仿真研究,该模型成功执行了六足机器人的步态,验证了模型的有效性.

关键词： Maritime robotics   AUV   ASV   Underwater robotics   Acoustic telemetry   Fish tracking  

摘要： This paper provides a systematic state of the art review on tracking the fine scale movements of fish with the use of autonomous maritime robotics. Knowledge of migration patterns and the localization of specific species of fish at a given time is vital to many aspects of conservation. This paper reviews these technologies and provides insight into what systems are being used and why. The review results show that a larger amount of complex systems that use a deep learning techniques are used over more simplistic approaches to the design. Most results found in the study involve Autonomous Underwater Vehicles, which generally require the most complex array of sensors. The results also provide insight into future research such as methods involving swarm intelligence, which has seen an increase in use in recent years. This synthesis of current and future research will be helpful to research teams working to create an autonomous vehicle with intentions to track, navigate or survey.