一个任务导向的装配机器人多传感器系统方法

本文介绍了一个用于装配机器人的多传感器系统的设计思想和实现方案.提出了在装配任务导向下的监测任务规划模型,讨论了多物理传感器信息融合方法,多目标三层次感知信息决策模型,以及相应的实现系统层次结构.目的是在目标级上实现装配机器人系统的动态闭环.     

机器人装配作业控制技术

机器人装配作业是机器人应用的一个重要领域，装配机器人作为自动化技术，机构学，传感器技术，材料科学，信息处理等多学科综合而成为机器人研究的热点。对于扩大机器人的应用领域，其适应性极其重要。本文简要地介绍了装配机器人结构及其工作原理以及装配机器人被动适从和主动适从的实现问题，详细地介绍了机器人装配作业控制中的动力学问题以及不确定性问题，最后指出了装配机器人控制的努力方向。     

基于双路单目视觉的多轴孔机器人快速精密装配

针对直插件多轴孔并行装配时引脚一致性差,装配成功率低的问题,设计开发了一种结合稳定精确轴孔视觉定位算法和高效机器人视觉引导插装技术的直插式元件多轴孔精密装配系统。首先,离线标定轴心与孔心定位相机,并确定其与机器人之间的位姿关系;其次,结合CAD模型采用基于约束的随机抽样一致(random sample consensus, RANSAC)椭圆拟合算法精确定位轴孔中心;然后,开发了以多轴孔中心为定位锚点,以多轴孔平均角度偏差为旋转依据的插装引导算法,通过预测多轴孔装配间隙指导调配,提高插装成功率。最后,以图像差分算法检测装配结果,把控装配质量。实验数据表明,系统具备定位装配精度高、速度快、装配成功率高的优点,可实现单元件总体检测时间小于100 ms,单轴最终装配误差小于±0.3 mm,装配成功率大于98%的目标。     

机器人力控制器的鲁棒性设计及其在装配作业中的应用

当机器人与外界环境发生接触时,接触刚度等不确定性因素对机器人力控制系统的稳定性有很大影响。为了解决这个问题,本文根据变结构控制理论设计了一个机器人力控制器,并提出了一种旋转滑动平面的自适应算法,以加快系统状态的收敛速度和保证收敛过程的鲁棒性。装配实验结果表明,利用本文的方法所设计的机器人力控制器对接触刚度的变化具有很好的鲁棒性。     

机器人装配作业静力特性研究

本文主要分析在保持机器人稳态平衡状态下,在作业过程中.作用于机器人各主动关节上的力和力矩.以此作为确定机器人各主动关节动力元件与控制元件的依据.为使机器人智能化.还可依此在各主动关节上配置所需的传感器.它是保证准确可靠装配作业的重要因素.     

精密1号装配机器人控制系统的设计与实现

精密１号机器人是国家８６３计划智能机器人主题立项研制的一台ＳＣＡＲＡ结构的４轴装配机器人．它采用直接驱动技术,具有较高的运动速度和定位精度,配有高性能的视觉和力觉传感器．本文介绍了精密１号装配机器人控制系统的体系结构、设计思想和功能特点．精密１号机器人控制系统以Ｉｎｔｅｌ公司的ｉＳＢＣ３８６／１２系列计算机和ｉＲＭＸⅢ实时多任务操作系统为基础,采用上、下两级分布式计算机结构．控制系统除具有一般的机器人控制器的功能外,还具有用户多任务编程、可基于视觉和力觉传感器信息控制、离线编程和图形动画仿真等特性．应用这个系统控制精密１号机器人进行了装配作业的实验     

机器人主动装配作业的人工神经网络系统

本文在对机器人销孔装配过程销的装配力与位姿关系实验分析的基础上,设计了机器人主动装配作业的人工神经网络系统．     

An Assembly Process Modeling and Analysis for Robotic Multiple Peg-in-hole

In this paper, the geometric analyses and force/moment analyses of three-dimensional multiple-peg insertions are presented. First, the geometric features of three-dimensional assembly objects are represented by two elements. The geometric conditions for each contact state are derived with the transformation matrix. Second, the contact forces are described by the screw theory in three dimensions. The small motions of the peg around the contact points (the small motion rules) are improved, so the redundant problem can be overcome and the magnitude of the contact force can be obtained. Third, the maximum angle's steepest descent algorithm is proposed to infer the motion direction. Based on the analyses, a simulation program and an experiment of a triple peg-in-hole insertion are presented. The results show that the methods above are effective in finishing the triple peg-in-hole assembly task.     

