一种多臂机器人关节间碰撞检测快速算法

多臂机器人各运动关节被简化为在圆柱体两端分别带有半球的实体(圆柱体半径与球半径相等).对2个处于任意位置的实体,通过图形变换使其中之一的圆柱体轴线和圆柱体下底面圆心分别与空间直角坐标系的z轴和原点重合,然后根据在坐标平面上2实体正投影的干涉性和空间解析几何理论得出在3-D空间的2实体不干涉的5种可能情形,并分别给出其不干涉判别条件,进而给出了机器人运动关节的碰撞检测算法.数值实验表明该方法比其他同类算法具有较快的检测速度.     

六自由度关节型工业机器人动力学优化

文章以动力学性能指标为优化目标,对六自由度工业机器人结构设计中的杆长、截面尺寸、质量和质心位置参数的优化设计方法进行了讨论;建立了六自由度机器人的刚体动力学模型,并对模型的计算精度进行了验证分析;在此基础上,以给定的某运动轨迹为例,对动力学性能优化进行了算例分析,并以机器人各驱动关节的峰值扭矩和能耗最小为动力学优化目标。算例结果表明,优化后各项动力学性能指标得到明显改善,腰部、大臂、小臂和腕部的驱动峰值扭矩能耗均有明显下降,验证了该文所述方法的有效性。     

基于自适应动态碰撞检测的工业机器人运动规划算法研究

提出了一种基于PRM(probabilistic roadmaps)算法思想的新型工业机器人运动规划算法.将PRM规划算法由全部C空间计算优化为大部分在欧氏空间、小部分在C空间的计算模式,大幅减少了计算量;使用优化空间分割方法提高采样效率;采用凸优化方法解决了机器人静止姿态碰撞检测问题,并结合自适应动态碰撞检测算法,实现在不降低计算精度的前提下,提高运算速度,使规划结果具有完备性.     

空间关节机器人轨迹规划

提出了一种简捷的空间关节机器人运动轨迹的优化方法。对求解机器人运动学逆问题较为有效。通过实例分析，它所得运动参数不但满足作业要求，而且使机器人以最佳状况进行作业。     

空间机器人路径规划的姿态空间快速计算方法

由于航天机器人工作环境的非确定性，这类机器人运动规划问题的关键是要求规划系统具有实时性，以便与传感信息相结合。基于姿态空间路径规划方法的核心问题是如何将位于机器人工作空间中的障碍物快速映射到姿态空间中。本文利用机器人基本工作面和基本碰撞体的概念来解决快速映射障碍物的问题。研究结果表明，该方法映射障碍物的时间为毫秒级，完全可以满足机器人在非确定环境中实时规划的要求。     

直接驱动机器人关节弹性稳定性分析

针对直接驱动机器人的特殊性，用Lagrangian方法推导了考虑关节弹性的直接驱动机器人动力学模型，导出了其奇异摄动形式，并在此基础上对解耦后的系统研究了其快系统在开环条件下的稳定性。     

机器人关节空间的轨迹规划及仿真

为了保证搬运机器人在整个作业过程中运行平稳、连续,在关节变量空间直接进行轨迹规划,通过示教的方法,确定路径所经过的几个中间点。对于没有给定的区间,则利用5次多项式进行轨迹插补,可方便、实时地得到机器人末端执行器的目标轨迹。应用该方法对搬运机器人关节空间轨迹规划进行仿真,得到的机器人工作过程中4个关节的位移、速度、加速度的仿真直线平滑、连续。实际运行也证明搬运机器人的关节运动的轨迹控制达到了预期的目的。     

直线关节型书写机器人书写笔迹特征的研究

目的利用笔迹特征分析直线关节型书写机器人的笔迹,找出其与手写笔迹的符合点和差异点并分析形成的原因,为笔迹鉴定提供依据。方法采用形态学研究方法,对书写机器人的笔迹和手写笔迹的特征进行比较研究。结果机器人书写的笔迹在概貌特征、局部安排特征、写法特征、错别字特征、搭配比例特征、笔顺特征上基本可以做到与真实笔迹高度相似,在运笔特征和笔痕特征上存在可供检验的特征点。结论起收笔特征、行笔笔法特征、连笔形态特征、连笔笔力特征、划痕与压痕特征、粗细与浓淡特征可为鉴别机器人书写笔迹与手写笔迹提供检验依据。     

爬壁式机器人安全系统的动力学模糊神经网络控制研究

对带有安全装置的一种新型的爬墙式机器人的安全系统的动力学问题及其模糊神经网络控制进行了研究 ,采用的动力学模糊神经网络控制技术可以较好地解决爬壁式机器人安全系统的摆动和纵向振动问题 .     

