基于协作机器人的飞机总装驾驶方向盘操纵曲线测试

针对飞机总装测试过程中,人工从外部获得飞机驾驶操纵位移/力曲线难的问题,提出了一种采用协作机器人代替人工进行操作,并利用机器人自身关节上传感器测得其操纵曲线的方法.首先建立试验系统,描述了模拟方向盘装置的加载原理,并推导出其理论操纵曲线.然后通过建立机器人的D-H(Denavit-Hartenberg)模型解算出机器人各轴角度、力矩与末端位置、受力的关系,进而转化为方向盘的转角和所受力矩关系.接着建立机器人的阻抗控制模型解决了转动方向盘因为轨迹误差造成的憋死问题,并通过实验表明机器人能够顺从方向盘的既定轨迹完成了方向盘的回转运动.通过机器人转动方向盘实验做出的操纵曲线与内部传感器的曲线对比,误差在2％以内,说明了协作机器人代替人进行测试的可行性.     

智能建造背景下人机协作安全研究综述

为探究施工环境中人类工人与建筑机器人开展人机协作作业的安全保障措施,采用文献计量方法筛选并分析了来自Scopus、Web of Science以及谷歌学术3个数据库的227篇文献,从物理人机交互的角度讨论人机协作安全主题.定量文献分析结果表明,当前建造协作机器人的研究热度逐渐上升,且协作机器人是由多学科多技术共同支撑的.综述了建造协作机器人在智能建造背景下人机协作安全在碰撞避免、路径规划与轨迹规划、碰撞感知和柔顺控制三大方面的研究现状.提出了建造协作机器人结构仿生化发展、感知控制能力增强、交互方式智能化发展、建筑领域中人机安全协作方法完善和推广应用实践力度5个未来研究方向和发展建议.     

基于位移检测的机器人碰撞传感器研究与设计

为了避免机器人末端执行器在工作过程中与周围设备人员发生碰撞,造成设备损坏或者人员伤害,设计一款基于位移检测的机器人碰撞传感器。在对传感器连杆进行力学分析和建立平衡方程式的基础上,根据其碰撞过程中传感器活动部件的运动轨迹,导出了末端执行器空间碰撞力模型及相应的传感器碰撞力阈值计算公式,完成了传感器的设计、动力学仿真、制作装配和静态测试。实验结果表明,该传感器对末端执行器具有碰撞检测和缓冲保护功能,在机器人安全防护和人机协作方面具有一定的应用价值。     

雨污管道巡检机器人嵌入式系统的设计与实现

城市雨污排水管道的巡检主要以人工为主,但由于地下管道环境错综复杂并存在有毒可燃气体,人员下井存在很大危险.虽然有部分巡检工作尝试采用巡检机器人代替人工,但这些机器人采用的有缆方式,存在巡检距离受限、操作繁琐、能耗高等问题,导致巡检效率低下,智能化程度低.针对上述问题以及巡检机器人的任务需求,设计并实现了一种更加安全可靠与智能的雨污管道巡检机器人嵌入式系统.该设计基于CCTV巡检方式,采用STM32作为主控芯片,搭载工业摄像头、传感器组等模块采集数据,并采用无线通信的方式与上位机进行连接,之后通过YOLOV5s自主判断所采集的视频流中是否存在淤积物堵塞问题.通过在广州市番禺区的实地试验,结果表明,嵌入式系统设计合理,管道巡检机器人能够实现各项功能与技术要求.     

浅谈工业机器人在汽车制造领域的应用

目前我国许多领域都广泛地应用机器人代替人工进行生产操作。作为一种人工智能产品,工业机器人结合了机械、传感、操控和电子计算等多项技术。本文通过对汽车制造业工业机器人特点的研究,进一步分析工业机器人在汽车制造领域的应用现状,以期为关注这一领域的人员提供一些参考意见。     

基于人机协作的机器人柔顺示教及再现

针对机器人传统示教方法的局限性,通过分析机器人低速运动状态下的力矩变化,提出基于人机协作的机器人柔顺示教及再现技术;首先建立机器人重力矩和摩擦力矩动力学补偿模型,通过最小二乘法辨识得到机器人重力矩和摩擦力矩,以电机驱动力补偿机器人重力矩和摩擦力矩,以操作者的操作力补偿机器人运动过程中的惯性力、离心力等速度、加速度的相关...     

基于接触力识别的人机协作控制系统设计与实现

为实现人机协作搬运,设计了一种基于接触力操作意图识别的搬运机器人原型机.以直联方式设计由刚性杆和伺服电机构成的单自由度运动机械臂,研究位置控制器,实现扭矩工作模式下的闭环控制.为获取操作意图信息,在刚性杆末端两侧分别设置FSR薄膜压力传感器,用于检测操作者与机械臂的短暂接触力.对应3种常见操作情况给出相应时域算法提取接...     

