灵长类仿生机器人飞跃轨迹规划及控制策略

运动模式耦合和欠驱动动力学特性是实现灵长类仿生机器人悬臂飞跃的难点.针对运动模式耦合问题,本文通过建立灵长类仿生机器人分段运动模型,在运动学分析的基础上,结合目标约束条件和切换条件,提出了灵活完整的、适应不同飞跃距离的飞跃轨迹规划方法,以此获得系统飞跃的起始和终止姿态.针对欠驱动问题,采用基于虚约束的轨迹规划和跟踪控制方法来保证系统可以准确达到飞跃起始姿态.最后,搭建了悬臂飞跃仿真模型,仿真结果验证了轨迹规划和控制策略的有效性.     

颅底及面侧深区穿刺诊疗机器人系统及实验研究

针对颅底及面侧深区穿刺诊疗手术在活检、放射性粒子植入、射频热凝等介入过程中的多样化需求,研发了一套多功能外科手术机器人系统.该系统可辅助医生完成放针、植入粒子等手术操作.根据不同的手术需求,设计了三款末端执行器,利用通用接口可实现末端执行器与机器人之间的快速安装与拆卸.提出基于光学导航的混合运动控制方法保证机器人系统的定位精度.通过实验验证了机器人的定位精度,并通过尸体实验验证了整个机器人系统在三种手术中的性能.结果表明,该机器人系统具有较高的定位精度,并可灵活应用于多种手术中,具有一定的可行性.     

基于人机协同的人形机器人实时任务规划

为降低任务规划的复杂度并提高机器人对动态环境的适应能力,提出一种基于人机协同的任务规划方法,将任务规划全过程划分为任务级和指令级.在任务级规划中,用户意图输入、任务描述和人形机器人的任务解析与智能推理相结合,为指令级规划提供依据.在指令级规划中,基于任务的三元分解模型建立模块化的规划结构,以直观的图形化方式组合任务分解出的三元素,构成各种不同的任务,实现对任意任务的实时规划,同时机器人系统通过指令解析和预判辅助规划过程,形成既能满足人的任务需求又符合规划合理性的指令序列.最后用实例验证所提方法的有效性与可行性.     

下肢康复机器人按需辅助自适应控制方法

针对现有下肢康复机器人步态康复训练控制缺乏患者的主动参与、不能按患者的康复程度提供按需辅助的问题,提出了一种新的下肢康复机器人按需辅助自适应控制方法。该方法通过人机运动轨迹与理想康复目标轨迹的跟踪偏差实时学习受试者的康复程度,从而使康复机器人能根据受试者的康复程度,自适应地提供按需辅助。首先建立了下肢康复机器人的人机系统动力学模型,其次设计了按需辅助自适应控制器,最后进行了按需辅助控制仿真实验,并在单腿实物样机上对健康受试者进行了实验。结果表明:按需辅助自适应控制器在有遗忘因子项的情况下,能够根据轨迹跟踪偏差学习受试者的康复程度,自适应地衰减机器人对受试者的辅助力矩,满足按需辅助的目的。     

浅谈工业雷管生产自动化现状及未来趋势

当今在工业制造领域,工业自动化技术飞速发展,其中作为高危行业之一的民用爆破器材生产行业也正发生着翻天覆地的变化,工业炸药生产线发展迅速,但是工业雷管生产线的发展却相对滞后.就国内现状,工业雷管装填生产线已基本实现自动化、无人化操作,但雷管装配生产线却依然是人工操作为主,特别是雷管的卡口、卡腰工序,电雷管导通工序等极为危险的岗位仍然是依靠人工来完成.根据雷管装配生产的特点,经过多方面的适应性研究,笔者认为雷管装配生产线,特别是危险工序,要实现自动化、无人化操作,价格相对较高的工业机器人将是最佳选择.     

基于机器人的带有旋转特征的零件坐标系标定方法

为了解决传统标定过程中标定困难、标定精度不高等难题,基于六自由度机器人面向带有旋转特征的曲面零件,提出一种八点标定方法。该方法利用带有旋转特征这一特点,准确找到工件坐标系原点,从而提高了标定精度。该方法通过实例论证,可以对带有旋转曲面特征的零件坐标系进行标定。使用该方法进行标定可以提高曲面工件坐标系与机器人坐标系匹配精度。     

基于机器视觉的目标跟随六足机器人

针对智能机器人控制领域的机器视觉中的目标跟踪问题与机器人运动控制方法研究,设计实现了一款基于机器视觉的目标跟随六足机器人,该系统的机器视觉目标跟踪算法为TLD(tracking-learning-detection)算法,采用stm32嵌入式处理器驱动32路舵机控制板控制机器人运动,并设计实现了一种小型自动火控装置用于锁定目标后的定位打击.该系统融合了六足机器人运动学和机器视觉目标跟踪技术,对六足机器人步态进行研究,根据目标视觉导航,精确锁定目标,对目标进行瞄准打击做出了详细的设计实现工作.     

考虑切换时间的机器人装配线平衡优化方法

考虑装配过程中的切换时间,以装配线的工位节拍最小为优化目标,建立了机器人装配线平衡问题的数学模型.在此基础上,将自适应策略引入模拟退火遗传算法框架中,构建了自适应模拟退火遗传算法.以轿车制造车身车间左前门内板总成的焊接装配为例,分别对比了标准遗传算法、模拟退火遗传算法及自适应模拟退火遗传算法在解决该问题方面的性能,结果表明自适应模拟退火遗传算法在解的性能和算法收敛性两个方面表现出了较大的优势.     

带状态预测器的多智能小车系统一致性问题研究

一致性理论作为多智能体间合作协调的基础,受到来自各个领域研究者越来越多的关注。但是,以往的控制律只利用智能个体周围的局部信息,其控制律往往是次优的。本文引入了状态预测器,将带状态预测器一致性理论应用到多智能小车系统速度一致性问题的研究中,给出了智能小车速度一致性算法,分析了多种耦合通信方式对智能小车速度一致性的影响,引入了智能小车状态预测器,最后通过欧拉公式将上述带状态预测器的控制律求解出来,设计出了智能小车的控制器,并从理论上证明了控制器的可行性,与以往的一致性算法相比,加快了智能小车演化到平衡状态的收敛速度。     

视觉引导下协作机器人抓取技术研究

针对在多物体复杂抓取场景下,协作机器人如何实现能在人机共融的环境中精确抓取特定目标工件及自主避障的问题,提出了一种基于监督学习的视觉引导下的协作机器人抓取方法;首先利用监督学习算法训练和处理待抓取物图像信息,完成对抓取目标特征的快速识别与定位;然后将抓取物的定位信息通过串口通信协议传输给ROS系统控制机器人完成运动规划...