双臂空间机器人系统动力学与关节运动的非线性反馈控制

利用拉格朗日方程建立了漂浮基双臂空间机器人系统的动力学方程,给出了载体位置、姿态均不受控制情况下,双臂空间机器人关节运动的非线性反馈控制规律.结果表明,在系统动力学模型及参数较精确确定情况下,本文提出的控制方案能够有效地控制双臂空间机器人系统完成关节空间的指定运动,而不需对其载体的位置、姿态进行主动控制.仿真计算结果证实了方法的有效性.     

漂浮基双臂空间机器人关节运动的模糊变结构滑模控制

讨论了载体姿态、位置均不受控制的双臂空间机器人系统的控制问题.利用拉格朗日方法并结合系统动量守恒关系,建立了双臂空间机器人系统的非线性动力学模型.以此为基础,对双臂空间机器人关节运动的控制问题作了研究.考虑到空间机器人系统结构的复杂性及其某些参数的变动性,根据具有较强鲁棒性的滑模变结构控制理论,设计了双臂空间机器人关节运动的滑模变结构控制方案;为了克服滑模变结构控制器抖振的缺点,附加设计了一个模糊控制器,以便根据系统的输出来动态调节滑模变结构控制器等速趋近率的系数,从而既确保了系统的快速响应而又消除了原有的抖振.系统数值仿真证明了该控制方案良好的控制效果.     

自由漂浮双臂空间机器人关节空间轨迹跟踪的变结构滑模控制

利用多刚体系统动力学的方法对载体位置、姿态均不受控制的浮动基双臂空间机器人系统的运动学、动力学作了分析,并结合系统的动量守恒及动量矩守恒关系建立了系统的动力学方程.以此为基础,对双臂空间机器人关节追踪关节空间期望轨迹的控制问题作了研究.考虑到双臂空间机器人系统的结构复杂性及某些参数的变动性,根据具有较强鲁棒性的变结构滑模控制理论,设计了轨迹跟踪控制的变结构滑模控制方案.此控制方案的优点在于:在操作过程中不需要对双臂空间机器人载体的位置、姿态进行主动控制,因此将大大减少位置、姿态控制装置的燃料消耗.通过对该机器人系统的仿真计算,证实了文中提出的变结构滑模控制方案的有效性.     

基于滤波滑模控制的空间柔性机器人系统控制仿真研究

针对一种刚柔结合的空间冗余度机器人,基于拉格朗日法、假设模态法和系统动量守恒对柔性连杆进行近似描述,忽略高阶弹性振动模态,借助Maple软件,推导了一种自由浮动空间柔性冗余机器人操作刚性负载的动力学模型,该方法提高了建模的正确性.并在此基础上,鉴于自由浮动空间机器人系统的结构复杂性和参数变动性,运用具有较强鲁棒性的滑模变结构控制对该动力学模型实现了轨迹跟踪控制,较好地抑制了柔性杆弹性振动,并减小了对本体的影响.最后进行了自由浮动三自由度柔性冗余度机器人的动力学控制仿真,仿真结果验证了上述控制方法的有效性.     

一种足球机器人场地白线的提取方法

基于折反射原理的全景视觉系统,由于能获得大范围视野的环境信息、因其高实时性和高性价比而被广泛应用在视频监控、视频会议和足球机器人等领域。但是,该系统采用的凸面反射镜,由于存在对场景的压缩而使得实际场景中的一些规则物体(比如直线)的成像存在很大的变形,给提取这些特征带来了困难。而足球机器人比赛场景中的白色标志线是不可多得的参考信息,如果能快速准确地提取出全部或部分白色标志线信息,将给机器人的决策系统提供很大的帮助,从而提高机器人的整体性能。以足球机器人比赛环境为背景,将场地白色标志线的边缘像素点转化到:实际距离和图像像素距离成线性变换关系的图像空间,利用一种结合数字罗盘航向角度信息的Hough变换方法提取场地白色标志线信息。试验证明该方法具备很大的可行性。     

机器人产品质量安全监测预警平台研究及应用

机器人产品安全性随机器人数量增长和应用范围扩大而越受重视。为解决机器人安全数据缺乏导致机器人产品质量监管形式及方法受制约问题,设计了以数据为核心、应用为导向的预警系统架构,构建了机器人安全指标库、产品类型库、安全风险库等机器人产品属性和安全属性数据库,研究了基于抽样检测数据、网络舆情数据、消费投诉数据的多源数据处理流程和方法,开发了机器人产品质量安全监测预警平台,实现了机器人质量安全事件和信息的实时采集、智能评估、系统监测和及时预警,为其他工业产品基于大数据的质量监督提供方法参考。     

手术制孔机器人研究进展

传统手术制孔是由医生操作辅助制孔装置,对医生的专业技能与经验积累有很高的要求,同时制孔精度与手术安全性不高.自动制孔技术可以保证手术制孔的安全与精度,缩短手术时间.骨骼制孔过程中,骨骼与钻头的连续摩擦会引起热积累,当温度超过临界值时会导致骨骼发生热坏死.如果钻头超过预设深度就会对骨头周围血管、肌肉及神经造成严重损伤.热...