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澳大利亚阿德莱德大学
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  • 阿德莱德机器人研究小组

    阿德莱德机器人研究小组成立于2002年，目的是在阿德莱德大学进一步研究机器人。该小组特别感兴趣的领域包括微动机械手、机器人测量系统、移动机器人和通过机器人技术建立昆虫模型。
产品组合

  • 微型飞行器

  • 该荣誉项目的目的是设计、制造和飞行一个微型飞行器与扑翼机构。车辆应该尽可能的小和轻与低巡航速度。预计飞机将由一个或多个电动马达推进，并使用无线电控制系统进行控制。

    (马齐尔·阿尔乔曼迪、理查德·凯尔索、克雷格·迈克尔·杰拉德、理查德·希兰、马修·理查德·纳尔逊和马修·托马斯·沃德)

    • 蜻蜓-特写

    • 蜻蜓-降落在Gras上

    • 蜻蜓-飞过托伦斯河

  • 搜救无人机

  • 该荣誉项目涉及一种自主无人机(UAV)的设计和建造。飞机已经设计用于民用应用，例如监视或搜索和救援任务，通过结合成像设备和有效载荷部署能力。

    该多用途平台已被配置，参加澳大利亚研究中心的航空航天自动化无人机Outback挑战赛，该挑战赛于2007年9月在昆士兰举行。为了成功进入这一挑战，无人机必须展示定位和帮助在澳大利亚内陆失踪的人的能力。对类似无人机的广泛研究表明，传统设计最适合该平台。

    该飞机主要由复合材料制成，采用母模工艺。机翼，跨度为两米，由碳纤维桅杆组成的泡沫核心。一个发电装置提供4公斤的静态推力，为飞机提供预计最大速度120公里/小时和一个小时的续航力。该控制系统包括一个Micropilot 2028自动驾驶仪，能够在10公里范围内进行自主飞行和远程通信。安装在飞机尾部的模拟摄像机将通过450条电视线路和70度的视野在10公里范围内传输图像。

    降落伞回收系统已经进行了测试，预计下降速度为5.5米/秒。当从汽车上发射时，飞机也将能够部署600克的有效载荷。

    (Maziar Arjomandi, Nayan Uday Avalakki, Jonathan Bannister, Benjamin John J. Chartier, Travis Mark Downie, Brad Alexander A. Gibson, Crystal Rhiannon Gottwald, Peter Ian Moncrieff和Michael Scott Williams)

  • 翼载水翼

  • 翼载水翼船(WBHF)是一种高性能的船舶，由Stephen Bourn先生概念化和理论发展。2007年，本科生展开了一项计划，目的是设计和制造全尺寸的“翼载水翼”功能原型机。这种设计的基础不同于大多数高速帆船，因为它使用机翼而不是传统的帆。机翼能够调整到相对于风的最佳角度，这使WBHF有能力在逆风和下风方向上调整(从而航行)。此外，通过将船转向顺风，船能够比风航行得更快。WBHF的另一个显著特点是，当艇达到足够的速度时，它能将艇体抬出水面，从而消除了一个显著的阻力来源，从而使艇体加速到相当高的速度。其他设计特点，有助于高性能和安全的船包括能力自我纠正和稳定时，船变得不平衡，机翼的快速释放，定制的水翼设计专门适合这个应用和轻量级设计的船，实现使用非常规材料和制造方法。飞行器采用多种控制系统来确保飞行的稳定性，同时也提供飞行员控制。鉴于这些独特的特点，人们相信WBHF有潜力挑战多项航海记录，包括双向航行海里速度记录和最终的世界航行速度记录。

    (本·s·卡佐拉托、卡尔·q·霍华德、丹雅·j·程、基思·罗伯特·r·克劳奇、托马斯·詹姆斯·希尔、约书亚·约翰内斯·霍尔姆斯、阿肖克·阿特里亚·卡尼亚、安东尼·亚历山大·库拉基斯、希斯·安德鲁·南柯维尔、本杰明·安德鲁·福特·纽贝里、卢克·约瑟夫·罗杰斯和夏之秋)

    • 翼载水翼

    • 船体部分加入

    • 两半碳纤维连接在一起。

    • 轴承截面视图

    • 连接主梁到船体和支腿浮子的轴承。

    • 整个工艺

    • 灯泡清晰

    • 装配视图的水翼球与透明的中间部分和鼻锥。

    • 灯泡的

    • 切割视图的水翼球中段。

  • 柔性微运动机械手的结构与控制优化

  • 本研究旨在设计一种新的微操作系统，为细胞浆内注射精子等提供微纳米运动。这是一种用于体外受精的方法，将人类卵子注入精子。该项目采用压电致动器和一种新颖的柔性机构来实现超精细运动。目前的工作主要集中在柔性机构的研究领域，涉及具有3个平面自由度的机构的特定拓扑结构的研究。

    (丹尼尔·汉德里)