机器人红外接近觉、光纤触觉和握力觉传感器

设计和研制了红外接近党传感器以探测物体的存在；设计和研制了机器人触须探测物体的触觉和模拟机械爪抓取物体的握力觉传感器。单片机系统控制传感器数据采集和初步判断，为机器人控制和驱动提供感觉信息。     

A Real-Time, Hierarchical, Sensor-Based Robotic System Architecture

A robotic system architecture is presented and its real-time performance, when used to control a robotic gripper system for deformation-free handling of limp material, is evaluated. A major problem to be overcome has been the integrability and compatibility issues between various components of the developed system. The software and hardware protocols and interfaces developed to control and coordinate the subsystem operations and interactions are presented. The performance of the developed real-time, hierarchical, sensor-based robotic system architecture is found to meet and satisfy a set of system operational constraints and demands as dictated by the industry.     

人字齿轮的参数化精确建模方法与虚拟装配

在常规齿轮建模中存在着渐开线和齿根过渡圆弧曲线精度不足以及装配误差容易造成干涉的问题,从加工齿轮的角度,以三维建模软件Pro/E为平台,采用参数化建模方法,对人字齿轮零件进行建模,并结合虚拟装配技术和Pro/E中的装配模块来完成零件的虚拟装配,建立相应两个人字齿轮的装配模型.通过在有限元计算和动力学分析中应用,其结果表明建模方法建立的模型精度相对较高,装配方法能有效的消除轮齿干涉,对提高有限元分析、机构运动分析、动力学分析的准确度奠定了基础.     

虚拟装配技术的研究综述

对虚拟装配技术的研究状况进行了全面的综述和分析。根据实现功能和目的不同,将虚拟装配分为四类。从虚拟装配环境、虚拟装配关键技术及虚拟装配应用系统三个方面,对虚拟装配技术的研究内容进行了分析和综述。探讨了传统虚拟装配环境的优势与不足,研究了二种新型的虚拟装配环境。总结了虚拟装配中各关键技术的研究和应用概况,重点分析了其中的装配建模、约束定位、工艺规划三种技术。介绍了四种典型的虚拟装配应用系统。最后,最后指出了目前系统开发和应用方面存在的主要问题和不足。     

机器人课程建设探索和思考

阐述机器人课程建设的意义。通过对课程进行定位、调研和分析,结合首都师范大学智能科学与技术专业的发展特色,从教学内容、教学手段、考核方法等方面分析和总结机器人课程的建设情况。实践表明,机器人课程充分体现了智能科学与技术专业的核心特色,受到学生的广泛欢迎。     

Robust Motion Control for Robotic Assembly Tasks using Variable Structure Control Scheme

The success of robot assembly tasks depends heavily on its ability to handle the interactions which take place between the parts being assembled. In this paper, a robust motion-control method is presented for robot manipulators performing assembly tasks in the presence of dynamic constraints from the environment. Using variable structure model reaching control concept, the control objectives is first formulated as a performance model in the task space. A dynamic compensator is then introduced to form the switching function such that the sliding-mode matches the desired model. A simple variable structure control law is suggested to force the system to reach and stay on the sliding mode so that the specified model is achieved.The proposed method is applied to control the prismatic joint of a selective compliance assembly robot-arm type robot for the insertion of printed circuit board into an edge connector socket. Various amounts of interaction forces are generated during the operation. Experimental and simulation results demonstrated the performance of the variable structure model reaching control approach. In comparison, it is shown that the popular position controllers such as proportional plus derivative control and proportional plus derivative with model-based feedforward control are not suitable for achieving good trajectory tracking accuracy in assembly tasks which experience potential interaction force.     

Robotic clicker training

In this paper, we want to propose the idea that some techniques used for animal training might be helpful for solving human–robot interaction problems in the context of entertainment robotics. We present a model for teaching complex actions to an animal-like autonomous robot based on “clicker training”, a method used efficiently by professional trainers for animals of different species. After describing our implementation of clicker training on an enhanced version of AIBO, Sony’s four-legged robot, we argue that this new method can be a promising technique for teaching unusual behavior and sequences of actions to a pet robot.     

机器人六维力传感器研究概况及发展预测

随着机器人技术的飞速发展，机器人六维力的传感器越来越多的得到广泛的应用。本文对机器人六维力传感器的研究概况及影响因素作了简要概述，并对未来机器人六维力传感器的发展方向作了预测。     

用于虚拟拆装的力反馈方法

研究虚拟拆装系统中,为增强用户的沉浸感,会引入力反馈设备,但目前力反馈设备价格昂贵,同时力反馈算法也不成熟导致了力反馈的引入无法商用和推广。使用力反馈操纵杆作为力反馈设备,对虚拟拆装中常见的结构约束关系进行分析,并对约束关系变化产生的力反馈进行建模和实验实现。结果表明在精度要求不高的拆装场合,力反馈方法能够给操作人员带来直观、真实的力觉操纵感受,同时由于力反馈操纵杆价格低廉,适于推广使用。