工业机器人的工作空间综合

根据机器人工作位姿要求确定其自由度数，关节类型及排列，杆件尺寸，关节运动范围，机器人的位置等过程称为机器人的工作空间综合过程，本文侧重对已知的机器人结构提出了进行工作空间综合的优化方法。     

空间机器人的遥操作

本文介绍了美国、日本和欧洲等主要空间大国空间机器人的应用情况,总结了空间机器人遥操作的发展过程及特点,时延对空间机器人遥操作的影响和空间机器人遥操作的主要方式,展望了我国空间机器人遥操作的发展前景。     

力觉临场感遥操作系统的研究进展

力觉临场感遥操作机器人系统是一种新型的机器人控制系统，目前研究中系统存在的控制通信时延是严重影响系统的操作性能，甚至使系统不稳定的主要原因之一，当利用Internet网络传输信号时，时延是时变的，不确定的，对系统的影响更为明显，因此意在介绍国内外力觉临场感遥操作机器人系统的发展状况以及在克服时延对系统影响方面所取得的最新研究进展，同时指出研究中存在的问题，及对进一步研究提出一些看法。     

遥操作机器人系统软件组织体系结构

本文立足于分布式系统的组织方式,讨论机器人遥操作中的软件组织体系结构的问题.文中将给出若干具有代表性的可行软件组织方案,并对其各自特性进行分析,这对于构建和改进机器人遥操作系统有指导和参考价值.     

自由飞行空间机器人系统的协调运动控制

考虑由载体和机械臂组成的空间机器人系统的协调控制问题,提出了一种新的协调控制策略.该策略首先利用简单的变结构控制器粗略控制载体的运动,进而设计机械臂控制器以保证手端精确跟踪其期望的运动轨迹.应用该策略分别对手端自由运动和受限运动设计了相应的控制器,并对两杆平面空间机器人系统进行了仿真,证实了控制策略的有效性.     

空间机器人遥操作预测仿真系统研究

针对通讯信号在天地传输过程中产生的较大时延导致对空间机器人的遥操作产生巨大困难,提出了通过虚拟现实技术对遥操作结果进行预测仿真.以规避传输时延影响的方法,并通过虚拟夹具技术降低操作复杂度;通过基于时间戳的修正策略以确保预测结果的准确性;针对具体任务环境提出了九点碰撞检测算法以提高系统运行效率.进行了多次与实物相结合的实验,实验结果表明,该系统运行快速、预测准确,可以有效地规避大时延天地传输带来的弊端,帮助地面操作员完成空间机器人的遥操作.     

自由飞行空间机器人系统的协调运动控制

考虑由载体和机械臂组成的空间机器人系统的协调控制问题，提出了一种新的协调控制策略.该策略首先利用简单的变结构控制器粗略控制载体的运动，进而设计机械臂控制器以保证手端精确跟踪其期望的运动轨迹.应用该策略分别对手端自由运动和受限运动设计了相应的控制器，并对两杆平面空间机器人系统进行了仿真，证实了控制策略的有效性.     

基于Web的机器人遥操作

目前,在基于Internet的遥操作中普遍存在着大时延和有限带宽的问题,严重降低了系统的稳定性与安全性。遥编程技术的提出为这些问题的解决开辟了一条很有希望的道路。应用这一技术,实现了一个基于Web的机器人遥操作实验系统。     

空间机器人遥操作控制系统研究

本文针对空间机器人工作环境特殊性要求,基于无源性理论提出了一种适用于变时延的力反馈双边控制系统,利用PD+d控制器有效补偿了由操作者和从端环境带来的干扰。运用李雅普诺夫函数对系统的稳定性能进行分析,并利用仿真实验验证了系统的透明性和跟踪性。此外,本文所提出的稳定性判别方法,经改进后也可应用于其他控制方案的稳定性分析。     

工业焊接机器人安全控制器的设计与实现

针对工业焊接机器人作业过程中存在的安全隐患,完成了安全控制器的需求分析,并设计机器人的安全保护策略。所设计的独立的安全控制器,能够监控机器人运行参数、系统错误,预测可能的风险并及时执行断电保护动作,从而确保机器人安全运行。     

基于ABB机器人的遥操作控制系统设计

工业机器人传统的编程与控制方式受距离空间限制,不便对机器人进行远程控制、控制不灵活。针对工业机器人的远程控制进行了研究,设计了基于ABB工业机器人的遥操作控制系统。在本地上位机上设计操作者界面,实现本地和远程程序的变量同步,以TCP/IP协议与ABB机器人控制柜通信,直接通过以太网对远程端的机器人进行控制和管理。在仿真和实验中,通过分析机器人对上位机给定轨迹的跟踪效果验证了系统的有效性。仿真和实验结果表明该系统能对远程ABB机器人进行有效的控制,可以让机器人代替人在恶劣的工作环境中作业,并提高工业生产效率。     

