机器人辅助微创外科手术系统的研究现状及关键技术分析

机器人辅助微创外科手术技术是近年来医疗机器人领域的研究热点之一, 阐述机器人辅助微创外科手术技术在国内外的研究现状,在分析微创外科手术过程后,提出微创外科手术机器人系统的设计方案,并就机器人系统安全与故障诊断、主从遥控、虚拟现实和图像导航等关键技术进行深入分析。     

基于双目横向会聚模式的机器人在智能生产中的应用

工厂现场使用的产用机器人以医疗、农业、护理、生活辅助和办公室辅助等领域为实现目标。基于双目横向会聚模式的机器人在智能生产中的应用,不仅体现在传统机器人、机器人汽车制造商、电机制造商等领域,而且在机器人的研究、开发等领域也实现了新技术革命。本文在讨论双目横向会聚模式的基础上,以采摘机器人为例具体介绍该算法的实际应用。     

工业机器人运用技术研究

工业机器人运用技术主要指的是在现有工业机器人的基础上研发而来的相关技术,主要目的是增强工业机器人的感知适应能力,提高运动精度。随着工业机器人的快速发展,工业机器人在汽车制造和机械加工等作业中得到了广泛的应用。本文针对现有的工业机器人运用技术进行重点研究,以期能够加快我国制造业往智能化方向发展。     

机器人技术在高速公路运营中的应用

本文阐述了高速公路智能巡逻机器人、高速公路隧道巡检机器人、隔离带清洁机器人在高速公路中运营中的应用,重点讲述了这几种机器人的系统组成、工作过程及使用注意事项等。     

外骨骼机器人类型与关键技术分析

随着科技水平的不断进步,各技术行业都得到了迅速发展。在此背景下,人们希望设计出一种辅助人体动作,以达到提升人体运动能力或帮助人体肢体进行康复的机械装置,因此,外骨骼机器人应运而生。外骨骼机器人是一种可穿戴的智能化机械装置,应用人机工程学、仿生学等相关知识将人与机器人结合在一起,实现人与机器人的优势互补,拥有巨大的发展潜力。本文首先介绍了外骨骼机器人的类型,然后从外骨骼机器人构型、驱动技术、控制技术等方面入手,介绍了外骨骼机器人关键技术,最后在此基础之上,展望未来外骨骼机器人的发展趋势。     

机器人的发展及控制系统设计

机器人是软件和硬件的高级组合,机器人技术涉及诸多学科和领域。机器人的控制器部分,是指挥机器人作业的CPU。随着科学的不断发展,控制器技术越来越集成化、高端化。PLC控制系统是机器人控制器中不可缺少的一部分。PLC控制系统通过设备层、控制层、信息层实现控制功能。在生产生活中,根据不同的需要,将机器人生产工艺指向对应学科,在社会的多元化需求和科学水平不断发展的今天,机器人生产工艺会得到长足的进步和发展。     

计算机运态仿真技术在机器人轨迹规划中的应用

本文首先建立了PUMA-560机器人的数学模型,然后,依次建立了机器人点到点(PTP)运动的轨迹模型和机器人沿连续路径(CP)运动的轨迹模型。在此基础上,以PUMA-560机器人为例,借助计算机图形学中的动画技术,在IBM-XT计算机屏幕上显示出了该机器人的动态运动过程及相应的轨迹曲线,效果相当理想。由此证明计算机动态仿真技术在机器人的轨迹规划中可以发挥相当重要的作用。     

基于投影奖励机制的多机器人协同编队与避障

要：针对多机器人协同编队任务中过度中心化、系统鲁棒性低、编队稳定性较差等问题,提出了基于投影奖励机制的多机器人协同编队与避障（projected reward for multi-robot formation and obstacle avoidance, PRMFO）模型,实现了多机器人基于统一状态表征方法的去中心化决策过程。设计了一种多机器人统一状态表征方法,实现了机器人与外界环境交互信息处理的一致性;基于统一状态表征设计了基于投影的奖励机制,从距离和方向两个维度将奖励过程矢量化,丰富机器人的决策依据;为了解决多机器人系统中过度中心化问题,设置了自主决策层,融合统一状态表征与投影奖励机制的软演员评论家（soft actor-critic, SAC）算法,实现了多机器人协同编队与避障任务。在机器人操作系统（robot operating system,ROS）环境下进行仿真实验,实验数据表明PRMFO模型在单机器人平均回报值、成功率以及时间等指标上分别提高42%、8%、9%,基于PRMFO模型的多机器人编队误差控制在0～0.06范围内,实现了较高精度的多机器人编队。     

双臂教学机器人的运动分析及仿真

为了进行双臂教学机器人控制系统的设计和方便机器人教学,对双臂教学SCARA机器人进行运动分析与仿真.给出了机器人的运动学正解和逆解,提出了一套机构简化方案,完成了机器人的各种手臂姿态规划,分析了存在的运动干涉约束.最后运用运动学正解和逆解进行软件仿真设计,得出了机器人手臂的工作区域,并在工作区域内进行了圆弧运动仿真.     

