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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，旨在进一步研究阿德莱德大学的机器人技术。该小组特别感兴趣的领域包括微运动操纵器、机器人测量系统、移动机器人和通过机器人对昆虫建模。
产品组合

  • 微型飞行器

  • 这个荣誉项目的目的是设计，建造和飞行一个微型飞行器与扑翼机构。车辆应该尽可能小，轻，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。

    (马齐亚尔·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·尼尔森和马修·托马斯·沃德)

    • 蜻蜓-靠近点

    • 蜻蜓-降落在肝

    • 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驾驶飞行器(UAV)的设计和建造。飞机被设计用于民用应用，如监视或搜索和救援任务，结合成像设备和有效载荷部署能力。

    多用途平台已经配置去参加2007年9月在昆士兰举行的澳大利亚航空航天自动化研究中心的UAV内陆挑战赛。为了成功参加这项挑战，无人机必须展示出定位和协助在澳大利亚内陆迷路的人的能力。对类似无人机的广泛研究表明，常规设计最适合该平台。

    飞机主要由复合材料制造，使用了女性模具工艺。机翼横跨两米，核心是碳纤维梁的泡沫。一个电力装置提供4公斤的静态推力，为飞机提供动力，预计最大速度为120公里/小时，续航时间为1小时。控制系统采用Micropilot 2028自动驾驶仪，可在10公里范围内进行自动飞行和远程通信。安装在飞机后部的模拟摄像机将通过450条电视线路和70度视场在10公里范围内传输图像。

    已经对降落伞回收系统进行了测试，预计下降速度为5.5米/秒。当从汽车发射时，飞机也将能够部署600克有效载荷。

    (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(WBHF)

  • 翼载水翼船(WBHF)是一种高性能的船舶，由斯蒂芬·伯恩先生在理论上概念化和发展。2007年，本科生开始了一项旨在设计和制造“翼载水翼”全尺寸功能原型的项目。这种设计的基础不同于大多数高速帆船，因为它利用了机翼而不是传统的帆。机翼调整到相对于风的最佳角度的能力使WBHF能够在逆风和顺风两种情况下都能固定(从而航行)。此外，通过顺风航行，船能够比风航行得更快。WBHF的另一个显著特点是，当船达到足够的速度时，它能够将船体抬出水面，从而消除了一个重要的阻力来源，从而将船加速到相当高的速度。其他有助于该艇的高性能和安全性的设计特点包括:当艇身变得不平衡时，能够自我纠正和稳定，机翼的快速释放，专门适合这种应用的定制水翼设计，以及采用非传统材料和制造方法实现的艇身轻量化设计。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有潜力挑战多项帆船纪录，包括双向海里航行速度纪录，并最终挑战世界帆船速度纪录。

    (Ben S. Cazzolato, Carl Q. Howard, Danya J. Cheng, Keith Robert R. Crouch, Thomas James Hill, Joshua Johannes Holmes, Ashok athriya Kaniyal, Antoni Alexander Kourakis, Heath Andrew Nankivell, Benjamin Andrew Ford Newbery, Luke Joseph Rogers和zhiqiu Xia)

    • 翼载水翼(WBHF)

    • 船体分段连接

    • 两个碳纤维连接在一起。

    • 轴承剖面图

    • 用于连接主梁到船体和伸臂浮子的轴承。

    • 整个工艺

    • 灯泡清晰

    • 具有透明中段和鼻锥的水翼灯泡的装配视图。

    • 灯泡的

    • 水翼灯泡中段的切开视图。

  • 柔性微动机械臂结构与控制优化

  • 本研究旨在设计一种新型微操作系统，为卵浆内精子注射等应用提供微纳米运动。这是体外受精中使用的一种程序，将人类卵子注入精子。该项目采用压电驱动器和新型柔顺机构，以实现超精细运动。目前的工作主要集中在柔顺机构研究领域，涉及到提供3个平面自由度的特定机构拓扑的研究。

    (丹尼尔·汉德里)