    • 前视图

    • 细节

    • 俯视图

  • 机器人理解的发展

  • 这个研究项目试图承担开发和展示机器人理解能力的任务。这是机器人学习的延伸，通过简单的思维过程和记忆结构实现。项目的结果将是一个视觉思维过程，展示机器人的思维过程，以及机器人如何能够利用过去的经验来展示其对概念的理解。

    (本·朗斯塔夫与天府路)

    • 侧视图

    • 车轮

    • 悬架

  • 柔性铰链柔性微运动平台的建模

  • 本课题的研究重点在于建立简单而有效的柔性微动平台的运动学和静力学模型，并能准确地反映实际系统。该模型将有利于设计和优化过程，可以快速分析一些微动舞台设计，而无需使用任何商业上可用的有限元软件。以在扫描电子显微镜(SEM)上定位样品的三自由度微运动平台为例，建立了该方法。

    (袁宽永及天富路)

    • 原型1:俯视图

    • 原型2:俯视图

    • 原型2和显微镜

  • 气动的手

  • 机械工程学院从2004年开始研发空气肌肉。这些已被用于许多荣誉项目，如Stumpy:气动肌肉驱动双足机器人。本项目旨在打造一种重量轻、响应时间快、功能齐全的气动假体。

    (乔治•奥斯本(George Osborne))

      • 普通话

      • 手和手套

  • 用于多智能体系统实验的自主移动机器人设计

  • 该荣誉项目的目的是设计和建造一个完全自主的移动机器人，作为机器人多智能体系统和人工智能领域研究的灵活平台。该机器人的设计将符合国际机器人足球比赛“机器人世界杯”的中型联赛(MSL, F-2000)的规定。该项目以机器人世界杯为实验平台，旨在为复杂动态环境下自主移动机器人多智能体协作系统开发新的控制策略。计划组建一支有竞争力的队伍，参加2005年的第九届机器人世界杯。

    该项目已于2004年启动。机电一体化、机械工程、计算机科学和电气与电子工程专业的学生从那时起一直作为教师团队的一部分工作。

    (弗兰克Wornle)

      • 自主移动机器人

  • 基于立体视觉和多激光条纹的机器人三维大表面轮廓采集系统的研制

  • 本研究的目的是开发一种用于大型地表三维数据采集的机器人测量系统(RMS)。通常情况下，利用触摸探头可以精确地获取三维表面数据。然而，计算机视觉和图像处理速度更快，尤其是提取自由曲面特征等大量三维数据。RMS集成了一个工业机器人、一套CCD相机、一个激光条纹投影仪和一台个人电脑，并配有相应的软件，可以执行大型表面测量任务。诸如机器人校准、摄像机校准和测量策略等课题都将被研究。

    (Jingsyan Torng)

  • 足球服务器-用于足球比赛移动机器人的人工智能(AI)

      • 自1997年以来，每年，来自不同国家的研究人员都会聚集在一起，参加机器人足球世界锦标赛。该活动引起了业界和公众的极大兴趣。最新一届机器人世界杯世界锦标赛于2004年7月在葡萄牙里斯本举行，来自34个国家的224支队伍在5个不同的项目中争夺冠军。其中一个学科是机器人世界杯足球模拟联赛，也被称为“足球服务器”联赛。


        足球服务器是研究多智能体系统和人工智能(AI)的教育工具。它允许两支由11名模拟球员(自主代理人)组成的球队进行足球比赛。比赛是在虚拟球场上进行的:所谓的“足球服务器”是一个模拟环境的系统，即球场本身、风的条件、球的位置和速度、对球员命令的反应等。每个玩家都是用C、c++、Java等编写的客户端程序。服务器和客户机之间的通信建立在基于套接字的协议UDP/IP上。使用特殊的监控程序可以将比赛可视化。


        足球服务器模拟球和球员的运动，与客户端通信，并根据规则控制比赛。为了控制一个球员，相应的客户端程序需要向服务器发送关于它想要执行的动作的请求(例如踢球，转身，跑步等)。服务器接收这些消息，处理请求，并相应地更新环境。此外，服务器为所有球员提供感官信息(例如，关于球的位置、目标和其他球员的视觉数据)。值得一提的是，服务器是一个使用离散时间间隔(或周期)工作的实时系统。每个周期都有一个指定的持续时间，需要在给定周期中执行的操作必须在正确的时间间隔内到达服务器。因此，缓慢的表现会导致错过表演机会，这对团队的表现有很大的影响。


        2004年机器人世界杯模拟联赛的卫冕冠军是俄罗斯电力厂的“STEP”团队。第二名和第三名分别是德国多特蒙德大学和伊朗阿拉梅赫赫利高中。此前的获奖者包括中国清华大学智能技术与系统国家重点实验室(2001,2002)，波尔图大学(2000)，卡内基梅隆大学(1998,1999)和洪堡大学(1997)。

        (弗兰克Wornle)

