无缆自治水下机器人运动控制技术研究

针对无缆自治水下机器人满足不同任务要求下的运动控制进行了研究。引入极大似然参数估计算法获取水下机器人水动力系数,并在此基础上搭建起6自由度运动仿真系统。通过改进传统水下机器人体系结构中的推力器布置方式、推力分配策略、运动控制方法和船位推算算法,使得无缆自治水下机器人的运动控制系统在保持原有精确定位功能的同时也能完成远距离高速航行等任务,从而解决了高速航行给无缆自治水下机器人带来的一系列问题。海上进行的速度控制、位置控制和长航程导航试验,验证了无缆自治水下机器人在所提出的运动控制系统控制下可以满足任务需求,具有一定的工程应用价值。     

基于CPG原理的机器人运动控制方法

将生物控制论的研究成果应用于机器人领域是提高机器人运动能力的一种新思路和新方法。本文介绍了动物的运动控制机理，节律运动控制网络的结构和特性，对基于生物中枢模式发生器的机器人运动控制的建模、步态转换方法及应用情况进行了归纳和分析。     

基于DSP的多轴伺服控制器设计及其在灵巧手中的应用

讨论了一种采用电机控制专用DSP及FPGA设计的9轴电机伺服运动控制器。与采用通用DSP设计的多轴电机伺服运动控制器相比，该控制器具有较高的集成度和优良的性能价格比，便于降低机电系统的成本，减小机电系统体积，试验表明，该控制器性能稳定可靠，可满足多轴电机伺服运动控制的需要，已成功应用于16自由度多指灵巧手控制系统设计，该运动控制器在各类型机器人系统，以及数控机床等的控制系统设计上有广泛的应用前景。     

基于模糊PID的足球机器人运动控制研究

通过对足球机器人运动学模型的分析,考虑到系统的时滞性、非线性等特点,提出将模糊控制和传统的PID控制相结合的控制方法,应用到足球机器人系统的运动控制中,通过PID控制实现控制的准确性,利用模糊控制提高控制的快速性。详细介绍了足球机器人模糊控制系统的设计过程,并在仿真和基于视觉足球机器人平台上对该算法进行了验证,结果表明了该方法的可行性。     

基于视觉引导和超声测距的运动目标跟踪和抓取

提出了装配机器人系统中一种基于视觉引导和超声测距的运动目标跟踪和抓取方法。介绍了运动目标的跟踪原理 ,采用图像雅可比矩阵进行机器人运动控制 ,跟踪运动的目标。利用视觉引导技术 ,获取目标在图像平面中的位置与方位 ,进行平面跟踪 ,然后引导超声波测距装置测取目标深度信息。实验结果验证了本文提出的这种方法的可行性和有效性     

微小型军用地面机器人运载控制系统的研究

以微小型军用地面机器人为研究对象,为其运动控制系统提供了一种新颖简便的实现方法,该控制系统以单片机和运动控制器为核心,通过光电码盘对运动控制器的反馈构成系统的闭环控制,对不同的控制对象实行了不同的驱动,文中也分析了该控制系统的硬软件设计和控制算法的实现,实验结果证实了这种设计方案的有效性．     

采用OpenInventor类库开发的三维虚拟现实软件

虚拟现实（VR）软件是被广泛应用于虚拟现实制作和虚拟现实系统开发的一种图形图像三维处理软件。介绍Open Inventor类库的架构和体系，通过对场景数据库的合理设计和驱动引擎的编程，实现一台具有6自由度的医疗机器人的运动控制过程进行虚拟仿真，对于其他领域的虚拟现实技术开发具有一定的参考意义和较好的市场应用前景。     

一种开架式水下机器人控制技术的研究

为查找江、河、湖、海的各种堤坝的裂缝、破损和隐患等质量问题而设计的框架式结构遥控堤坝检测水下机器人，介绍了堤坝检测水下机器人运动控制技术。首先利用最小二乘法获取机器人水动力系数，并在此基础上建立了四自由度运动仿真系统。在运动控制系统体系结构中对堤坝检测水下机器人从硬件及软件体系结构两方面进行了介绍。硬件采用基于PC104总线的多板卡嵌入式系统，嵌入式控制器采用美国AMD公司的基于ELAN520的单板计算机以及VxWorks高性能实时嵌入式操作系统。对软件控制信息流、运动控制算法及用于定位的船位推算也进行了阐述。     

