宏—微机器人系统及其连续轨迹控制研究

宏-微机器人即一小机械手附在一大机械手的末端构成的机器人系统，这种机器人有减小末端有效惯量、扩充频带的特性．介绍了研制的宏一微机器人，并进行了连续轨迹跟踪方面的实验研究，取得了满意的结果     

柔性宏/微空间机械手系统的误差补偿

利用一个柔性宏 /微机械手空间机器人结构 ,即在一台大型的柔性宏机械手的末端安装一台小型的微机械手 ,以提高柔性空间机器人的作业精度。基于机器人摄动理论和正、逆运动学理论 ,推导利用微机械手的快速和精密运动消除柔性宏 /微机械手误差的补偿原理。仿真结果表明补偿前 ,宏 /微机械手末端点因弹性杆件变形引起的在 x方向的最大误差近 6 m m,在 y方向的最大误差近 8m m,采用所提出的方法进行补偿后 ,末端误差几乎为零。所提出的误差补偿方法能够有效地提高机器人末端点的定位和跟踪作业精度     

基于奇异摄动的宏—微机器人控制方法

物理上包含快过程和慢过程的系统可以用奇异摄动方法分析和控制,通过集中微机械手的小参数,提出了将宏－微机器人的动力学模型表示的为标准的奇异摄动模型的方法,这一方法对刚体连杆机械手具有一般性,基于奇异摄动方法设计了宏－微机器人控制器,宏机械手采用计算力短控制,微机械手采用非线性反馈控制,四自由度宏－微机器人的仿真研究证明了方法的有效性。     

力／位置混合控制的新型机器人装配系统

介绍了新研制的一种适用于一般销孔零件装置的机器人末端微操作器。该操作器具有力觉功能和５自由度，采用主被动混合方式，与ＰＵＭＡ５６２机器人组成宏－微操作系统，可由一台ＩＢＭ－ＰＣ机控制，成功地完成零件配作业，并能对不同的装配策略的方案进行实验评价。     

考虑负载时变的线路巡检机器人动态性能分析

巡检机器人进行越障时，受负载时变影响，会出现控制超调、振动等现象.在考虑负载惯量时变特性的情况下，研究了一种用于分析巡检机器人越障状态下动态性能的方法.对双臂线路巡检机器人的回转机构建立了基于双惯量模型的动力学方程，使用改进D-H法与拉格朗日法对机器人建模，具体包括分配坐标系，求解拉格朗日方程，利用惯性矩阵计算负载转动惯量等.通过选择合适的阻尼系数设计了控制器参数，利用阻尼系数与固有角频率的变化分析了机器人的动态性能变化.研究成果有助于对双臂巡检机器人越障时的动态性能进行分析，并可用于机器人的伺服控制参数调试.     

基于电惯量的汽车惯性式制动试验系统的设计

传统的汽车惯性式制动试验系统采用机械惯量盘模拟汽车运动惯量,这种系统体积大、惯量调整困难、自动化程度不高,针对这些问题,提出了基于电惯量的汽车惯性式制动试验系统的设计思想.该设计通过对机械惯量数学模型的分析,提出了用控制算法控制电动机,使它的输出惯量能模拟机械式惯量盘的惯量,即用"电惯量"代替"机械惯量".文中用MATLAB软件对系统性能进行了仿真研究并作了可行性的分析,研究结果表明设计是可行的.     

一种6—SPS并联机器人精度分析算法

通过对6－SPS型并联机器人位置输入输出方程微分，分析并联机器人结构误差对机器人末端误差的影响。当结构误差和末端误差都是微小量时，机器人误差模型为线性数学模型，仿真证实该算法可对6－SPS并联机器人进行精度分析。     

水下机器人-机械手系统末端执行器固定时间轨迹跟踪控制

针对四自由度水下机器人搭载二自由度机械臂的水下机器人-机械手系统,设计一种基于固定时间扰动观测器的积分滑模控制方法.利用固定时间特性,设计固定时间扰动观测器实现对未建模动态与外部扰动的观测,并设计了一种基于积分滑模的固定时间轨迹跟踪控制策略.仿真研究表明,设计的控制方法可在固定时间内使水下机器人-机械手系统末端执行器精...     

微装配机器人系统研究与实现

提出了一种基于显微视觉伺服和多机械手协同操作的微装配机器人系统,该系统由微操作机械手、显微视觉和微夹持器3部分构成.介绍了系统总体结构、三机械手协同操作微装配平台、双光路立体显微视觉、2种不同类型的微夹持器装置,以及面向微装配机器人的TSB分级智能控制方法.装配实验表明:该系统能实现对亚毫米零件的精密装配.     

基于MATLAB/SimMechanics工业机器人惯量前馈仿真研究

根据当今工业生产过程中的需求,对工业机器人控制系统做了简要介绍.在普通的伺服控制系统的基础上,引入了惯量前馈技术以提高系统控制性能.为了验证引入惯量前馈技术后的机器人系统动态特性,运用了SimMechanics模块建立了机器人模型,并且进行了运动学仿真.结果表明,引入惯量前馈技术的机器人控制系统相对于普通伺服控制系统拥有更好的控制效果和动态特性.     

