2019年医用机器人研发热点回眸

 2019年，医疗机器人领域的产品化和标准化加速发展。国内外多项手术机器人产品通过了监管机构审批；ISO/TC299发布了两项涉及手术机器人和康复机器人的国际标准。在5G通信支持下，远程机器人手术再次成为关注点。新型交互机构、人工智能、虚拟现实以及新一代通信等技术持续融入医疗机器人开发过程，数据驱动下的智能化人机协作正在成为医疗机器人的研究特色。医疗机器人的临床需求牵引、医工联动创新的特色得到了进一步巩固。     

适用于双臂机器人机构的动力学方程

在单臂机器人机构动力学基础上,对双臂机器人机构进行运动力学分析,建立双臂机器人机构协运动的动力学方程;并利用奇异值分解方法对这方程的解进行讨论。     

并联六自由度微动机器人机构的设计方法

并联机构的对称性、高精度和高刚度等优点使其适合作为微动机器人机构 ,因此并联机器人的分析与设计理论和方法可推广应用于微动机器人。研究微动机器人机构的设计方法 ,建立了并联六自由度 Stewart微动机器人的空间模型 ,并分析了该微动机器人的机构尺寸与性能指标的关系 ,得到了各向同性、刚度性能图谱 ,是探讨微动机器人机构设计的有效分析工具     

双臂机器人机构速度约束方程的快速建立

本文在充分考虑双臂机器人机构结构特性条件下，应用递推算法，建立双臂机器人机构在协调运动过程听速度约束方程并分析了方程特点。     

并联机器人及其机构学理论

介绍了并联式机器人,以及并联机器人机构学理论及其发展,特别介绍在称为２１世纪的新型机床;分析了并联机器人的结构,特点和广泛的应用前景。     

机器人机构误差源的自动辨识

研究机器人机构误差源的自动识别方法，首次建立了机器人距离和角度误差模型及其统计模型，并由此提出了一种新的、优于传统的识别方法。在此基础上开发出机器人机构误差源自动识别计算机软件。并通过实验加以验证。     

3-RCT三维移动并联机器人机构及其位置分析

在机器人结构型式中,并联机构的应用越来越广泛,因此关于并联机器人机构的研究也日趋重要。根据并联机器人机构结构综合理论,以单开链支路为单元,构造了一种能实现空间三维移动的并联机器人机构——3-RCT并联机构,分析了该机构实现空间三维移动的机构学原理,给出了其位置正逆解的分析方法,并进行了数值验证。该机构结构简单、计算容易、输出运动只含三维移动而不合任何转动,有较好的应用前景。     

新型三臂巡线机器人机构设计及运动分析

为了增强机器人的越障能力,简化机械结构,减小越障时的电机负荷,设计了一种新型结构的三臂巡线机器人.该机器人采用双平行四边形桁架构型实现三臂的位姿调整运动,机构重心可调以减小桁架控制电机的负荷,各臂末端设置夹线轮以增强机器人跨越引流线障碍的能力.巡线机器人调整形态越障时,因机构重心偏移会引起机器人整体绕线缆偏转,属于基座浮动式机器人.根据机器人重力平衡条件构造优化目标函数,以基座浮动角度作为搜索变量,将基座浮动式机器人的运动分析问题转化为一维优化问题进行求解,仿真实验验证了算法的有效性.原型样机在实验室环境下完成了线上行走和越障实验,验证了机构的可行性.     

履带式管道机器人的自适应模糊控制

介绍了自适应履带式管道机器人的基本运动机构，分析了其在管内的运动状态，研究了对机器人在直管与大曲率半径弯管内移动时的运动模糊控制方式。根据大量的实验结果分析改变管道机器人运动环境，如不同管道直径、不同管道弯曲半径等，对机器人运动状态的影响。运用相关原理研制了具有一定管内运动环境自适应能力的履带式管道机器人模型样机及其运动控制系统。     

