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作者：杜习波河南理工大学

学位级别：硕士

本文来源于“压电式大负荷精密驱动方法及机构研究”博士基金课题,对一种纳米分辨力微位移定位机构进行了研究。通过查阅大量相关文献资料,提出了以压电陶瓷驱动器作为驱动元件,以三角放大原理为机理的柔性铰链机构作为位移输出的柔顺... 详细信息

本文来源于“压电式大负荷精密驱动方法及机构研究”博士基金课题,对一种纳米分辨力微位移定位机构进行了研究。通过查阅大量相关文献资料,提出了以压电陶瓷驱动器作为驱动元件,以三角放大原理为机理的柔性铰链机构作为位移输出的柔顺定位机构设计方案。文中首先对微位移定位机构的基本组成和压电陶瓷驱动器基本理论做了论述,阐述了层叠型压电陶瓷驱动器的工作原理、柔性铰链的工作原理,并对柔性铰链的转角刚度公式进行了推导,并编制了相应的计算程序。随后本文进行了微位移机定位机构的设计,对微位移机构的整体结构进行了理论分析和建模,得出微位移机构的放大倍数和力输出特性,接着利用有限元分析软件对微位移定位机构进行静力学分析,得出了机构的位移输入和输出之间的关系,进行了机构的应力校核,并对铰链的参数进行了优化设计。最后设计制作了微位移定位移机构的样机,并进行了位移—电压特性、位移分辨力等测试,对测试结果进行了分析后,得出了结论:定位机构的行程为3.5μm,分辨率为18nm。

关键词：压电陶瓷驱动器柔性铰链三角原理微位移定位机构纳米分辨力

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履带式煤矿救援机器人越障能力分析与越障过程仿真

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河南理工大学学报（自然科学版） 2016年第5期35卷 677-684页

作者：杜习波王振中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454000

为制定煤矿救援机器人越障策略从而进行有效运动控制,选择台阶、斜坡和沟道等3种典型障碍,依据运动学原理研究救援机器人在3种障碍上的越障过程,得到了机器人的极限越障能力;运用Recur Dyn软件建立了救援机器人3D模型。通过越障仿真试验... 详细信息

为制定煤矿救援机器人越障策略从而进行有效运动控制,选择台阶、斜坡和沟道等3种典型障碍,依据运动学原理研究救援机器人在3种障碍上的越障过程,得到了机器人的极限越障能力;运用Recur Dyn软件建立了救援机器人3D模型。通过越障仿真试验,得到机器人越障过程中俯仰角、俯仰角速度等参数的变化规律。研究结果可为判定机器人能否越障以及制定越障策略提供依据和参考。

关键词：履带式煤矿救援机器人越障能力越障过程仿真 3D模型

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履带机器人基于时频特征与PCA-SVM的地面分类研究

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河南理工大学学报（自然科学版） 2019年第2期38卷 84-90页

作者：杜习波朱华中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454000

为了提高履带机器人对地面分类的准确率,提出一种基于时频特征和PCA-SVM的地面分类方法。对振动信号采用时域幅值和现代功率谱分析同时进行时频特征提取,并运用主成分分析法(PCA)进行时频特征的融合和简化,然后利用LIBSVM中的一对一支... 详细信息

为了提高履带机器人对地面分类的准确率,提出一种基于时频特征和PCA-SVM的地面分类方法。对振动信号采用时域幅值和现代功率谱分析同时进行时频特征提取,并运用主成分分析法(PCA)进行时频特征的融合和简化,然后利用LIBSVM中的一对一支持向量机(SVM)程序,实现地面识别分类。控制履带机器人以2种速度在5种不同的地面上行驶,利用其上安装的惯性导航传感器采集3个方向直线加速度和三轴的角速度信号,采用本文算法和单一特征分类算法对信号分别进行时频特征处理与地面分类试验。结果表明,本文算法在机器人速度0. 02m/s时可得到更好的分类效果。该方法可为履带机器人实现更有效的地面环境感知和自身在最佳状态下的导航控制运行提供技术支持。

关键词：履带机器人地面分类时频特征主成分分析法支持向量机

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