基于MDL的机器人网络遥操作系统控制方法

为了降低遥操作系统对网络带宽的需求,实现系统中计算、通信等功能的合理划分,提出了基于运动描述语言（MDL）的机器人网络遥操作系统控制方法．利用机器人运动轨迹正交分解的方法得到了运动基元模型中的开环与闭环控制参数,保证了MDL的描述能力,并针对遥操作抓取任务定义了4类运动基元．以Phantom Omni为主端控制器、Motoman 6自由度机器人为被控对象建立了基于网络的机器人遥操作系统,并针对直接控制方法和基于MDL的控制方法进行了对比实验,实验结果验证了该方法的可行性与有效性．     

面向亚毫米级微粒的遥操作系统设计

本文介绍了适用于微靶装配的遥操作机器人系统及其关键技术,包括对亚毫米级微粒物体进行微操作的真空吸附装置的工作原理、构成和控制;适合于微靶装配要求的高精度机械手的运动控制;以及基于网络的遥操作技术等．     

Analytic generation of workspace using the robot kinematics

When designing workplaces, controls should be placed within the reach of an operator's arm or foot for guaranteeing effective performance. In designing a workplace which must cater to a wide range of operator size, it might be sufficient to plan only for the ‘average person’. Static arm reach measurements which are taken in conventional, standardized positions provide necessary information, but they cannot be applied to dynamic situations directly. To obtain reach envelope or workspace of the human body not by direct measurement but by analytic generation, data on range of joint motion(ROM) are required as an input. The purposes of this research are to measure the range of motion of two degrees of freedom for Korean young males, and to propose an approximate algorithm to generate the workspace of the human body including foot and trunk motion, in which joint mobility of two degrees of freedom motion are considered. The robot kinematics was employed to represent the human body as a multi-link system.     

VR-Based Teleoperation for Robot Compliance Control

Robots governed by remote human operators are excellent candidates for work in hazardous or uncertain environments such as nuclear plants or outer space. For successful teleoperation, it is important to let the operator feel physically present at the remote site. When the telerobotic system is used to execute compliance tasks in which simultaneous control of both position and force may be demanded and inevitable contact with environments is encountered, information about the interactions between the robot manipulator and the environment are especially crucial for the operator to make proper decisions. This paper proposes a VR-based telerobotic system for such compliance tasks. The proposed system provides both visual and haptic information. A local intelligence controller, capable of surface tracking and force regulation, is equipped on the robot manipulator to tackle the time-delay problem usually present in teleoperation and to share control load with the operator. The proposed telerobotic system is developed in a virtual environment due to recent gains in the capabilities and popularity of virtual reality to generate realistic telepresence. Experiments based on the surface-tracking and peg-in-hole compliance tasks demonstrate the effectiveness of the proposed system.     

机器人灵活工作空间的边界分析

机器人灵活工作空间的分析是机器人运动学至今没有解决的一个问题.由于机器人在灵活工作空间中工作不会受到本身机构对它的限制.所以,机器人灵活工作空间的大小对于提高机器人的操作性能就显得格外重要.本文旨在解决机器人灵活工作空间边界的计算问题.首先.它分析了灵活工作空间边界的性质;其次,用一种新的方法——网络跟踪法确定了灵活工作空间在横截面内的边界;最后.提出了灵活工作空间端边界的求解方法.     

互联网上机器人的遙控理论与方法综述

给出了系统的研究模型,指出系统控制和设计必须考虑的3个关键问题:稳定性、透明性和时延处理.阐述了4个主要的稳定性分析方法:Lyapunov稳定性、输入输出稳定性、无源稳定性和基于事件的稳定性,总结了这些方法的优势和局限性.接着,给出了几种主要的控制策略,指出了现有控制方法的优缺点.最后,提出了进一步的主要研究方向.     

Application of Model Reference Adaptive Control to Industrial Robot Impedance Control

The paper deals with the application of model reference adaptive control to robot impedance control, which is actually a technique of steering the end-effector on a prescribed path and satisfying a prescribed dynamic relationship between the force and the end-effector position. Due to unknown parameters of the environment (stiffness, exact position), a model reference algorithm is proposed which differs from classical algorithms in its method of excitation. The results of the proposed procedure are illustrated by implementation on the ASEA IRb 6 industrial robot.     

预估控制下的实时网络遥操作移动机器人

构建了能使操作者通过Internet远程实时控制的移动机器人系统．为了补偿网络时延和抵消其对遥操作系统的影响,基于我们以前提出的改进型Smith预估器原理,采用了预估控制策略．为了保证系统稳定性和透明性,基于主从端的传感器信息交换,设计了一个动态模型管理器,其中模型和力反馈误差调节通过模糊控制实现．除了力反馈外,为了增强遥操作的实时性,引入了预估的虚拟显示．为了精确地预测网络时延,提出了一个新颖的时钟同步算法．为了降低时延抖动,结合我们提出的两个算法,实现了数据缓冲策略．最后,通过长距离的网络遥操作实验验证了系统和控制策略的实用性和有效性．     

同步回转手

本文提出了一种新型的机械手手部结构——同步回转手。它不需要开闭空间即能自锁夹紧。