机器人操作器动力学形状优化设计

讨论了机器人操作器的刚性和弹性耦合动力学形状优化设计问题。主要将时间离散化、形状离散化。为此，首先求出各时间点上的动态响应，找出最不利情况，这样动态极值形状优化设计即可用复合形法解决。对末端挠度极小化为目标函数的形状优化设计问题进行了研究，得到了机器人操作器的最优形状。     

机器人抓取工件时手部夹持器驱动力的分析

本文研究的是机器人爪操作器手部突持器抓取工件时，与“手爪开闭自由度”有关的问题．例如：相对这个自由度，必须配备一个驱动系统，因此如何确定该系统的驱动力成了机器人手部夹持器设计中一个至关重要的问题．本文以ＲＲＰＲＲ操作器抓取圆柱齿轮为例，分析如何确定机器人手部夹持器的驱动力．     

基于强度Pareto进化算法的双足机器人步态规划

为了获得良好的双足机器人步行模式,提出了以步行过程中机器人的稳定性、移动性和能耗为目标的步态规划多目标优化方法.该方法基于倒立摆模型产生基本步态,并使用罚函数法和改进的强度Pareto进化算法(SPEA2)在可行域中求得基于基本步态的Pareto解集,从而找出最优解.最后在Matlab6.5仿真环境下进行步态仿真,并将...     

基于差分进化算法的神经网络优化设计

【目的】研究解决传统神经网络手动设计网络结构的局限性,并探究差分进化算法对神经网络优化的有效性。【方法】提出了一种基于差分进化算法的多层前馈神经网络的优化设计方案,用以同时完成神经网络的权值空间和网络结构空间的搜索,给出不同场景下的最优网络结构。该算法采用（1+1）-ES二元进化策略,使用一种新的网络结构交叉和变异方法,通过双种群结构共同进化及自适应变异率等策略加快网络结构的搜索以及算法的收敛。【结果】在预测、分类等问题中,基于差分进化算法的神经网络优化设计能够较好地搜索到最优的神经网络结构,并与传统的BP神经网络以及经典的预测分类算法进行比较,实验结果具有较强的鲁棒性。【结论】基于差分进化算法的神经网络优化设计是解决网络结构寻优问题的有效方法。     

平面三自由度机器人的有限灵活工作空间研究

提出了对平面三自由度机器人工作空间的有限灵活度的分析方法 ,提出了采用灵活角来度量操作器灵活程度 ,将机器人的工作空间根据灵活程度的不同划分为相应的有限灵活工作空间 ,研究表明 ,对机器人操作器的灵活度的要求不同 ,机器人就有不同的工作空间 .这对设计和使用机器人不仅具有实际意义 .同时也为提高操作器的灵活程度提供了理论基础     

机器人操作器的“数字—符号”实时动力学模型

为实时自动生成机器人操作器的“数字一符号”动力学模型,本文提出了满足预定相对误差的机器人动力学的近似模型及机器人动力学模型矩阵元素多项式最优计算的一个新算法,并在计算机辅助生成程序系统SRDM中实现了上述构想.     

5 自由度机器人操作器运动学逆问题的解析解

为求解5自由度机器人操作器的运动学逆问题,本文提出了一个完整的简化求解方程组,并利用此方程组求得具有解析解的5自由度操作器的8类结构形式及具有球型手腕的6自由度操作器的运动学逆问题的解析解.     

六自由度并联机器人的随机位姿误差分析

本文提出了并联式机器人操作器的随机位姿误差的分析方法。应用影响系数方法,使得含有114个原始误差参数的六自由度并联机器人操作器的位姿误差传递矩阵具有简单而统一的表达形式。文中还采用概率论方法给出了位姿误差的变动范围。     

一种可视化管道检测机器人系统的设计

管道作为城市的"生命线",维护检修是管道维护人员的日常工作。为提高管道维护便利性,降低维护成本,本文设计一个基于视频采集技术的管道检测机器人系统,做到管道检测的可视化。系统物理上分为管道检测机器人、远程操作器两大部分。管道检测机器人内置控制器用于驱动电机,实现对机器人的运动控制;通过摄像头视频采集后以无线网络方式回传到远程操作器,在液晶屏上实时显示视频;在远程操作器上可对视频进行录像、抓图、文件导出、也可控制机器人的运动方向、摄像头的转动方向等。     