    • 前视图

    • 细节

    • 俯视图

  • 机器人理解能力的发展

  • 本研究项目试图承担开发和演示机器人理解能力的任务。这是通过简单的思维过程和记忆结构实现的机器人学习的扩展。项目的结果将是一个可视化的思维过程，展示机器人的思维过程，以及机器人如何能够使用它过去的经验来证明它对概念的理解。

    (本·朗斯塔夫，卢天福)

    • 侧视图

    • 车轮

    • 悬架

  • 柔性铰链柔性微运动平台的建模

  • 本研究项目的重点是推导简单而有效的柔顺微运动平台的运动学和静态模型的方法，这些模型能准确地代表真实系统。这些模型将有利于设计和优化过程，其中可以快速分析一些微运动舞台设计，而不需要使用任何商业上可用的有限元软件。以一种用于扫描电子显微镜(SEM)中样品定位的三自由度微运动平台为例，开发了该方法。

    (袁宽勇及天福路)

    • 原型1:俯视图

    • 原型2:俯视图

    • 原型2和显微镜

  • 气动的手

  • 机械工程学院自2004年以来一直在发展空气肌肉。这些已经被用于许多荣誉项目，如矮胖:一个气动肌肉驱动的双足机器人。本项目旨在研制一种重量轻、反应时间快的全功能气动假体。

    (乔治•奥斯本(George Osborne))

      • 普通话

      • 手戴手套

  • 用于多智能体系统实验的自主移动机器人设计

  • 这个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RoboCup为试验台，旨在开发新的控制策略，用于在复杂动态环境中协作自主移动机器人的多智能体系统。它计划建立一支有竞争力的队伍，可以参加2005年的第九届机器人世界杯。

    该项目已于2004年启动。来自机电一体化、机械工程、计算机科学和电气与电子工程的学生一直在作为一个教职员工团队的一部分工作。

    (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测量系统的开发

  • 本研究项目的目的是开发一种用于大型曲面三维数据采集的机器人测量系统。通常情况下，利用触控探头可以实现对三维表面数据的高精度采集。然而，计算机视觉和图像处理速度更快，特别是对于提取大量的三维数据，如自由曲面特征。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配有适当软件的个人计算机来执行大型表面测量任务。课题如机器人校准，相机校准，和测量策略将被调查。

    (Jingsyan Torng)

  • 足球服务器-用于踢足球的移动机器人的人工智能(AI)

      • 自1997年以来，来自不同国家的研究人员每年都会聚集在一起参加机器人足球世界锦标赛。这次活动引起了业界和公众的极大兴趣。最近的机器人世界杯世界锦标赛于2004年7月在里斯本(葡萄牙)举行，共有来自34个国家的224支队伍参加了比赛，争夺超过5个不同学科的冠军。其中一个学科是RoboCup足球模拟联赛，也被称为“足球服务器”联赛。


        Soccer Server是一个多智能体系统和人工智能(AI)研究的教育工具。它允许两支由11名模拟球员(自主代理)组成的球队互相踢足球。比赛在虚拟球场上进行:所谓的“足球服务器”是一个模拟环境的系统，即球场本身、风向、球的位置和速度、对球员命令的反应等。每个播放器都是用C、c++、Java等语言编写的客户端程序。服务器和客户端之间的通信建立在基于套接字的协议UDP/IP之上。比赛可以用特殊的监控程序进行可视化。


        足球服务器模拟足球和球员的运动，与客户端通信，并根据规则控制游戏。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、奔跑等)。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间隔内到达服务器。因此，缓慢的表演导致错失表演机会，对团队的表现产生了重大影响。


        机器人世界杯模拟联赛(2004)的卫冕世界冠军是俄罗斯ElectroPult工厂的“STEP”团队。德国多特蒙德大学和伊朗阿拉梅赫里高中分别获得亚军和季军。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

  • 人类以各种不同的方式与计算机交流(例如触觉设备，语音识别程序)。这样的接口需要一个硬件设备作为人与计算机之间的中介，将运动变量转换为计算机可以处理的二进制数。

