《工业机器人》实验教学的改革与实践简

分析了《工业机器人》教学中存在的主要问题.根据课程特点,自主开发了上/下位机联调的机械手实验系统.该系统利用机械手的远程通讯模块和RS-232串口协议实现远程控制机械手完成搬运、堆积等基本任务.实践证明,实验方案可充分利用工业机器人的功能模块,有效激发学生的学习热情,在有限课时内锻炼学生的自主开发能力.     

一种基于视觉识别的按钮自主操作机械手

针对机器人自主按压按钮的操作需求,设计了一种适于机器人安装的基于视觉识别的四自由度(Degree of freedom,DOF)按钮自主操作机械手。结合功能需求对该机械手的机械结构和控制系统进行设计,通过几何法求解了机械手的运动学正反解,并规划了其运动轨迹。采用支持向量机对按钮样本进行训练和预测,并通过视觉对按钮进行定位。最后制作了按钮自主操作机械手样机,并进行了按钮识别、机械手定位和按压按钮实验。实验结果表明,该文4-DOF自主操作机械手的按钮识别成功率达94%,控制定位精度达10 mm,能够自主完成按钮按压操作。     

工业机器人机械手腕关节速度调节系统

本文提出将带转速及负载扰动观测器的PWM放大器调速系统直接应用于工业机器人的机械手腕关节的调节,具有精度高、体积小、重量轻和可靠性高等优点。系统性能指标在实验申得到了验证。     

基于3D视觉的工业机器人搬运系统

本文提出了一种基于3D视觉的工业机器人搬运系统,3D相机和机器人进行标定后对堆放在工业机器人旁边待加工的托盘上的工件精确定位,通过以太网传送工件三维空间位置信息给机械手,工控机根据该坐标数据调整机械手的相对位置后把工件准确的搬送到生产线上进行机加工。该系统已成功应于生产线,大大提高了作业效率,节约了劳动力。     

机电气一体化抓吸双功能实验装置

以MOTOMAN工业机器人为平台,设计了集机电气一体具有抓取和吸附双功能的机械手实验装置。详细介绍了其实验设计方案、气动系统设计及PLC控制系统的设计。实现了将分离的两种拾取功能机构有机地组合到一套装置中,即机械手的抓取和吸盘的吸附两种动作,充分发挥了机构的多重效能。该实验系统在高校气动控制技术、数控技术、机电一体化技术、可编程序控制器、机器人技术等多门课程中应用,取得了良好效果。     

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     

多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制方法研究

针对传统机械手腕关节控制方法稳定性低和灵活性差的弊端,提出一种新的多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制方法。介绍了多自由度机器人关节系统,按动力学系统组建机械手腕关节的动力学模型,采用拉格朗日方法获取动力学方程。介绍了PD手腕关节位置控制方法,在此基础上通过改进纯积分力控制方法实现多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制。分析了机械手腕关节混合位置/力矩控制过程,通过差动机构控制两个驱动器,使其完成机械手腕关节外展/内收和伸展/翘曲两个自由度,提高机械手腕控制灵活性。实验结果表明,所提方法控制精度和稳定性高,能够保证机械手腕关节的灵活性。     

多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制方法

针对传统机械手腕关节控制方法稳定性低和灵活性差的弊端,提出一种新的多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制方法。介绍了多自由度机器人关节系统,按动力学系统组建机械手腕关节的动力学模型,采用拉格朗日方法获取动力学方程。介绍了PD手腕关节位置控制方法,在此基础上通过改进纯积分力控制方法实现多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制。分析了机械手腕关节混合位置/力矩控制过程,通过差动机构控制两个驱动器,使其完成机械手腕关节外展/内收和伸展/翘曲两个自由度,提高机械手腕控制灵活性。实验结果表明,所提方法控制精度和稳定性高,能够保证机械手腕关节的灵活性。     

多功能抢险消防机器人开发

本文论证了机器人设计的总体方案,对机械手进行了设计与校核,同时对多功能消防机器人遥控和液压系统遥控改造的具体实现进行了论述。进行了图像传输系统设计并完成多功能消防机器人样机性能的测试工作,结果表明开发的机器人各性能指标达到了预期要求。     

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.     

基于机器视觉的工业机器人分拣实验平台设计

为提高机械电子等专业学生的实训质量,设计了基于机器视觉的工业机器人分拣实验平台.平台包括上位机、机器视觉、机器人和气动系统共4个子系统,涉及图像目标识别与定位、图像坐标系与机器人坐标系的转换、吸盘控制系统设计等关键技术,并设计了6组创新型实训项目.通过该实验平台,学生可以进行图像采集与处理、机器人控制以及上位机软件开发...     