风电塔筒爬壁机器人电机基座优化设计

为解决应用于风电塔筒壁面检测的爬壁机器人电机基座轻量化的问题,提出了一种将动力学仿真与优化设计相结合的方法。通过ADAMS进行动力学建模仿真,得到电机基座的动态载荷并将其作为优化设计的边界条件;通过ANSYS Workbench将拓扑优化、尺寸优化相结合的方式进行优化设计,拓扑优化确定了优化区域。结合参数敏感性分析和响应面法的尺寸优化确定了满足电机基座轻量化目标的最优解。     

基于神经动力学的冗余机械臂恒定转速比算法

提出一种基于神经动力学的恒定转速比（CRR）算法,用于解决冗余机械臂运动规划末端精度问题.在运动规划中,通过神经动力学求解出雅可比矩阵伪逆,由4阶龙格-库塔法得出实时精准的关节角速度,从而获得各关节平均速度比,并将其比值关系带入CRR算法中求解出最优关节角度.与传统的加权伪逆运动规划不同,CRR算法是在关节角位置层面求解,这也正是提高冗余机械臂末端精度的关键环节.在文末,通过平面3自由度和平面6自由度冗余机械臂模型进行运动规划仿真,仿真结果验证了算法的有效性.      

基于神经网络的空间柔性机械臂PID快速学习控制

针对自由漂浮柔性空间机器人的轨迹跟踪问题,提出一种径向基函数（RBF）神经网络控制策略.首先建立漂浮基柔性空间机器人的非线性动力学方程,考虑到RBF神经网络良好的逼近能力,柔性臂的非线性逆动力学模型通过RBF网络来逼近,采用PID控制器与神经网络控制器来共同保证系统稳定性,其误差代价函数由PID控制器提供,采用固定中心参数,而扩展宽度采用启发式关系确定,网络权值采用改进的最优准则算法进行调整来实现快速学习能力.仿真结果表明了这种RBF神经控制器能够达到较快的误差收敛速度.     

机器人操作手回避障碍的最佳位姿的确定

基于对机器人操作手位姿在确定方向上的运动性能的讨论,提出了操作手位姿在该方向上的灵活性的概念及其评价指标,并应用该指标值最优作为目标函数,建立并求解了回避障碍的最佳位姿确定问题的数学模型.     

一种新的机器人轨迹规划方法

本文针对机器人最小时间轨迹规划问题提出了一种二次规划的优化方法，根据轨迹作预规划，在经基础上用机器人关节速度及驱动务矩的约束条件作修正规划，得到了最小时间轨迹的优化解。该规划方法简单实用，对跟踪路径无特殊要求。     

三维编织复合材料构件机器人优化设计

用有限单元法建立三维编织复合材料构件机器人的动力学模型 ,并用数值积分法求解执行件端点动态响应 通过构件材料阻尼的极大优化 ,显著地减短机器人执行件端点的残余振动时间 图 2 ,表 1,参 5     

机器人自适应阻抗控制方法的研究

本文研究了参数未知及负载不确定时机器人运动的阻抗控制问题,提出了阻抗误差的概念,首次将模型参考自适应控制方法成功地应用于机器人阻抗控制中,提出一种渐近稳定的机器人阻抗控制方法.     

机器人程序设计中的状态转换方法

为了解决不同应用中机器人的控制程序设计问题,提出了基于状态转换的机器人程序设计方法.通过对有限状态机理论的回顾和引申,对应于机器人的动作变化,给出了基于状态转换方法的半自动X射线晶体角分类机的分类机械手、简易智能车机器人和协调工作的多机械手的状态转换设计实例;结果表明了该方法的可行性和有效性.这种方法可以使机器人的程序设计思路变得简单明了,减轻了设计者的工作强度,易于机器人控制程序的编制.     

拟人多关节假手动力学的计算机模拟

本文主要讨论确定假手各关节转角(广义坐标)的变化规律,提出了一种反馈补偿算法。这种算法的实质是利用计算机来进行假手几何模型的数值求解。研究表明,该方法具有速度快、精度高等优点,可以广泛适用于不同参数、不同结构的假手计算。     

Control of Underwater Robot Attitude in Wave Based on Fuzzy Sliding Mode Method

When an underwater robot works with its manipulator, it is very critical to keep the position and attitude stable in wave. The modeling, numerical calculus of the rolling motion of a small open-frame underwater robot in wave was discussed. A sliding mode control(SMC) strategy with adaptive fuzzy reasoning is presented to change the rolling response process of the underwater robot by using the two lateral thrusters to reduce the rolling amplitude when the manipulators are working. The results comparing between the simulation and the numerical calculus has shown the effectiveness.There is few analogous research on underwater robot attitudes in wave. Some attempts are made here.