双臂机器人轴孔装配的分级控制

设计了双臂协调进行轴孔装配的分级控制器。该控制器由管理级和执行级组成,管理级在进行主臂的期望运动路径规划的同时,根据采样到的主臂信息,对从臂进行期望关节运动角的递推,而执行级只需执行管理级输出的期望值。执行级的控制方式与普通单臂机器人控制方式一样。仿真结果表明所设计的分级控制器能顺利完成双臂的协调轴孔装配作业。     

机器人多轴孔变形装配分析设计

以电机套筒压入旋动球体的三轴孔插入多面约束变形装配为例 ,进行多轴孔装配方案设计、装配过程分析。根据装配件的结构特性 ,采用一种新装配方法 -在特殊机构三导杆上完成装配动作 ,设计了多轴孔装配机 ,并说明了其结构和动作 ,对推动机器人复杂装配的发展起到一定作用     

轴孔装配作业机器人力控制系统设计

机器人装配作业是实现自动化生产的基本要求,在智能制造生产线中占有十分重要的地位。文中提出了一种基于力控制的工业机器人装配系统,它由机器人本体、六维力传感器、自主设计的控制系统组成。本系统中利用六维力传感器采集机器人末端受到的外力/力矩,将采集的数据进行滤波、重力补偿处理后,通过导纳控制策略控制机器人关节运动,从而调整机器人末端的姿态,实现轴孔的柔顺自动装配。文中详细阐述了系统的硬件组成原理和基于导纳控制的软件控制策略。以孔轴配合φ25H7/g6的零件为例,进行了实际装配作业试验,试验结果证明,系统能够完成孔轴配合为φ25H7/g6零件的装配作业,达到了预期效果。     

一种用于多轴孔装配的机器人系统研究

针对生产实践中的特殊零件．对机器人总体设计并联手腕设计、在线无接触测量、西门子专用数控系统的二次开发等进行了研究。该机器人基于视觉装配．失用主动柔顺的方法保证零件之间的正确装配关系，有效地提高了装配质量和减少了对人工技能的依赖。     

基子视觉装配的专用机器人系统研究

针对多轴孔类的零件，为提高装配质量和减少对人工技能的依赖，设计制造了基于视觉装配、采用主动柔顺的方法保证零件之间正确装配关系的专用机器人系统，并对该机器人的总体设计、并联手腕设计、在线无接触测量、西门子专用数控系统的二次开发等研究进行了介绍。     

基于SARSA算法的机器人轴孔装配策略

为解决机器人装配任务中轴孔位姿不确定问题,提高装配操作的成功率、效率和泛化能力,提出一种基于SARSA算法的变参数导纳控制策略。首先,分析了轴孔装配机理,指导运动控制策略设计。其次,仿真分析了不同导纳参数的位置响应,获得控制器参数。此外,建立了以插孔深度和单次调整移动量为尺度的动作评估机制,解决装配过程奖励函数建模难题,并在动作价值更新过程引入资格迹函数提高算法学习效率。最后,在真实机器人上开展了3组实验,对比基于位置控制和导纳控制的实验结果验证了所提算法在装配成功率和效率上的提升,从不同初始位姿开始装配的实验结果验证了所提算法的泛化能力。结果表明,所提算法有望解决机器人装配任务中轴孔位姿不确定问题。     

双臂机器人轴孔装配的运动学关系分析

研究了双臂进行轴孔装配的运动学约束关系。双臂协调作业的关键,在于根据作业要求确定双臂运动的约束关系。结合轴孔装配的特点,推导了主从臂在位置、方位、关节速度和关节加速度上的完整约束,由主臂的运动变量来规划从臂的运动变量。仿真结果表明所建立的约束关系,能确保轴孔装配的顺利完成。     

基于工业机器人与机器视觉的多路阀自动装配

多路阀是重型机械中液压控制系统的核心控制部件,它决定了系统控制方式、液体流动方向及流动压力。为了提高生产效率与良品率,设计了一种基于工业机器人与机器视觉的多路阀自动装配系统,该系统由电气控制及视觉检测两大模块组成。系统先通过机器视觉对阀块进行型号识别,然后根据不同的型号控制机器人及机械部分执行对应的装配动作,最后结合机器视觉实现对多路阀装配件装配质量的评估,确保产品合格。实验表明,该系统能在工业现场中快速进行高质量的多路阀自动装配,有效地提高了企业产能。     

