核电站履带式开门机器人运动规划

在开启核电站内带有闭门器的防火门时,需要机器人始终抓握门把手运动,而机器人使用的履带式移动载体精度偏低,其运动误差会带来较大的作用力,威胁机器人安全。针对这一问题,提出一种移动载体和机械臂同步运动的开门作业运动规划,令移动载体保持匀速直线运动,通过控制机械臂尽量少的关节转动来带动门打开,同时令一个关节自由运动以跟随门的旋转姿态。该方法能够降低运动误差,减小机器人与门的接触力和机械臂关节力矩,提高误差容忍度。     

输电线路巡检机器人越障控制研究

介绍了超高压输电线路巡检机器人越障控制方法。根据巡检作业任务的要求，采用遥控与局部自主控制相结合的方法,实现了巡检机器人沿线行走及跨越障碍的功能。采用基于单目摄像头定位和视觉伺服的方法，实现了巡检机器人的自主越障控制。实验结果表明，该机器人可沿线行走并自主跨越障碍，从而验证了控制系统设计的有效性与合理性。     

基于视觉定位与轨迹规划的机器人打磨工作站

针对铸件打磨过程中的毛坯件定位困难、打磨轨迹示教工作繁琐等问题,结合工业机器人与机器视觉技术,设计并实现了从上件到打磨的机器人打磨工作站.首先,在有环境光干扰的情况下,使用模板匹配实现对毛坯工件的机器人定位引导与抓取上料工作.然后,使用边缘提取与轮廓拟合技术,在屏蔽微小毛刺干扰的情况下,完成了工件轮廓的位置测量与工件表面主要毛刺位置的判断.在此基础上,提出网格法实现了对工件表面主要毛刺的检测,并结合机器人的坐标转化方法,完成了机器人离线打磨轨迹的规划.系统完成了打磨过程中上料、打磨、下料全过程的自动化作业.实验数据表明,机器人打磨工作站具备上件抓取精度高,打磨工件质量一致性好等优点,并可替代3～4名人工实现打磨作业.     

六自由度工业机器人末端定位误差参数辨识与实验研究

为了提高六自由度工业机器人绝对定位精度,对工业机器人进行了运动学建模,并建立了基于MD-H参数误差的机器人末端定位误差辨识模型,应用激光跟踪仪测量系统采集样本点数据,应用基于奇异值分解的最小二乘法求解辨识模型,以获得几何参数误差,并根据辨识出的误差对机器人末端定位精度进行补偿,实验结果表明,经过辨识和补偿后,工业机器人绝对定位精度得到明显提高,可为后续复杂作业的离线编程与作业规划打下基础。     

门把手抛光机器人工作站设计

在对门把手抛光加工工艺分析及对抛光加工进行轨迹设计的基础上,对门把手抛光机器人工作站进行总体设计,同时设计了门把手自动抛光用的专用夹具、砂带机及砂轮机,完成了门把手抛光机器人工作站用工业机器人的选型,解决了实现门把手工人手动抛光到机器人自动抛光的技术难题。     

机器人零位参数辨识及标定应用研究

针对机器人定位误差问题,分析了机器人零位辨识法和几何法的算法原理,在已有零位标定方法的基础上提出了一种新的零位标定方法。基于双轴倾角传感器进行了倾角测量,通过仪器的两次安装和对机器人的简便操作后,完成了整个零位标定过程;给出了新标定方法所涉及的参考零位和2轴零位获取方法及3～6轴零位辨识方法两大关键问题的理论依据,对辨识过程进行了仿真,并对新的标定方法进行了实验验证。实验结果表明:所提出的零位标定方法可大幅降低机器人的定位误差,基于本方法进行零位标定具有设备部署方便、成本低和流程简便等优点,值得在工程应用上进行推广。     

数据中心智能巡检机器人管理平台自主控制方法

巡检机器人在大数据扰动下存在控制精度不高的问题,为了提高数据中心智能巡检机器人管理和自主控制能力,提出基于多传感参数辨识和模糊控制的数据中心智能巡检机器人管理平台自主控制方法。在不同载荷质量参数下采集并组合机器人的耦合系数刚度、主臂运动意图等信息,得到结构参数融合函数,建立智能巡检机器人管理平台的参数优化解析模型,结合模糊PID控制方法进行智能巡检机器人的参数调节,构建误差反馈控制进行智能巡检机器人的参数修正,在数据中心根据信息融合结果获得载荷的质量参数,实现对巡检机器人管理平台自主控制。仿真结果表明,采用该方法进行巡检机器人管理平台控制的智能性较好,参数辨识能力较强,提高了机器人控制的稳定性和精度。     

基于单目视觉的移动机械臂抓取作业方法研究

针对移动机械臂自主抓取作业过程中目标识别慢、作业精度低的问题,对基于单目视觉的目标识别与定位算法以及机器人作业精度提高方法展开了研究。以全向移动平台、工业机器人和单目相机等硬件为基础构建了一套移动机械臂抓取作业系统;对单目视觉模板匹配法进行了归纳,采用基于随机树分类的特征点匹配算法对目标进行快速准确地识别与定位;完成了相机内参数标定和机器人手眼位姿标定,分析了手眼位姿与抓取位姿的关系,提出了一种修正手眼位姿的抓取误差补偿方法,减小手眼标定误差对抓取误差的影响,最后进行了移动机械臂的抓取/放置实验。研究结果表明:采用上述方法能够快速准确识别目标,有效减小作业误差,并达到较高的作业精度。     

高压输电线路带电检修机器人的研制

成功研制了国内首台可重构的输电线路带电检修机器人"Dream-Ⅰ",具有在导线上自主行走及准确定位功能。首先描述了机器人的作业任务及对象,然后设计了机器人通用平台、绝缘子更换末端及引流板螺栓紧固末端,给出了机器人的控制系统,并对机器人的作业规划进行了仿真分析,最后完成了在高压大厅的电场耐压试验和实际线路上的上线试验及试用。实验结果表明,机器人通过更换机械手末端,能带电完成悬式绝缘子更换及引流板螺栓紧固两大作业任务。     

架空输电线路巡检机器人越障轨迹研究

提出了一种新的高压输电线路机器人越障轨迹的规划以及配合此轨迹所使用的空间定位方法,分析了轨迹规划的依据,阐述了机器人通过采用这种越障轨迹能够完成翻越防震锤的自主行走。实验结果证明该方法对于机器人的越障过程是有效的。