自由飞行空间机器人电联试实验平台的研制

为检验自由飞行空间机器人(FFSR)系统各个部件电接口传递信息的正确性及系统在轨执行任务的能力,采用数值模拟方法,通过软硬件结合的方式建立了FFSR电联试实验平台.该平台主要由主控计算机、主机系统、虚拟关节、虚拟视觉等4个功能模块组成.在此平台基础上建立了基于视觉反馈的机械臂运动控制算法和电机三环控制模型.该平台可用于对实际FFSR系统的数值仿真.对电联试实验平台的测试结果表明,该平台能够很好地完成对实际机器人系统通讯能力的模拟测试及系统控制算法的仿真验证.     

抛光工业机器人主动恒力装置设计研究

研究了工业机器人抛光中的恒力控制,针对传统的机器人恒力控制中既要对机器人进行力控制又要对机器人进行位置控制,导致工业机器人整体控制复杂,响应较慢,精度较低的问题,采用机器人力和位置分离的方式,设计了独立于机器人本体的主动恒力控制装置来解决机器人作业的力控制,使机器人力控制作业中不用考虑机器人的运动控制,从而达到解耦的效果。实验验证结果表明,设计的主动恒力装置提高了工业机器人力控制精度,具有良好的恒力控制性能。     

立式洗浴护理机器人的运动控制

为满足护理机器人的宜人化要求,研究了一种洗浴护理机器人的运动控制,提出了一种基于人体尺寸信息和运动状态信息的护理机器人运动控制方法。运用这种控制方法的洗浴机器人采用立式活动座椅结构,包括辅助起立装置、搓洗装置、水循环装置和挡板等,以满足洗浴者坐姿和立姿下进行淋浴;仿照正常人体自然起立过程规划人体辅助起立重心轨迹,根据重心轨迹的拟合方程定义偏差函数并构建插补运动控制器,使其适应不同身高的人体起立;采用基于专家系统的递阶控制策略,使搓洗装置可对洗浴者的背部、臀部和腿部进行个性化搓洗。专家系统的推理机根据数据库中洗浴者人体参数信息、历史知识和实测数据,对搓澡强度进行推理决策。建立了实验样机并进行了试验,试验结果验证了设计方法的可行性。     

上肢康复机器人专利申请分析

本文通过对上肢康复机器人领域专利文献的收集、标引和梳理,对涉及运动自由度、结构设计方式、运动控制方式和驱动方式等上肢康复机器人技术的专利文献的技术拆解,分析了上肢康复机器人专利申请情况。     

新型模块化可重构机器人设计与运动学分析

采用模块化设计思想,设计了一种新型可重构工业机器人.通过对机器人进行结构优化设计,机器人的负载自重比达到1/4.5.机器人各关节模块的结构均相同,大幅减少了设计工作量;关节模块中传动部件均采用通用件,降低了机器人的成本.通过关节模块和手臂模块的组合,可形成多种机器人构型.针对其中一种机器人构型,利用DH法建立了机器人正运动学模型.该构型机器人不符合相邻的3根关节轴线交于一点的条件,利用传统方法很难求得全部逆解,因此提出一种代数法与几何法相结合的新方法,求得该构型机器人逆运动学的完整解析解.机器人运动学分析的正确性通过算例进行了验证,为机器人的运动控制奠定基础.     

