《机器人技术与应用》2025年第5期(总第227期)
作者:系统管理员 发布日期:2026-01-12 浏览次数:

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《机器人技术与应用》杂志


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综述


01

基于专利大数据的白酒智能酿造机器人发展态势研究

作者:李绅龙

单位:国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心

摘要:从专利视角出发,通过对近20年来白酒智能酿造机器人相关专利进行检索,梳理分析其专利技术申请态势、申请人分布状况、技术构成、技术发展脉络以及未来技术发展趋势,以期对白酒智能酿造机器人技术发展起到一定的指导、借鉴作用。结果表明,基于机器视觉、红外探测、图像处理、人工智能等智能技术的酿酒过程实时监控、自动调节,是未来白酒智能酿造机器人技术的重点发展方向。我国目前在智能技术方面发展迅速,相关专利技术十分成熟,未来的白酒智能酿造机器人能够综合分析酿酒现场的机器人状态参数、酿酒环境数据、各生产节点糟醅指标等数据,实现自主化决策调节机器人操作参数,并完成机器人下一步生产工艺动作的决策部署,在无人工干预的情况下实现高质、高效智能化酿酒,同时,在未来几年,白酒酿造机器人智能化方面专利的申请数量会呈现快速增长态势。

引用信息:李绅龙.基于专利大数据的白酒智能酿造机器人发展态势研究[J].机器人技术与应用,2025,(05):2-9.

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02


“低慢小”无人机反制技术研究

作者:王海新,闫强强

单位:武警部队研究院

摘要:“低慢小”无人机因具有飞行速度低、体积小、隐蔽性强等特点,已成为空中防御体系中不可或缺的部分,同时无人机带来的安全威胁也日益凸显,因而反制技术及装备发展受到广泛关注。综述了无人机反制技术的研究现状,阐述了各类无人机探测识别技术和反制技术原理、特点及应用情况,深入分析了当前反无人机技术面临的挑战,并对未来发展趋势进行了展望。

引用信息:王海新,闫强强.“低慢小”无人机反制技术研究[J].机器人技术与应用,2025,(05):10-13.

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技术应用


01


基于改进粒子群算法的机械臂轨迹优化

作者:酒映月,黄海荣,王义昕,王子怡

单位:河南工业大学土木工程学院

摘要:针对标准粒子群算法在进行管道清淤机器人机械臂关节空间轨迹优化时易陷入局部最优解的缺陷,提出一种改进粒子群算法。首先对机械臂进行运动学建模,并使用3-5-3次分段多项式插值法确定轨迹方程,然后将标准粒子群算法与灰狼算法结合优化粒子速度更新公式,再使用余弦函数对惯性权重进行非线性衰减并引入学习率动态调整学习因子,最后在MATLAB平台进行仿真实验。实验结果表明,改进后的粒子群算法在收敛速度方面有显著提升,有效缩减了机械臂的运行时长。

引用信息:酒映月,黄海荣,王义昕,等.基于改进粒子群算法的机械臂轨迹优化[J].机器人技术与应用,2025,(05):14-19.

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02


基于动态状态图的自主移动机器人混合局部规划方法

作者:张定坤1,2,吴兴涛1,2,梁海朝1,2*

单位:1中山大学航空航天学院;2智能多源自主导航基础科学中心

摘要:针对自主移动机器人在动态环境中局部规划面临的响应延迟、路径震荡及动态适应性不足等问题,提出一种基于动态状态图的混合局部规划方法(Hybrid Local Planner,HLP)。首先,设计了一种基于动态状态图的分层优化架构,该架构结合Dijkstra算法选择临时目标点并生成候选路径,并通过动态调整节点与边的代价函数,平衡避障、路径偏离与目标接近的需求,从而提升局部路径规划的最优性。其次,提出基于目标点可达性与障碍物代价的动态速度规划策略,通过离散化候选朝向角并优化对齐代价确定目标朝向,并利用Hybrid A*算法在SE(2)空间搜索最优角速度,以实现运动学约束下移动机器人转向的实时调整。最后,在Gazebo仿真环境中构建动态场景进行对比实验,结果表明:HLP算法在任务完成时间、任务完成成功率上均优于DWA和TEB算法,同时能获得更加平稳的速度、加速度;进一步通过iGPS高精度定位系统的实物实验验证,HLP算法在复杂场景中表现出稳定的实时避障能力,表明HLP算法有效解决了现有规划方法在动态环境中响应速度与路径质量的权衡难题,为自主移动机器人复杂场景导航提供了新的解决方案。

引用信息:张定坤,吴兴涛,梁海朝.基于动态状态图的自主移动机器人混合局部规划方法[J].机器人技术与应用,2025,(05):20-34.

