飞机表面清洗机器人的三维实时仿真及其运动控制的实现（英文）

以实验室的五自由度飞机表面清洗机器人为样机,为其搭建一套含三维实时运动仿真的实时控制系统。该系统硬件主要采用CAN卡和Copley的驱动器进行运动控制,软件采用Visual Studio C#对三维软件SolidW orks进行二次开发。利用数据库将运动控制软件和三维仿真软件相结合,实现三维实时仿真。实验表明:该系统在保证精度的前提下,可对机器人下达控制指令的同时通过三维模型反馈其运动的实时位姿,记录其运动数据,从而实现对机器人的实时控制与监控。     

机器人模具抛光三维实体造型及其运动仿真

现有的三维造型一般由AutoCAD和3DSMAX等软件的图形导入而构建，修改复杂，且仿真实时性差。针对模具三维型面的机器人抛光，开发了面向对象的机器人抛光软件，以SCARA机器人抛光模具为例，研究了在Windows2000平台下，采用Visual C 6.0和OpenGL．对机器人及工作场景进行三维实体造型，介绍了DXF格式文件的导入，NC文件的编译，以及机器运动轨迹生成及仿真。其中，机器人及场景的三维模型由所编写的函数直接生成，机器人运动控制代码则通过导入MasterCAM等数控软件绘制的工件图形和NC文件而生成。该系统的特点是具有实时仿真能力，且机器人尺寸及工作场景能在系统环境下随时修改，具有很强的适应性。     

计算机虚拟仿真在机器人教学中的应用

为解决机器人实验教学问题，本文在VisualC 6．0平台上，基于OpenGL，开发了机器人图形仿真系统。对机器人进行了三维实体几何造型，并实现了其空间运动仿真，可再现机器人运动全过程，实现机器人的示教仿真。该机器人仿真系统大大的方便了机器人教学。     

自动焊接生产线上追加的单轴运动控制器的技术实现

以机器人为主体的自动生产线,都需要有足够的柔性,能加工多个对象.在已有机器人控制器配置的基础上,可通过追加一个或多个轴运动控制器来实现机器人自动生产线的柔性.文中介绍了追加的单轴运动控制器的技术实现,详细阐述了利用FPGA技术实现的可变频脉冲发生器.同时给出了仿真结果,表明该设计满足了机器人运动控制系统实时、高速的要求.     

多自由度气动柔性手腕动力学性能实验研究

为辅助手腕功能缺失患者进行康复训练,设计一种气动柔性手腕。该手腕由4根人工肌肉和1个气动球形制动器并联而成,具有2个自由度和2个机动度,能够实现俯仰、横摆运动,且能根据任务需要,实时调节阻尼实现位置保持。该手腕属于气动复合弹性体,其动力学模型十分复杂且不利于实时精准控制。为便于后期手腕的运动控制,对其动力学性能进行实验研究。采用三维运动捕捉系统对不同阻尼情况下,手腕在不同激励信号下的动力学特性进行对比实验,得到了大量动力学性能数据,为后续手腕运动控制及其在相关康复机器人中的应用提供技术支持。     

四足机器人运动分析及控制算法研究

为实现一种液压驱动的四足机器人稳定行走,针对JQRI00四足机器人进行了步态规划,并推导出其运动控制算法。根据前期对四足机器人的结构设计,建立其运动学模型,得到各关节运动的逆运动学分析。根据JQRI00的驱动特点,对其运动控制算法进行研究。并利用ADAMS对机器人进行仿真。仿真及控制系统实验的结果准确合理,表明所研究的步态规划正确可行,控制算法实时有效,为机器人后期的复杂动作控制提供参考。     

基于SolidWorks的管道除垢机器人设计与实现

针对我国燃煤电厂排灰管道结垢状况,设计一种旋转刀具式管道除垢机器人。利用SolidWorks2012建立了该管道机器人三维数字模型,并进行了干涉分析和初步的仿真分析。在三维机械结构模型基础上生成工程图纸,并据此制作了第一代样机实体,搭建了以DSP和单片机为控制核心的运动控制系统,实现了对管道机器人的初期运动控制。     