基于 Delphi7. 0 的软袋再包装自动码垛装箱系统设计

对软包装物料按类按序码放系统进行了研究。设计制造专用的机械夹手实现了软袋物料的准确抓取,根据识读的物料具体信息,采用全交流伺服电动机驱动的直角坐标机器人组合,实现了软袋物料的按序正确码放。基于运动控制卡和工控机,使用Delphi7.0面向对象高级编程语言,进行了控制系统软件开发。实际试验结果表明,该系统可以实现软袋物料的自动按类按序码放。     

基于单片机的Biped型机器人设计与控制方法研究

本文在分析机器人运动结构与控制方法的基础上,将微型伺服电机应用于机器人的运动控制过程中,设计了一种基于单片机控制的Biped型机器人。重点介绍了该机器人的整体方案、机械结构、伺服电机及其控制系统的设计,并通过后期实验的测试,验证了设计方案的可行性。     

针对机器人柔性负载振动控制的输入整形技术实现方法

在机器人应用中高精度的运动控制是非常重要的,然而当机器人抓持柔性部件运动时,柔性部件自由端不可避免的会产生振动,尤其当机器人末端执行器的运动方向与柔性负载的变形方向相同时,振动更加严重。针对此问题,采用输入整形技术来抑制柔性负载自由端的残余振动,从而实现高速高精度的点到点运动。为设计合理有效的输入整形器,采用基于傅里叶频谱分析和时域分析的模态参数识别算法估计机器人-臂系统的频率和阻尼。随后为了消除整形引起的轮廓误差,提出了一种在笛卡尔空间中沿轨迹方向的整形方法。最后搭建了机器人-柔性臂实验平台,对所述方法进行了验证。实验结果表明该方法不仅将柔性臂自由端的残余振动降低了约90%,而且消除了轮廓误差。     

非金属超声检测仪检定装置控制系统的设计与开发

针对非金属超声检测的结构特点以及对精度的要求,自行研究设计全自动非金属超声检测仪检定装置的控制系统。其控制系统采用了运动控制卡的结构模式,软件设计采用面向对象的程序设计语言C＋＋,利用VC＋＋完成了用户界面的开发。     

柔性关节空间双臂机器人奇异摄动增广鲁棒自适应PD复合控制

为解决载体位姿无控柔性关节空间双臂机器人系统在外部干扰、未知载荷参数影响下关节运动控制问题,提出奇异摄动增广鲁棒自适应PD复合控制方法。以柔性关节空间双臂欠驱动式机器人及关节电机动力学子方程为设计基础,借助柔性补偿奇异摄动技术建立系统奇异摄动修正模型;针对系统外部干扰确界未知、载荷参数未知工况,为柔性关节空间双臂机器人设计由快变状态反馈控制、增广鲁棒自适应PD慢变控制组合而成的复合控制规律。仿真结果证实,所提奇异摄动增广鲁棒自适应PD复合控制方法可有效消除系统关节柔性、未知外部干扰及载荷参数影响,确保空间双臂机器人能精确执行预期关节运动任务。     

I4R并联机器人机构的位置解析和奇异性分析

分析了I4R并联机器人机构的结构组成特点,根据其支链的杆长约束建立了机器人机构的运动参数方程,并推导出封闭形式的位置逆解和正解.其次,基于支链和动平台的力平衡关系得到了机器人机构的力雅克比矩阵,并采用线几何方法对机器人机构的位形奇异性进行了分析,提出了机器人机构支链奇异、平台奇异和主动副运动奇异的判别条件.最后,列举了机器人机构发生支链奇异、动平台奇异和主动副运动奇异的位形示例.研究结果有助于14R机构的参数设计、路径规划及运动控制.     

一种新型六自由度SCARA机器人设计与运动学分析

目的 针对传统四自由度SCARA机器人末端灵活性不足的问题，设计一种新型的六自由度SCARA机器人。方法 首先在传统四自由度SCARA机器人结构特点分析的基础上，通过改进其末端结构以增加机器人的自由度，从而提高其末端的灵活性。然后分别采用D–H参数法与代数法建立该机器人的运动学正解模型与逆解模型。在此基础上，采用对比法在Matlab的Robotics Toolbox工具箱中对该机器人开展仿真分析，验证机器人运动学模型的正确性。最后，基于五次多项式插值算法对机器人开展轨迹规划研究。结果 实验结果显示该机器人的运动轨迹、速度与加速度曲线光滑连续，没有任何断点与突变点。结论 表明该机器人运动平稳，具有良好的运动学性能，从而为后续该机器人的运动控制奠定了良好的基础。