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。     

信息

2002年第6期文章介绍快速成形制造技术的发展与展望擦窗机器人控制系统研究模糊自适应控制在柔性机器人操作臂中的应用机器人装配系统产品装配质量影响因素研究基于VB的智能机器人通讯软件的开发双臂机器人轴孔装配的分级控制具有不完整约束的轮式移动机器人的串级跟踪控制基于     

一种自适应二指夹持器的设计及应用

针对机械臂系统抓取、搬运、轴孔装配的任务要求,设计了一种新型自适应二指夹持器.该夹持器的控制系统通过力传感器信号判断机械手指与物体的接触,从而实现自适应夹持,夹持器安装在三菱PA-10 7自由度机械臂上,对安装夹持器的机械臂系统建立了运动学模型,机械臂的控制器和二指夹持器的控制器通过串行通讯实现协调控制.最后通过轴孔装配实验,验证了夹持器的功能以及机械臂和夹持器之间的协调.     

一种双臂机器人离线运动规划方法研究

针对多关节双臂作业机器人的轨迹规划问题,对双臂作业机器人的结构进行分析,以双臂协调完成插孔装配任务为例,建立双臂作业机器人的运动学模型,研究双臂作业机器人的运动学约束关系,求解出双臂之间的运动学关系。基于给定任务的机器人双臂协调运动规划问题,运用遗传算法得到一种双臂机器人离线运动规划方法。通过仿真实验,验证了主臂的位置和速度曲线连续光滑,说明在运行过程中机器人比较平稳,能够满足机器人的运动规划要求。     

基于DMP的双臂机器人装配策略研究

针对双臂机器人装配规划难题,提出了基于动态运动基元的双臂协调运动和装配策略。首先,分析双臂机器人运动空间,建立双臂运动约束模型,使每条手臂不仅满足自身任务要求,还满足双臂之间的相对位姿约束,然后将双臂之间的相对位姿约束与动态运动基元方法结合,使得生成的机械臂运动轨迹可以达到自避障的效果。其次,根据装配任务需求,分析双臂运动约束,设计双臂装配策略。最后,通过仿真和实验,验证了所提出方法的有效性。     

基于神经网络参数自整定PID的双臂机器人协调操作的轨迹跟踪控制

将BP神经网络与PID相结合，解决了双臂机器人协调操作同一刚性负载的轨迹控制问题，设计了应用于机器人协调操作刚性负载轨迹跟踪的控制系统。针对主臂和从臂在实际操作中所处地位的不同，对主臂，从臂应用了不同的控制子结构。采用这一方法，可以实时调整PID控制器的参数，使其在线达到最优状态，克服了依靠经验离线整定PID参数的局限，使系统具有更强的鲁棒性和自适应性，其输出可达到期望的控制精度，仿真实验验证了控制系统及算法的有效性。     

基于轴孔装配的机械操作臂手爪的设计研究

根据冗余度双臂机器人对轴孔装配的操作要求,在对机械手爪的设计分析基础上,进行了基于轴孔装配的机械手爪的设计研究。     

双臂空间机器人姿态与关节协调运动的自适应控制、鲁棒控制

讨论了载体位置不受控制情况下的双臂空间机器人姿态和关节协调运动的自适应与鲁棒控制问题。利用拉格朗日方法导出了双臂空间机器人欠驱动形式的系统动力学方程;在该方程的基础上,基于增广变量法（恰当地扩展系统的控制输入和输出）,成功地克服了完全能控形式的空间机器人系统动力学方程关于惯性参数呈非线性函数关系的难点;针对双臂空间机器人两末端抓手所持载荷参数未知与不确定两种情况,分别设计了载体姿态与机械臂各关节协调运动的自适应控制和鲁棒控制方案。系统数值仿真表明,两种控制方案均可有效消除空间机器人系统惯性参数未知和不确定的影响,控制双臂空间机器人的载体姿态与机械臂各关节准确地完成期望的运动。     

双臂空间机器人基于高斯型函数的姿态、关节运动模糊自适应补偿控制

讨论了载体姿态受控、位置不受控情况下,具有未知载荷参数的漂浮基双臂空间机器人系统关节运动的控制问题。利用拉格朗日方法并结合系统动量守恒关系,分析、建立了漂浮基双臂空间机器人完全能控形式的系统动力学方程。以此为基础,针对双臂空间机器人2个末端爪手所持载荷参数未知的情况,设计了一种基于标称计算力矩控制器附加模糊自适应补偿控制器的复合控制方案,即通过模糊自适应补偿控制器来弥补系统参数未知对标称计算力矩控制器控制精度的影响,以确保存在未知系统参数情况下整个闭环控制系统的渐近稳定性。该控制方案能够有效地控制漂浮基双臂空间机器人的载体姿态及机械臂关节协调地完成期望的轨迹运动,并具有不需要反馈和测量双臂空间机器人载体的位置、移动速度、移动加速度,同时也不要求系统动力学方程关于系统惯性参数呈线性函数关系的显著优点。通过系统数值仿真证实了该方案的有效性。     