永磁轮式爬壁除锈机器人控制系统*

油罐除锈作业中,存在粉尘弥漫、气源噪音巨大、罐内照明不足等问题,在该环境操作人员进行除锈作业时,对其生命安全带来极大威胁。针对上述问题,研制出对油罐内外壁进行除锈作业的爬壁除锈机器人。首先,针对该类型机器人的技术难点,对机器人爬壁吸附方式进行选型分析。在此基础上,对爬壁除锈机器人的实时控制系统软件概述;并对爬壁除锈机器人主控模块功能进行概述。最后,通过现场实验的方式验证机器人的除锈作业方式。经过多项测试,实验结果表明爬壁除锈机器人能够代替操作人员完成油罐内外表面的除锈作业,极大提高作业效率并有效降低操作风险。     

永磁轮式爬壁除锈机器人控制系统设计

油罐除锈作业中,存在粉尘弥漫、气源噪音巨大、罐内照明不足等问题,在该环境操作人员进行除锈作业时,对其生命安全带来极大威胁。针对上述问题,研制出对油罐内外壁进行除锈作业的爬壁除锈机器人。首先,针对该类型机器人的技术难点,对机器人爬壁吸附方式进行选型分析。在此基础上,对爬壁除锈机器人的实时控制系统软件概述;并对爬壁除锈机器人主控模块功能进行概述。最后,通过现场实验的方式验证机器人的除锈作业方式。经过多项测试,实验结果表明爬壁除锈机器人能够代替操作人员完成油罐内外表面的除锈作业,极大提高作业效率并有效降低操作风险。     

TM30测量机器人ATR功能的功效及精度

针对变形监测时ATR与人工观测的功效及精度存在的问题,采用极坐标方法,通过高精度全站仪TM30测量机器人自动测量与传统人工观测进行比较.因人工观测受各种误差影响,达到二等变形测量的精度3 mm要求较困难,而TM30测量机器人利用ATR达到此精度要求容易.研究结果表明:同等条件下,TM30的功效是人工观测的3倍以上;TM30测量机器人ATR自动观测的精度更是高于人工观测的精度.在同等环境下对TM30测量机器人ATR功能手动观测与自动观测进行对比,得到TM30测量机器人的ATR功能的定性研究结果.     

自动夹具在锻造过程的应用探索

根据锻造厂的锻造生产需求，探索具有特殊自动夹具的机器人应用，替代人工操作的自由锻打，使劳动力脱离高危险和恶劣的工作环境，提高锻造车间的管理质量。三维设计以自动夹具为核心的机器人，加持锻件坯料，操作空气锤，完成基本的自由锻成型动作。用软件进行机构仿真，模拟自动夹具的工作情况。总结此机器人的实际应用效果。     

基于EtherCAT和TwinCAT3的协作机器人控制系统设计

为了降低机器人控制系统的研发周期和方便操作人员使用操作,通过对TA6-R5型协作机器人的研究,设计了基于EtherCAT和TwinCAT3的协作机器人控制系统.采用(Denavit-Hartenbery)(D-H)法建立运动学模型,求出正运动学解析解,根据各关节转动角度绝对值之和最小的原则求解出最优逆解,利用MATLAB的Robotics Toolbox验证运动学.利用TwinCAT3搭建控制系统,实现编程控制以及HMI(human machine interface),通过EtherCAT总线的高实时性实现数据控制与反馈.最后,利用同步周期位置模式进行笛卡尔空间轨迹规划,结合TwinCAT Measurement的Scope View图形化工具可观测和验证系统执行情况,结果表明基于EtherCAT和TwinCAT3的协作机器人控制系统可降低控制系统研发周期,提高研发效率.     

基于VISA的塔康信标信号的自动测量

为了提高信号测试工作的测试效率和准确度,可以利用计算机与可编程仪器通信。通过发送相应的指令来代替人工在仪器面板的手动操作来完成测试。介绍了在LabVIEW环境下利用VISA编程实现对频谱仪的程序控制。对塔康信标信号的频率、相噪和电平的自动测量的实现过程。该方法极大地降低了人工测试的工作量,提高了测量精度,更好地发挥了仪表的性能。     

人工智能开启机器人编程新模式:机器人操作技能学习

正机器人被誉为"制造业皇冠顶端的明珠",是衡量一个国家创新能力和产业竞争力的重要标志,已经成为全球新一轮科技和产业革命的重要切入点。随着工业4.0和智能制造业的智能化和柔性化发展,机器人在智能化发展过程中也面临较大的挑战。一方面,产品生产方式呈现多样化、小批量和定制化特征,需要更短的制造系统迭代周期,迫使机器人具备快速编程与对不同场景的高效适应能力。另一方面,机器人正逐渐从工业环境的独立操作转化为与人类进行人机协作,这就要求机器人具备类人的灵巧操作能力。     

一种混联自动抛光机器人控制系统的设计

针对当前自由曲面金属的表面抛光还停留在人工操作、加工效率低、质量不稳定的现状,设计出一款具有抛光力自适应的混联抛光机器人系统.该机器人系统适用于平面、弧面、回转体等多种金属表面的抛光打磨.通过PLC对该抛光机器人系统的3个伺服电机及2个力平衡气缸进行控制,实现机器人的自动抛光功能.     