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03


基于视觉反馈的双臂协同操作优化方法

作者:沈南燕1,王海琛2,吴伟伟3,王健3,蒯乃旭1,李静1*

单位:1上海大学机电工程与自动化学院;2上海航天计算机技术研究所;3上海航天电子通讯设备研究所

摘要:研究了一种基于视觉反馈的双臂协同操作优化方法,采用奥比中光 Gemini 335相机采集图像数据,借助张正友标定法完成参考坐标系转换,利用快速点对特征方法实现位姿估计,运用标准D-H参数法对由两个睿尔曼机械臂组成的双臂机器人进行正运动学和逆运动学建模,获取关节变量与末端执行器位姿的映射关系,引入包围盒思想简化双臂碰撞检测计算,并采用快速探索随机树星算法进行路径规划,基于MoveIt机械臂控制框架搭建双臂机器人控制平台,实现双臂机器人仿真与实机实验验证。通过上述方法,有望提升双臂机器人在协同操作中的性能,为相关应用提供理论与技术支持。

引用信息:沈南燕,王海琛,吴伟伟,等.基于视觉反馈的双臂协同操作优化方法[J].机器人技术与应用,2025,(05):35-42.

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04


基于S函数的自主水下机器人水平面操纵性预报

作者:张文灿1*,吴冰帆2

单位:1福建船政交通职业学院;2中国船舶集团第七一六研究所

摘要:利用S函数构建了自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicles,AUV)水平面运动模型,并利用自航、敞水数值模拟结果,在Simulink平台上成功搭建了螺旋桨模块与舵模块,并对AUV的打舵回转、坡形操舵、Z型操舵以及采用PID控制航向角几种典型运动进行仿真。结果表明:利用S函数可高效、可靠地对AUV运动模型进行创建,并通过搭建对应模块,可实时开展运动预报工作。当AUV保持舵角20°,航速2kn时,AUV的稳定回转直径约为其长度的3.8倍,对应回转周期为46s,表明所设计AUV的操纵性良好,同时,仿真结果对AUV的结构优化、后期路径规划等研究工作也可提供理论依据。

引用信息:张文灿,吴冰帆.基于S函数的自主水下机器人水平面操纵性预报[J].机器人技术与应用,2025,(05):43-48.

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05


三腔道柔性手指的设计与实验研究

作者:周坤1,2,翟振2,马小龙2,梅江平1*

单位:天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室;2 中国计量大学机电工程学院

摘要:介绍了一种可应用于无损抓取、医疗康复等领域的三腔道气动柔性手指,该手指由超弹性硅胶材料Ecoflex-0030x制成,并在操作过程中通过1:1质量比混合均匀固化。通过调节腔道内的气压,实现手指的弯曲变形运动,基于超弹性模型Yeoh和力矩平衡原理,计算手指弯曲角度与驱动气压的非线性关系,利用有限元仿真软件(ABAQUS)进行物理环境仿真,采用三维运动捕捉系统采集手指在气压作用下的弯曲轨迹,通过回声状态网络(Echo State Network, ESN)建立其预测模型,以实现手指弯曲角度的高精度预测。通过实验得知,偏转角度的理论与实验结果平均误差小于8.9%,验证了手指运动学模型的准确性。

引用信息:周坤,翟振,马小龙,等.三腔道柔性手指的设计与实验研究[J].机器人技术与应用,2025,(05):49-59.

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06


基于气力输送的车厢余料清扫设备设计与仿真分析

作者:祝寅飞,李斌,肖智强,曾祥瑞

单位:福建华电邵武能源有限公司

摘要:针对传统车厢余料清理过程中存在的人工效率低、安全风险高及环境污染等问题,研发了一种基于气力输送的车厢余料清扫设备。首先,进行清扫设备设计,介绍清扫头的结构与工作原理以及负压系统。其次,建立气力输送模型和粒子碰撞模型,并根据实际经验分析压力损失。最后,通过数值仿真和虚拟仿真验证基于气力输送的车厢余料清扫设备的可行性。该设备能够显著提高清扫效率,降低安全风险,并有效减少环境污染。

引用信息:祝寅飞,李斌,肖智强,等.基于气力输送的车厢余料清扫设备设计与仿真分析[J].机器人技术与应用,2025,(05):60-64.

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07


产教协同赋能机器人工程专业三阶培养体系构建

作者梅志敏1,李萌1,毕思1,刘杰2

单位:1武昌工学院;2武汉金石兴机器人自动化工程有限公司

摘要:武昌工学院聚焦产教协同的数字化教学模式创新实践,以机器人技术为依托,构建“基础操作—系统集成—创新设计”三阶能力培养体系。通过“虚实结合、赛教融合”模式,整合机器人三维数字化设计、ROS系统、SLAM激光导航等技术模块,将湖北高端制造、智慧物流和电子信息等产业需求融入全流程教学,形成“产教供需对接、能力分层递进、成果双向转化”的产教协同育人机制。实践表明,该模式实现硬件投入成本降低40%、学生竞赛获奖200余项、企业技术服务效益显著,为新工科人才培养提供可复制的产教融合路径。

引用信息:梅志敏,李萌,毕思,等.产教协同赋能机器人工程专业三阶培养体系构建[J].机器人技术与应用,2025,(05):65-68.

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