双机械臂协作最优装配位置及多目标轨迹优化

为了解决以传统人工示教方式确定双机械臂协作装配位置的局限性和随机性,以双机械臂轴孔协调装配为工程背景,针对协作装配过程中机械臂的整体运动灵活性和轨迹规划,采用粒子群算法进行多次寻优,求解整体全局灵活性最优的装配位置,并基于最优位置进行了多目标轨迹优化。分析了双机械臂协调装配过程中的运动约束关系,以可操作度为灵活性评价指标,提出了双机械臂协作装配系统的可操作度评价方法,以此构建优化目标函数,采用粒子群算法,在双机械臂协作空间中求取系统全局可操作度最优的装配位置;基于灵活性最优位置,采用多目标粒子群算法,以时间、能耗、冲击为目标进行了轨迹优化,并在Matlab机器人仿真平台进行了仿真分析。结果表明,将灵活性指标运用到轨迹规划中,能提高机械臂作业效率,降低能耗与冲击损耗;且整个运动过程可维持较高可操作度,能有效规避传统人工示教方式的随机性,实现双机械臂协作装配的最优灵活性轨迹规划。     

双臂机器人的协作工作空间数值计算方法

讨论了双臂机器人的协作工作空间问题,给出了计算多关节双臂机器人协作工作空间的数值方法。该方法以极值理论为基础,采用边界提取和阈值判决,确定双臂机器人的协作工作空间界限曲面和极限位置。通过对六自由度转动关节双臂机器人的数值计算实例表明了该算法的可行性。     

双臂SCARA型机器人C空间快速建立方法

将可达流形与接触流形引入双臂CARA型机器人C空间的计算中，通过求取C空间的障碍物边界，确定最优的C空间离散单元，建立了双臂SCARA型机器人C空间离散数据库，为双臂机器人的无碰撞运动规划奠定了基础。计算仿真表明，本算法计算速度快，执行效率高，是一种可行的方法。     

基于IPC的开放式工业机器人控制系统研究

开放性是现代机器人控制系统的实现目标之一。开放式工业机器人控制系统采用基于工业计算机（IPC）结合运动控制卡的结构形式,并借鉴ORC（Open Robot Controller）等典型的机器人控制系统软件体系结构设计了分层模块化的软件系统,使得现有的机器人控制系统只需要做少量的修改就能应用到不同的场合。     

Load transportation by dual arm robot using sliding mode control

In this study, a sliding mode controlled dual arm robotic system was designed. Such multi-arm, collaborative and synchronous robots typically are employed in hazardous situations such as radioactive materials transport explosives disposal and industrial applications. In the present study, a high performance, robust, non-chattering sliding mode controller (SMC) was developed for the purpose of safe load handling, transportation and trajectory realization. First, dynamic equations of robot/load interaction were derived. Then, the robust SMC was designed for the dual arm robotic system. In order to test the robustness of the proposed SMC, parameter variations and external disturbances were introduced to the system. Furthermore, for comparative purposes, the conventional and widely used, PID controller was also applied to the dual arm robot. Significantly, it was found that the SMC made smaller trajectory tracking errors than the PID controller. An overall analysis of the numerical results confirmed that the dual-arm robotic systems with the proposed SMC can safely and effectively be used in hazardous applications.     

基于避障准则的双臂手移动机器人桁架内运动规划

针对桁架内移动的避障要求,研究双臂手移动机器人桁架内运动的规划方法。基于状态空间模型提出直角坐标空间下的六面心、八边心和八顶点搜索算法,避免了C空间内复杂度呈几何级数增长的问题,实现了末端无碰撞路径搜索。建立双臂手移动机器人三节臂的平面内避障准则,解决了机器人在桁架内运动时机器人臂与桁架杆的碰撞问题。根据平面内避障准则和臂形标志,求得了各个关节角的解析解,解决了数值解的不封闭问题。每个时刻末端姿态由通用旋转变换公式线性插值得到,在Matlab中仿真双臂手移动机器人桁架内的运动,验证了双臂手移动机器人在桁架内运动时避障方法的可行性。     

基于双目视觉的双臂作业型服务机器人的研制

描述了基于双目视觉的移动式双臂作业型智能服务机器人的总体设计思想,以及介绍了双六自由度机械臂作业与双目视觉结合应用的方式,双臂的运动学和规划仿真。仿真结果表明,运动规划方式符合双臂的作业要求。     

开放式点焊机器人控制系统设计

为解决封闭式控制系统带来的弊端,结合现场焊接机器人技术要求,设计了开放式点焊机器人控制系统,提供了分层式体系与结构化功能模块.多轴运动控制器(PMAC)用于实现机器人运动学算法,伺服放大器采取速度模式控制方式,位置环算法由PMAC完成,速度环算法在伺服放大器中完成,并实现了离线编程与三维仿真.研究结果表明:分层式系统结...     

基于ROS的机器人宇航员模型构建与仿真验证

随着我国空间站项目的稳步推进和机器人技术的发展,研发可以协助甚至代替宇航员进行危险舱外操作的机器人宇航员成为亟待研究的课题。首先建立了双臂仿人机器人宇航员的URDF模型,而后基于机器人操作系统提供的三维仿真工具Rviz,构建机器人宇航员的三维虚拟运动仿真环境,并进行了仿真实验。实验表明,机器人宇航员可以完成物体抓取、搬运等任务,证实了机器人宇航员模型结构的合理性。     

Visual Avoidance of Collision with Randomly Moving Obstacles through Approximate Reinforcement Learning

In this research work,a hierarchical controller has been designed for an autonomous navigation robot to avoid unexpected moving obstacles where the state and ac...