嵌入式实时操作系统安全策略的实现

目的提出和实现综合化航空电子系统中嵌入式实时操作系统安全性策略。方法采用分层防御体系、分区管理、虚通道技术、授权管理等来实现综合化航空电子系统中的数据安全。结果通过测试和论证这些策略能够保证综合化航空电子系统的数据安全性和完整性。结论以往的嵌入式实时操作系统受到攻击后被动地去解决问题,采用以上安全策略开发的系统具有主动防御能力。     

越障机器人行走机构结构设计

高压架空输电线路的巡检大多采用人工巡线、车辆巡线和直升机巡线。这些巡线方式效率低,劳动强度大,还受地理环境、天气状况、作业人员经验和个人素质等因素的影响,有些隐患也不容易被发现,还常常出现漏检和错检。因此,采用巡线机器人来代替人工巡检已成为大势所趋。文章在对现有同类产品进行分析研究的基础上,通过一种新型的越障行走机构——四轮耦合夹持行走机构,实现快速自动地越障。     

基于振动触觉的移动机器人为人导航系统

为了给视觉障碍者或助航需求者自主行走提供帮助、减轻其心理负担,设计了一种基于振动触觉的移动机器人为人导航系统.该系统通过移动机器人搭载Kinect体感设备为使用者提供其姿态信息,再结合振动触觉腕带装置的反馈实现机器人为人导航的功能,即引导使用者在预先规划好的路径上行走.整个为人导航过程中使用者和机器人之间的相对距离和相对角度收敛到给定值,最终确保在机器人的引导下按照给定路径使得使用者安全准确到达目的地.基于领导者跟随者控制模型,提出了适合本系统的人机协作控制算法,进行了振动触觉识别率实验,完成了本系统在平坦地面轨迹跟踪实验和对起伏地面的适应能力测试,验证了算法的正确性与可行性.最后,对本系统抗干扰能力进行实验分析,以验证系统的鲁棒性.     

钻锚机器人人机安全避碰方法

为解决快速掘进系统中钻锚机器人无法实时监测辅助人员的运动,导致钻机与辅助人员可能发生非期望碰撞的问题,从钻锚机器人控制系统角度出发,提出一种钻锚机器人人机安全避碰方法。首先,基于深度视觉实时获取人体骨骼点图构建辅助人员球扫掠凸体碰撞检测模型,基于钻锚机器人三维模型构建钻机球扫掠凸体碰撞检测模型,并使用深度视觉传感器与钻机行程及角度传感器获取的数据实时更新辅助人员和钻机的碰撞检测模型;其次,针对钻锚作业中多人多钻机的碰撞检测,使用基于层次包围盒的碰撞检测方法在粗略的碰撞检测阶段实时检测与辅助人员距离最近的钻机及最短距离,当最短距离小于安全阈值时进入精细碰撞检测阶段实时计算辅助人员与该钻机的最短距离;然后,在钻机末端建立基于人工势场的虚拟排斥力,当钻机与辅助人员的最短距离小于安全阈值时,钻机末端产生虚拟排斥力,钻机进行避碰运动;最后,通过钻锚机器人人机安全实验验证了该方法的有效性和安全性。结果表明:在钻锚作业中钻机与辅助人员最近距离为0.10 m,大于发生碰撞的最短距离,所提方法可以确保钻机不与辅助人员发生非期望碰撞。     

服务机器人双臂协调操作的灵活性分析

针对机器人双臂协调操作的灵活性问题,提出一种速度可操作度椭球相交体积指标进行分析,得到协作空间内奇异操作点和协作空间内各操作点的灵活性分布云图.首先,建立双臂的紧协调约束方程,并基于双臂连杆速度得到雅可比矩阵;然后,采用TOMM法求解双臂协调操作的可操作度椭球相交体积;最后,以服务机器人的双臂为研究对象,运用速度可操作度椭球相交体积指标进行双臂的灵活性分析,并应用Matlab对双臂协调操作的灵活性进行仿真分析,研究结果验证了上述分析的正确性,为双臂机器人的协调避碰提供了一定参考.