基于环境吸引域的冗余机器人运动控制与实时位型优化

针对人机共融场景中机器人任务快速变化、紧凑作业空间等导致机器人高性能运动控制困难的问题，提出一种基于环境吸引域的机器人运动控制与实时位型优化方法。为尽可能减小机器人本体的运动区域，采用两组关键点集对机器人本体与人类偏好的机器人作业区域进行抽象化表征，并提出基于点集距离的环境吸引域评价指标；设计笛卡尔空间运动控制器，并构造末端执行器跟踪误差收敛的关节角速度等式约束；结合关节角度、角速度等物理约束，建立基于约束-优化的机器人运动控制与位型优化问题模型。设计递归神经网络对机器人的角速度指令进行实时求解，并证明了系统的稳定性。最后通过四自由度机器人和七自由度Franka Panda机器人的仿真，验证了所提算法在保证机器人末端完成高精度运动控制的同时，能够使机器人的工作区域尽可能收缩到预设区域。     

变位焊接机器人系统的运动建模及分析

研究变位焊接机器人系统的同步协调运动的实现。在SolidWorks2010软件中建立了该机器人系统模型,同时给出了其同步协调运动的算法和实现步骤;以半球面空间螺旋曲线为焊接路径,对机器人与变位机的同步协调运动进行仿真分析,发现焊枪末端能够以较高精度和较好位姿跟踪该焊缝曲线,为变位焊接机器人系统的同步协调运动的实现提供了理论依据。     

一种基于喷涂机器人的自适应运动控制系统研究与应用

为了能够精确控制喷涂机器人的运动轨迹,运用D-H方法进行逆运动学分析,得到了机器人的导航定位解;通过机器人控制中的量程转换、脉冲数转换、运行位置的校验,进行实时监测与反馈控制,提出了机器人自适应运动控制策略。利用stl语言实现了机器人腰部、肩部、肘部的自适应运动控制,从而实现了机器人的精确运行。将该运动控制系统与微机及触摸屏结合,搭建了喷涂机器人数字化、智能化操作平台。将运动控制系统应用于实际生产,验证了机器人运动控制系统的高效性和稳定性,能够很好地适用于喷涂工作。     

基于Internet的弧焊机器人远程运动仿真与控制

首先采用MATIAB建立了弧焊机器人工作空间场景模型，基于Internet实现了机器人的远程运动仿真。在仿真的基础上，采用CORBA-CGI方式实现了弧焊机器人的Internet远程控制。仿真和控制试验结果表明，设计的机器人远程运动控制方案是可行的，它有效地克服了网络时延的问题。为基于Internet的机器人远程运动控制奠定了基础。     

基于CAN总线的分布式数控系统研究与实现

针对目前实时数控系统的发展现状和存在问题,提出了一种基于CAN总线的运动控制平台,该平台由高性能DSP芯片构成的伺服控制模块和嵌入式计算机模块两部分组成.本文介绍了该运动控制平台的分布式控制策略和构建实时数控系统的方法,介绍了其软硬件结构和系统的具体实现过程.该研究成果广泛应用于机器人、高精度数控机床等运动控制系统.     

多机器人柔性焊接的主从协调运动控制系统设计

针对机器人柔性焊接领域,设计实现了一种多机器人主从协调运动控制系统.该系统采用集中控制架构和周期同步位置模式,基于通用的多机器人主从协调运动控制算法,完成从动机器人的协调运动目标矩阵计算,并设计了机器人控制器的主从协调运动控制流程及相应的编程指令集,最后采用4台凯尔达KR1440机器人组成多机器人柔性焊接系统,通过典型主从协调焊接任务的示教编程再现试验,实现了多机器人主从状态的在线切换功能,验证了多机器人主从协调运动控制系统的有效性,为进一步提高机器人焊接系统的柔性水平提供了技术基础.     