智能控制器在机器人机械手位置控制中的应用

以JJR 1型教学机器人为基础描述了智能控制器在机械手定位控制中的应用。对机器人机械手的臂关节进行了测试与折算,给出了其数学模型。在此基础上提出了采用模糊控制器智能自调整因子的方式来提高机械手的定位精度。仿真实验结果表明,采用此法能够克服单纯使用PID控制存在的死区和超调,使系统输出超调明显减小,定位精度得到提高。     

高压电缆移动作业机器人机械手双闭环自主定位控制

为提高高压输电线路移动作业机器人作业过程的自动化程度及作业效率,在电磁传感器定位作业区的基础上,提出了一种基于BP网络和视觉伺服相结合的移动作业机器人机械手双闭环自主定位控制方法,并设计了双闭环定位控制系统,其中一个闭环采用BP网络求解机械手的逆运动学实现机械手的粗定位,另一个闭环通过视觉伺服获取特征参数实现机械手的精定位,通过粗定位和精定位相结合的方式实现作业机械手与作业对象的自主精准定位与对接控制.仿真实验将作业机械手与螺栓螺母的对准运动控制过程分解为X,Y,Z 3个方向的定位控制,通过控制算法的调节,3个方向的误差以较快的速度和较高的精度收敛到理想值,并且算法对于不同线路参数结构的引流板具有较强的适应性,满足了特种作业机器人控制实时性、稳定性及对于不同线路结构的自适应性的设计要求.通过引流板螺栓紧固现场作业试验验证了本文所提出方法的有效性和工程实用性.      

机器人阻抗控制算法的参数调整研究

机器人的阻抗控制策略是目前工业机器人的主要控制方法之一,其主要特点是可以使机械手快速准确的运动到指定位置,控制精度比较高;该控制策略可以通过调整目标阻抗参数使机械手在接触不同的外界环境时达到顺应环境的目标,但在实际运用中阻抗参数的调整原则一直是比较困难的问题,本文通过仿真实验总结了调参规律．     

工业机器人在林业机械生产中的应用

工业机器人是具有多关节的机械手机器人或多自由度的机器人,是面向工业或多领域的。工业机器人可以自动执行被输入的工作命令。它可以接受人为控制,也可以按照编排的多种程序运行。就工业机器人在林业机械生产中的应用进行探讨。     

基于 Windows NT 平台的智能机器人控制软件

从实时控制系统所要求的几方面分析了ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ用于实时控制的优点,并应用ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ作为平台,研制了一套智能机器人控制软件系统,该系统为机器人提供人机接口、数据通信、控制算法解算、多任务作业管理等功能,使机器人能自主地完成机械手运动和猎取目标等控制工作．     

多指欠驱动机械手接触力建模及抓取方式分析①

欠驱动机械手具有操作简单,结构紧凑等特点被广泛应用在工业机器人以及航天机器人等领域。建立了欠驱动机械手抓取接触的静力学模型,得到抓取接触力与输入力矩的关系。针对欠驱动机械手包络分析了抓取位置偏差对手指各关节角度的变化影响。通过Matlab编程方式进行了包络抓取方式的数值仿真,验证了抓取模型的正确性。     

面向自动化专业新生实践教学的轮式机器人设计

轮式机器人设计与实践是针对哈尔滨工业大学(深圳)自动化专业新生开设的一门基础实践课程,旨在让学生了解专业方向前沿,并通过学生自主设计机器人、体验实践过程,从而激发理论学习兴趣。轮式机器人设计充分考虑大一学生缺乏实验技能和实验基础理论等客观因素,将实验内容分层设计、逐渐深入,引导学生分步实现机器人的各个功能环节;通过"自主选择"和竞赛等方式,吸引学生积极主动参与硬件电路设计、系统功能软件编程和调试,实现机器人自主循迹。实验设计改变以往实验在现有设备的基础上进行验证的做法,实践结果表明:学生在几乎零基础电路知识的背景下,经过反复尝试,不仅能理解基本电路、运动学和电机控制等知识,更能掌握系统的调试方法。     

实时跟踪焊缝特征的感兴趣区域特征提取算法

针对国产自主品牌机器人,基于感兴趣区域自适应获取方法设计开发了具有独立知识产权的机器人视觉焊缝跟踪系统,用于实时采集并处理焊缝图像,准确地获取焊缝特征值并进行了相关焊缝跟踪实验.结果表明,跟踪系统实时性好,纠偏准确,鲁棒性强.     

基于神经网络逆系统方法的机器人柔顺性控制

提出了一种机器人柔顺性控制算法 ,在未知机器人精确数学模型的情况下 ,通过构建一个ANN二阶逆系统 ,并级联ANN与机械手 ,实现机器人位置系统的线性解耦 .在此基础上 ,针对已解耦位置系统 ,通过本文提出的基于目标阻抗的控制算法调节机器人手臂的阻抗 ,从而实现机器人的柔顺性控制 .还介绍了机器人柔顺性控制实验平台的建立与组成 .基于两杆操作手的实验结果证明该方法具有良好的解耦和位置跟踪性能 ,仿真结果表明本方法可实现有效的柔顺性控制 .