四足机器人结构设计及步态仿真研究

【目的】为提高四足机器人在复杂地面行走时的稳定性,对四足机器人结构进行设计,并对其步态进行仿真。【方法】基于哺乳动物的腿部结构,在SOLIDWORKS软件中构建四足机器人的三维模型,使用D-H模型法构建出腿部结构的运动学模型,通过运动学分析,得到四足机器人的足端运动轨迹图,并以Walk步态在V-REP仿真软件中进行仿真分析。【结果】本研究设计出一种结构简单、具有十二自由度的四足机器人。【结论】仿真结果证明,该机器人的机构设计有效,能实现稳步行走。本研究的研究成果为该类机器人的设计提供依据。     

叉车式机器人的转向位姿误差

执行器的加速度和负载质量会影响叉车式机器人的转向位姿. 将执行器加速度和负载质量的变化转化为叉车式机器人作业质心的跃变,通过坐标变换对基于横滑特性的叉车式机器人的转向位姿误差进行建模. 基于该误差模型分析了执行器不同加速度和负载质量对叉车式机器人转向位姿的影响. 实验结果表明,执行器加速度和负载质量的变化会造成叉车式机器人不同程度的欠转向和过转向.     

超声电机驱动多关节机器人位置精确控制

该文结合超声电机的运行特点,提出了一种新颖的速度——位置联合反馈控制方式,并在直接驱动的三关节机器人上加以实现。实践证明,位置反馈控制可以获得较高的位置精度,但超声电机的速度变化会显得剧烈,从而导致机器人发生颤振;速度反馈控制可以保证机器人运行平稳,但不能获得好的位置精度。采用所提出的控制方式后,不仅可以获得高的位置精度,而且可以保证机器人平稳运行。     

壁面移动机器人随机障碍避碰路径规划研究

该文对壁面移动机器人使用了人造势场法，实现局部区域内随机障碍避碰的路径规划。机器人系统根据环境信息，实时生成路径，增加了系统的稳定性和对环境的适应性。计算机动画仿真及其实际应用验证了该实时路径规划的可行性。     

基于遗传算法的双足机器人上楼梯的步态规划

针对双足机器人上楼梯的步态规划问题,应用三次样条插值合成脚踝的运动轨迹,并基于加速度分析设计出臀部运动轨迹,计算动力学模型得到ZMP轨迹,进而得出机器人步行的稳定性可以表示为关于上体初始位姿的多变量优化问题.最后应用遗传算法(genetic algorithm,GA)求解,获得稳定性好的优化步态.机器人上楼梯的动态步行仿真结果表明,运用遗传算法可以得到合适的优化轨迹.     

一种室内环境下仿人机器人路径规划方法

研究了单目环境下仿人机器人的室内环境的建立和运动规划问题.按照室内环境的建立地图,并选择SURF特征点作为室内环境中路标,提出了基于SURF路标与A＊算法的仿人机器人路径规划算法,该算法能够较好地满足仿人机器人路径规划的要求,具有一定可行性和有效性.     

关于双足机器人步态规划方法的研究

在类人机器人的研究领域,关于双足机器人步态规划方法的研究一直是一个重点和难点．本文主要叙述在仿真平台下,对静步态规划方法和动步态规划方法的应用和测试,以及对实验结果进行的分析,并根据实验结果对算法进行一定的优化．希望能为双足机器人实现快速、平稳类人行走提供一定的参考．     

一种新的移动机器人动态避障方法

提出了一种新颖、有效的移动机器人的动态避障方法.通过分析障碍物最大包围盒在机器人坐标系的位置以及其相对于机器人的速度,得到障碍物与机器人可能发生碰撞的方位,然后使用基于速度改变最小原则和速度改变最佳原则的第一和第二避障策略来完成机器人的动态避障.仿真结果表明,此方法能够使机器人在具有静态和动态障碍物的复杂环境中安全避障.     

双足机器人上楼梯步态规划的复现性要求

将双足机器人上楼梯的步态规划问题分解为脚踝运动轨迹和臀部运动轨迹的规划问题.通过机器人实现稳定行走的动力学分析和上楼梯的步态规划的几何约束分析,得到规划步态的可复现性的约束条件.     

一种基于C-T空间数字势场的机器人避碰规划方法

提出一种基于C-T(configuration-time)空间数字势场的机器人避碰路径规划方法,通过构造一种栅格化的CT空间数字势场,根据数字势场中的排斥势和吸引势,利用C-T空间离散路径点的插值方法,实现机器人对运动障碍物的避碰.通过一个2连杆机器人臂的避碰仿真实验研究,表明了该方法具有较高的计算效率,避免了一般避碰算法的大量C空间显式计算,能够适用于机器人的动态环境路径规划.