轴孔自动视觉装配中孔系工件高精度定位检测算法研究

针对多轴孔配合零件的自动装配问题,利用搭建的视觉装配系统,提出了一种适合多轴孔零件装配的孔系零件图像处理方法。该方法通过设计新颖的特征处理算法,利用检测孔系零件装配孔心的位置来确定孔系工件的位置,提高了零件的快速装配过程和精度,减少了由于装配定位失误而对装配工件造成的表面损害现象,可以用于实际的自动化装配过程。     

装配机器人视觉定位系统的研究

建立视觉定位系统,用于工业机器人对工件的精确定位,从而引导机器人完成精确的装配动作。介绍了此装配机器人的系统结构并着重分析了视觉定位系统,推导了摄像机参数标定算法公式,并用Matlab标定工具箱求解,重点分析推导了工件圆心的定位算法。在有无视觉定位系统的两种情况下,对工件同一装配位的到位情况做重复性试验。实际应用证明工业机器人与视觉定位系统相互协作的模式是可行和稳定的,能满足工业现场对装配精度的要求。     

具有视觉和力觉反馈的虚拟装配

在虚拟装配中，要使人们对装配对象和装配环境获得全面、逼真、自然的认识，除了视觉信息外，还应提供触觉、力觉等信息。在实现人与虚拟环境之间的视觉和力觉交互方面进行了初步尝试，通过建立虚拟对象的仿真模型和虚拟与现实世界之间的交互模型，利用常见的商用软件构造了虚拟装配环境和虚拟装配对象，研制和开发了二维力觉交互装置——力反馈鼠标，并通过实例进行了人与虚拟环境之间视觉和力觉交互的验证实验。     

Comparison of the feedback source between shaft displacement and load variation in controlled bearings

There has been much research into improving the characteristics of an externally pressurized thrust bearing and this has used two methods: a flow control device and sensing mechanisms. This report uses the latter method and deals with an externally pressurized thrust gas bearing which has a variable flow control device controlled by two signals. One source of signal is shaft displacement and the other is load variation. The results predict that a bearing controlled by load variation has a much higher performance than that controlled by shaft displacement. In the experiment a bearing which feeds back load variation showed a high performance for shaft displacement over a wide range of frequencies.     

视觉与力觉结合的卫星部件机器人装配

针对卫星特殊部件的装配需求,为了使机器人具有适用不同工况的柔性并在卫星多变的装配工况中获得较高的应用效率,本文研究视觉引导与力反馈控制下的机器人装配技术,给出一种视觉与力觉结合的机器人装配方案:在装配孔位安装辅助销钉,通过视觉引导将部件引导至销钉的锥面导向范围内,而后在销钉导向下对机器人采用力反馈控制,实现工件的准确装配到位。采用红外相机结合合作靶标的方式实现稳定地视觉识别与目标定位,设计了探针式测量工具,并给出测量方法,实现了目标点位的柔性便捷测量。给出了一种已知空间对应点对条件下,求位姿变换矩阵及机器人目标位姿的计算方法。采用力/位混合控制方法实现柔顺销钉导向控制。实验结果表明:装配对应孔位的测量匹配误差在2.9 mm以内,机器人在视觉引导下,可以将工件运送至销钉的导向范围内,并在销钉导向及力反馈控制下将工件准确装配到位,力控制阈值为30 N。证明了本文所采用的技术可以满足卫星部件装配的工程实施要求。     

一种数控力/位置控制半实物仿真系统的构建

针对数控系统的力位置控制实现难度大、参数调整复杂的问题,研究了一种基于Quanser Q8卡和Si mulink的半实物仿真系统。以X-Y-Z三轴运动平台为对象,对该系统中软硬件的具体构成进行了设计。通过以Z轴的恒接触力控制为目标,在Si mulink软件中设计了含有位置环和力环的控制器,给出了实际仿真曲线。结果表明,该系统控制器设计合理,参数调整简单,控制效果观察直观。     