基于产业地图视角的重庆工业机器人 产业分析

工业机器人产业的发展水平是国家制造业综合实力的重要体现,现已成为国内外高度重视的高新技术应用领域之一。本研究参考采用IFR、国家知识产权局、德温特专利索引数据库等各大组织和机构的公开数据,运用专利技术分析及产业地图等技术预见方法,研究国内外工业机器人发展现状及趋势,并立足重庆工业机器人产业发展实际,描绘未来工业机器人产业发展地图。     

双臂机器人机构加速度约束方程的快速建立

在双臂机器人机构速度约束方程的基础上,应用叠加原理和递推算法,建立双臂协调运动过程应满足的加速度约束方程。     

双臂机器人机构运动学分析

本文在多体系统理论及单臂机器人机构运动学的基础上研究臂机器人机构主，从壁在存在相对运动条件下的协调运动过程中的运动学关系，并给出协调运动过程主、从臂应满足的位置和姿态约束方程。     

恢复人体四肢活动功能的肌电机器人技术系统

本文提出了一种适用于恢复人体四肢活动的机器人技术系统。文中指出:应用可按受肌肉功能状态信号的肌电系统,校正机器人执行机构运动参数,原则上是完全可行的。以人体前肢的活动训练为例,给出了由两个二自由度机器人构成的机器人技术系统的仿真研究结果。     

Analysis of characteristics of a pneumatic miniature robotic system

This paper described the structure of a flexible miniature robotic system which can move in human cavities, and then analyzed the characteristics of the robotic system in detail. The mobile mechanism of the miniature robotic system is soft; it makes inchworm-like movement driven by a 3-DOF pneumatic rubber actuator and holds its positions by air chambers. The driving characteristic models in axial and bending directions of the actuator were set up and the kinemics equations of the robotic system were set up. Experiments had been done through an electro-pressure control system, by which the pneumatic robotic system can be controlled with high accuracy. It is suitable for moving in human cavities for medical inspection.     

受限柔性机器人力／位置控制装置,建模与辨识

介绍作者研制的受限柔性机器人力／位置控制装置并讨论了此装置的动力学建模,经推导得到了受限柔性机器人的动力学模型,该模型同一般刚性机器人的模型相似且模型结构简明．最后用实验等方法辨识了模型的相关参数,对深入研究受限柔性机器人力／位置控制的理论与实验仿真有极大的参考价值．     

基于广义几何误差模型的微机器人精度分析

为描述各种误差源对机器人本体产生的影响 ,提出了一个用于微机器人精度分析的通用方法。通过任意两坐标系间的向后微分关系 ,利用运动学方程以及并联机构的环路特性 ,建立了微机器人的广义几何误差模型。利用此模型 ,可以对微机器人进行精度评估和误差修正。该方法可推广应用到一般并联机器人的误差建模和精度分析     

广义约束极大极小问题的非光滑方程组模型及其应用

广义约束极大极小问题在理论和实践中有着广泛的应用，为了能够借助已有的优化方法解决这类问题，利用KKj最优性条件和Fischer-Burmeister非线性互补函数，给出了广义约束极大极小问题的两个等价的非光滑方程组模型，介绍了1个相应的解法-Newton法，并给出了该模型在车间调度方面的应用。     

Stability analysis via the concept of Lyapunov exponents―a case study

The dynamics characteristics of the robotic arm system are usually highly nonlinear and strongly coupling,which will make it difficult to analyze the stability by the methods of solving kinetic equations or constructing Lyapunov function,especially,these methods cannot calculate the quantitative relationship between mechanical structures or control input and dynamics parameters and stability.The theoretical analysis process from symbol dynamics modeling of the robotic arm system to the movement stability is studied by using the concept of Lyapunov exponents method. To verify the algorithm effectiveness,the inner relation between its joint input torque and stability or chaotic and stable motion of the 2-DOF robotic arm system is analyzed quantitatively. As compared with its counterpart of Lyapunov's direct method,the main advantage of the concept of Lyapunov exponents is that the methods for calculating the exponents are constructive to provide an effective analysis tool for analyzing robotic arm system movement stability of nonlinear systems.