基于开放平台的机器人视觉抓取控制系统设计

设计了一个基于开放式运动控制平台的机器人视觉抓取控制系统。该系统将视觉技术与机器人运动控制系统相结合,采用模块化设计,利用TCP/IP网络实时传输实现信息交互,机器人在视觉引导下完成复杂条件下的抓取作业,系统的可靠性、实时性及可扩展性都得到了提高。该系统应用于自主研发的4轴关节式机器人,运行稳定可靠。     

基于Unity3D的焊接机器人虚拟现实仿真技术研究

以一个6自由度关节型焊接机器人为对象,对其进行了虚拟现实仿真技术的研究,提出了一种基于Unity 3D引擎、使用C#语言开发的虚拟现实仿真系统的设计。研究内容包括:三维建模和优化处理、模型及场景的实时加载、人机交互界面的设计、运动仿真、虚拟机器人与实际机器人的运动同步和位姿同步、简单临场感的实现、碰撞检测功能。通过对焊接机器人虚拟现实技术的研究,可以有效降低焊接过程中操作人员的作业风险,对焊接机器人工作过程中的远程监控具有较大的研究意义。     

基于dSPACE的XY运动控制平台的设计

为了研究运动控制平台的动态特性,设计了一个基于dSPACE实时仿真系统的XY运动控制平台,利用MATLAB和dSPACE提供的各种功能模块设计并完成XY运动控制平台需要的包括开关量信号的输入与输出、安全逻辑的实现、控制算法的嵌入、数据采集和分析等功能。该运动控制平台为运动控制算法、伺服优化、系统参数辨识等技术研究提供了基础。     

一种一体化焊接机器人示教控制器的设计

设计了一种能够实现机器人示教编程、空间运动插补运算求解以及机器人运动控制的焊接机器人嵌入式示教控制器。采用UCOSII实时操作系统进行多任务管理,能够同时驱动四个主轴电机和两个附加轴电机运动,基于em Win图形库设计TFT液晶屏的显示功能,实现人机交互。设计基于逐点比较法的空间插补算法,大大降低系统对硬件的要求。最后通过xyz+R四轴焊接机器人实物仿真和MATLAB软件仿真对示教控制器进行模拟测试。测试结果表明,不管是平面轨迹还是空间轨迹,示教控制器都能在简单的操作下得到良好的再现轨迹,误差在1 mm之内。系统稳定性好,成本合理,利于直角焊接机器人的推广应用。     

基于WindowsNT的开放式机器人控制系统

介绍了一种开放式机器人的体系结构，并详细地讨论了系统硬件与软件的设计。系统在硬件上通过一台工业计算机。一块DSP运动控制卡来实现机器人的运动控制；在软件上采用了模块化的结构，为机器人提供人机接口、数据通讯、控制算法解算、多任务作业管理等功能，使机器人能自主地完成各种机械运动和控制工作。     

基于PC的开放式软件运动控制器的研究

文章提出在工业PC上实现开放式软件运动控制器的方案，采用LINUX RTAI实现运动控制的实时任务调度框架，把误差分析、PID控制等关键的运动控制算法设计成可替换的功能函数并向用户开放。通过向软件控制系统注册功能函数的方式，用户可以根据特定的应用领域设计或优化相应的运动控制算法，提高运动控制性能。基于该开放式软件运动控制器框架，设计了采用PID控制算法的软件运动控制器，性能测试结果表明该文提出的这种软件运动控制器在具有良好的开放性的同时可以满足运动控制的实时性．要求。     

AJC重要部件仿真模型的研究

阐述了用三维设计软件CAXA实体设计和商用动力学仿真软件ADAMS联合建立复杂机械系统仿真模型的步骤和注意事项,并应用于AJC重要部件的动力学仿真,对该部件的运动过程采用样条函数对未知控制力矩进行采样,实现了该部件的控制运动,为液压控制作准备,对构建一个可分析的较完整的虚拟样机系统有一定的参考价值.