Task Space Division and Trajectory Planning for a Flexible Macro-Micro Manipulator System

This paper deals with a flexible macro-micro manipulator system, which includes a long flexible manipulator and a relatively short rigid manipulator attached to the tip of the macro manipulator. A flexible macro manipulator possesses the advantages of wide operating range, high speed, and low energy consumption, but the disadvantage of a low tracking precision. The macro-micro manipulator system improves tracking performance by compensating for the endpoint tracking error while maintaining the advantages of the flexible macro manipulator. A trajectory planning scheme was built utilizing the task space division method. The division point is chosen to optimize the error compensation and energy consumption for the whole system. Then movements of the macro-micro manipulator can be determined using separate inverse kinematic models. Simulation results for a planar 4-DOF macro-micro manipulator system are presented to show the effectiveness of the control system.     

Inverse kinematics model of parallel macro-micro manipulator system

An improved design, which employs the integration of optic, mechanical and electronic technologies for the next generation large radio telescope, is presented in this note. The authors propose the concept of parallel macro-micro manipulator system from the feed support structure with a rough tuning subsystem based on a cable structure and a fine tuning subsystem based on the Stewart platform. According to the requirement of astronomical observation, the inverse kinematics model of this parallel macro-micro manipulator system is deduced. This inverse kinematics model is necessary for the computer-controlled motion of feed.     

漂浮基空间机械臂姿态与末端爪手协调运动的模糊变结构滑模控制

讨论了载体姿态受控、位置不受控制情况下,漂浮基空间机械臂载体姿态与末端爪手协调运动的控制问题.结合系统动量守恒关系,分析、建立了空间机械臂系统运动的Jacob i关系及完全能控形式的系统动力学方程.在此基础上,应用变结构滑模控制理论设计了空间机械臂载体姿态与末端爪手惯性空间轨迹协调运动的变结构滑模控制方案;为了克服上述变结构滑模控制器抖振的缺点,附加设计了一个模糊控制器,以根据系统的控制输出来动态调节变结构滑模控制器等速趋近率的系数,从而达到既保证系统具有快速响应又能消除原有控制器具有抖振缺点的目的.系统数值仿真运算,证明了上述控制方案的有效性.     

并联机构动力学建模及伺服系统参数辨识

研究一种三自由度并联机构动力学建模及伺服系统参数辨识方法．首先导出了外移动副驱动，含平行四边形支链结构的位置、速度及加速度逆解模型，并利用虚功原理建立其刚体动力学逆解模型．在此基础上，提出了辨识该并联机构伺服系统参数的一种方法．该方法采用变频三角波输入，克服了伪随机二位式序列信号幅值变化大、易造成对伺服电机冲击和引起其速度环开环等问题，且通过附加惯性负载，可将包括伺服系统转动惯量在内的所有参数辨识出来，为系统动态性能在全工作空间内取优奠定了基础．     

地质体构造变形的“宏微对应”规律探讨

在对安徽巢湖剪切带宏观和微观变形形态进行精细分析的基础上,结合前人对断裂形态分形特征的相关研究,提出了地质体构造变形的“宏微对应”规律,认为同一个地质体构造变形系统中不同级别的构造变形之间其几何形态特征存在较好的相似性或对应性。同一个地质体变形系统中从宏观到微观有多种不同的变形形态类型,并不是所有变形形态都有宏微对应性,但具有宏微对应性的变形构造类型对整个变形系统具有特殊的重要意义。“宏微对应”规律是地质体构造变形中普遍存在的规律,可以作为宏观的大范围构造变形和局部甚至镜下的微观构造变形之间互相预测的一种理论依据,同时由于部分矿物分布与构造变形密切相关,因此这一规律在相关矿物分布的研究中也具有一定的指导意义。     

一种6URHS头颈部外骨骼系统动力学影响因素的分析

头颈部外骨骼系统是一种为虚拟现实交互设备—头盔显示器提供主动控制的系统。而该系统执行机构—6URHS平台的动力学特性是否能满足头部运动的要求,将会直接影响到整个系统的使用效果。针对执行机构结构的特殊性,建立了动力学模型,分析了影响外骨骼系统动力学特性的主要影响因素,设计了动平台质量等6因素3水平共18组正交试验,利用极差分析法对影响因素进行了定量比较分析。结果表明外筒惯量对6URHS并联平台的动力学特性影响最为明显,而外筒质量与外筒惯量的极差和比小于1/8,其对6URHS并联平台的影响最弱。     

自动更换工具主/从遥控机械手系统的研究

介绍了能有效提高机械手的作业能力的ＨＵＳＴ８Ｆ主／从遥控机械手系统，它由具有自动更换工具功能作业机械手、工具、工具库、主操作手和微机控制系统组成．还介绍了实现机械手与工具自动更换的关键部件——对接装置的工作原理．在控制系统中引进了监控方式，有助于进一步提高作业效率、减轻操作人员的疲劳程度