面向触觉力反馈的可穿戴柔性执行器研究现状

随着最新一代电子产业在可穿戴性、轻便性、舒适性等方面的需求,近年来基于柔性电子材料的执行器设计制造技术已成为商业消费电子和科研领域关注的热点。柔性执行器由柔性材料加工制作,与刚性执行器相比具有更优的轻薄性、柔韧性和适形性,在可穿戴设备的触觉力反馈中可对皮肤产生多种深浅、节拍和加速度可控的多点作用力,协同产生捏、按、拉等触觉行为,并且整体装置轻巧便捷。分类综述针对触觉力反馈的柔性执行器技术,从主体材料和驱动原理两方面对柔性执行器的工作机制和优缺点进行总结,分析了柔性执行器在虚拟现实、教育培训、医疗辅助等领域的应用情况和潜在价值。对用于实现触觉力反馈的柔性执行器的问题和研究难点进行了总结,并得出设计出安全、舒适、美观、安静等性能优良的柔性执行器是促进未来人机交互的研究突破点。     

Modal space vibration control of a beam by using the feedforward and feedback control loops

This paper introduces a vibration control method for a flexible beam subjected to arbitrary, unmeasurable disturbance forces. The concept of independent modal space control is adopted. Here, we choose the modal filters as the state estimator to obtain the modal coordinates and modal velocities for the modal space control. Because of the existence of the disturbance forces, applying only the state feedback to suppress the vibration usually cannot achieve the desired control performance. The modal space feedforward control is then introduced to cancel out the disturbance forces. In this paper, the feedforward and feedback control method is implemented to reduce the beam vibration. The disturbance force observer is established to observe the disturbance modal forces for the feedforward control. The control gains are derived from the extended optimal control algorithm, where the disturbance modal forces are treated as exogenous state variables. By combining the feedback, feedforward control laws and the disturbance force observer together, the vibration control performances are discussed.     

ISP技术及其器件在伺服系统位置反馈中的应用

介绍了在系统可纺织（ISP）技术及其器件的特点,并用ispLSI1048E成功设计了伺服系统的位置反馈模块,提高了电路的逻辑特性和电气特性,对于提高整个数控系统的加工精度物可靠性,具有实用价值。     

适用于力反馈的圆筒式磁流变液执行器的设计

力/触觉反馈是虚拟现实交互技术中一种重要的交互形式。磁流变液执行器是最具发展潜力的力/触觉反馈装置。提出了一种适用于手指力反馈的便携式圆筒磁流变液执行器的设计方法,导出了基于B ingham塑性模型的阻力矩公式,分析了磁流变液特性和执行器结构参数对阻力矩的影响,并通过有限元分析进行优化设计,执行器的直径为31 mm,高度为38 mm,重200 g。实验测定了阻力矩和输入电流之间的关系,并采用二次多项式拟合。输入电流为0.6 A时,执行器产生的阻力矩为255 N.mm,结果表明,该执行器产生的阻力矩足以阻止手指抓取虚拟物体。     

压力反馈控制液压夯拔装置

对压力反馈控制液压夯拔装置的性能和机理进行了分析，提出了针对立柱阻力适时调节系统的冲击压力，可实现冲击能和冲击频率的独立无级调节。     

Real-time tracking control of electro-hydraulic force servo systems using offline feedback control and adaptive control

This paper focuses on an application of an electro-hydraulic force tracking controller combined with an offline designed feedback controller (ODFC) and an online adaptive compensator in order to improve force tracking performance of an electro-hydraulic force servo system (EHFS). A proportional-integral controller has been employed and a parameter-based force closed-loop transfer function of the EHFS is identified by a continuous system identification algorithm. By taking the identified system model as a nominal plant model, an H_∞ offline design method is employed to establish an optimized feedback controller with consideration of the performance, control efforts, and robustness of the EHFS. In order to overcome the disadvantage of the offline designed controller and cope with the varying dynamics of the EHFS, an online adaptive compensator with a normalized least-mean-square algorithm is cascaded to the force closed-loop system of the EHFS compensated by the ODFC. Some comparative experiments are carried out on a real-time EHFS using an xPC rapid prototype technology, and the proposed controller yields a better force tracking performance improvement.