    脑机接口(BCI)是一种获取和分析脑电图(EEG)信号的系统，目的是在大脑和计算机之间直接创建一个高带宽通信通道。它已被用于移动机器人导航。它给残疾人一个交流和导航的机会。脑机接口的问题与脑电图信号的建模和获取有关。所有这些都会影响BCI系统的准确性。基于眼电图(Electrooculogram, EOG)信号的眼控方法与脑机接口(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，以获得建立可靠的人机交互系统所需技术的一些经验。在这个实验中，用简单的锡电极接收到各种各样的信号。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年的大学开放日进行了展示。

    (贾耶什·l·米纳斯，弗兰克·沃勒)

    • 开放日实验

    • 在开放日展示期间，一个小型移动机器人通过眨眼信号来操控。

    • 电极位置

    • 当眼睛眨眼时捕捉信号的电极位置

    • 移动机器人

  • 压电驱动器的动态建模、估计与控制及其在微运动系统中的应用

      • 在过去的30年里，许多微运动系统已经被开发出来，以执行广泛的微定位任务。这些系统使用了不同的方法来提供高精度的运动。为了提供最精确的运动，微运动平台最常用的核心部件是精细分辨率的执行器和柔顺机构。压电、电磁、静电和形状记忆合金驱动器几乎可以以纳米为单位进行位移。其中，压电作动器是最常用的。它们的分辨率仅受到施加电压信号中的噪声和用于监测其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。在这项研究中，3自由度微运动平台使用压电堆栈驱动器来驱动柔顺机构，从而提供微运动。压电叠层执行器是由多个压电片并联布线并机械串联放置而成。

        微运动台快速准确的参考跟踪需要一个反馈控制器。已经提出了各种控制方案。其中，基于模型的控制器表现出良好的效果。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反馈回路的不稳定。因此，准确地描述压电驱动器的动力学是非常重要的。本研究项目的重点是推导一个简单而准确的压电驱动器动力学模型的方法。

        (贾耶什·米纳斯，卢天福，本·s·卡佐拉托)

  • 设计和建造一个小型飞艇

  • 这个荣誉项目涉及设计、建造和飞行测试一艘小型飞艇，用于监视、航空摄影和广告用途。飞艇被设计成能够携带500克有效载荷连续室内飞行30分钟，同时保持恒定高度。研究人员检查了类似大学研究项目的方法和结果，以更好地理解飞艇设计原则。

    研究人员考虑了四种不同的飞行模式:起飞、盘旋、巡航和着陆。定义了最大速度、巡航高度和起飞时间等飞行参数，进行了理论受力分析。然后根据升力、重量和阻力的计算确定每个飞行状态所需的推力。

    在飞艇设计中，有四个部分被确定为至关重要:围护结构、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提升力，开发了一个迭代程序来优化包络设计。贡多拉的概念设计侧重于减轻重量，同时仍有足够的强度来支撑内部组件的重量。由电动机驱动的管道风扇被选为飞艇提供推进力。然后分析了不同风扇布置对飞艇机动性的影响。风道风机的推力输出由手动和自动两种系统控制。一个RC手动单元提供了完全的手动控制，而飞艇的巡航高度和俯仰分别使用超声波传感器和测斜仪自动保持。

    详细设计采用了最合适的概念设计方案。电机、风扇、电池和自动控制部件的选择是基于技术适用性和预算限制。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，每个风扇都有可变的推力输出。贡多拉一侧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。

    在测试完成飞艇之前，对所有单独部件进行了测试。这确保了导管风扇、无线电控制器、摄像机和自动控制系统的正确运行。制造了两个飞艇信封，每个信封都在与贡多拉连接的完整飞行测试中进行了测试。两次飞行试验表明，自动控制系统功能符合设计要求，可与手动控制系统同时使用。飞行试验还表明，飞艇能够满足项目定义中规定的性能要求。

    在两次飞行试验中实现了项目的大部分目标。我们希望在这个项目中所进行的工作可以在将来被大四的学生加以调整和改进，以设计一种能够在户外飞行的飞艇，并配备更先进的控制系统。

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

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