  • 人机界面

  • 人类与计算机的交流方式多种多样(如触觉设备、语音识别程序)。这种接口需要一个硬件设备作为人机之间的中介，将一个运动变量转换成计算机可以处理的二进制数字。

    脑机接口(Brain Computer Interface, BCI)是一种获取和分析脑电图(EEG)信号的系统，其目的是在大脑和计算机之间建立一个直接的高带宽通信通道。它已被用于移动机器人导航。它给了残疾人一个交流和导航的机会。BCI面临着与脑电图信号建模和获取相关的问题。所有这些都影响了BCI系统的准确性。基于眼电图(EOG)信号的眼控方法与BCI具有相同的作用。与EEG相比，EOG信号的建模和记录要容易得多。

    建立了一个简单的实验，以获得建立可靠的HCI系统所需的技术的一些经验。在这个实验中，用简单的锡电极采集了各种信号。在MATLAB中对信号进行放大、数字化和分析。该实验旨在控制一个小型移动机器人的运动，并在2006年的大学开放日上进行了展示。

    (Jayesh L. Minase, Frank Wornle)

    • 开放日实验

    • 在开放日的展示中，一个小型移动机器人通过眨眼信号进行操控。

    • 电极位置

    • 电极的位置，捕捉信号时，眼睛眨眼

    • 移动机器人

  • 压电驱动器的动态建模、估计与控制及其在微动系统中的应用

      • 在过去的30年里，许多微运动系统被开发出来，以执行广泛的微定位任务。这些系统使用不同的方法来提供精确的运动。为了提供最精确的运动，微动台最常用的核心部件是精细分辨率驱动器和柔性机构。压电、电磁、静电和形状记忆合金致动器的位移量几乎只有纳米级。其中，压电驱动器是最常用的。它们的分辨率仅受施加的电压信号中的噪声和用于监测产生的运动的传感器质量的限制;亚纳米分辨率是可以实现的。在本研究中，三自由度微动平台采用压电叠置驱动器驱动柔性机构，进而提供微动。压电叠置致动器是由多个压电片并联并机械地串联而成。

        微动平台的快速准确的参考跟踪需要一个反馈控制器。各种控制方案已被提出。其中，基于模型的控制器取得了很好的效果。然而，使用不准确的压电作动器动力学模型可能导致微运动控制系统的反馈回路不稳定。因此，准确地描述压电致动器的动力学特性是非常重要的。这个研究项目的重点是建立一个简单而精确的压电致动器动力学模型的方法。

        (Jayesh L. Minase, Tien-Fu Lu and Ben S. Cazzolato)

  • 设计和建造一艘小型飞艇

  • 该荣誉项目涉及用于监视、航空摄影和广告目的的小型飞艇的设计、建造和飞行测试。该飞艇被设计为能够在室内连续飞行30分钟，携带500克有效载荷，同时保持恒定的高度。研究了类似的大学研究项目的方法和结果，以更好地理解飞艇设计原则。

    四种不同的飞行模式被考虑:起飞、盘旋、巡航和降落。定义了最大航速、巡航高度和起飞时间等飞行参数，从而进行了理论力分析。然后根据升力、重量和阻力的计算来确定每一次飞行所需的推力。

    四个部分被确定为飞艇设计的关键部分:外壳、贡多拉、推进系统和控制系统。基于组件重量和实现中性浮力所需的升力，开发了一种迭代程序来优化包络设计。贡多拉的概念设计重点在于减轻重量，同时仍然有足够的力量来支撑内部组件的重量。采用电动马达驱动的管道风扇为飞艇提供推进。分析了不同风扇布置方式对飞艇机动性的影响。管道风机的推力输出由手动和自动两种系统控制。一个遥控手动装置提供全手动控制，而飞艇的巡航高度和俯仰分别使用超声波传感器和斜度计自动维持。

    详细设计采用了最合适的概念设计方案。根据技术适用性和预算限制，选择了电机、风扇、电池和自动控制部件等部件。最终的设计使用了一个商业制造的外壳，由四个管道风扇推动，每个都有可变的推力输出。吊艇侧面的两个手动控制风扇用于偏航控制，而两个向下的风扇提供向上的推力和俯仰控制。

    在测试完成的飞艇之前，对所有单个组件进行了测试。这确保了管道风扇、无线电控制器、摄像机和自动控制系统的正确运行。两个飞艇信封制造和每个测试在一个完整的飞行测试与贡多拉连接。两次飞行试验表明，自动控制系统的功能与设计一致，可以与手动控制系统同时使用。飞行测试还表明，飞艇能够满足项目定义中设定的性能要求。

    项目的大部分目标在两次飞行测试中实现。我们希望，在这个项目中所进行的工作，将来能被即将毕业的学生加以调整和改进，以设计一艘具备更先进控制系统的户外飞行能力的飞艇。

    (Maziar Arjomandi, Nicholas James Bartel, Michael Jens-Christian Nordestgaard和Lachlan Ravenscroft)

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