基于光刀图像的机器人示教纠偏方法

为了解决机器人辅助在线检测系统示教过程中效率低、人为干预多的问题,针对孔类特征,提出一种通过处理光刀图像获取机器人位姿纠正参数的方法。在该方法中,纠偏过程按照将图像光刀线调整为水平方向、将被测特征调整至图像中央、根据不同特征调整最优扫描方向3个步骤进行。根据光刀图像可以求出测量坐标系与被测特征的位姿关系,并得到该位姿与理想测量位姿的偏差。经过坐标变换即可得到在机器人基坐标系下的调整参数。另外,可利用电脑控制机器人运动,从而实现了纠偏过程的自动化。实验结果表明,该方法可将初始的示教位姿修正为理想位姿,且比传统方式效率更高。     

Piecewise constant strain kinematic model of externally loaded concentric tube robots

This paper presents a piecewise constant strain kinematic model for concentric tube robots (CTR) in externally loaded conditions. It discretizes the pre-curved tubes comprising the robot into a finite number of pieces and involves external effects as a set of wrench vectors exerted along the robot backbone. Constant strain lets us describe the pieces with helices in which shear deformation and elongation are neglected. The resulting piecewise helix is the simplest curve that can catch the torsion of tubes that play a crucial role in kinematic behavior. This approximation transforms the conventional boundary value problem (BVP) of CTRs models into a set of nonlinear equations that drastically decreases the model resolution time. The present method uses a Lyapunov function and torsional Jacobian to ensure the distal torsion constraint consistently and, as a result, the solution’s convergence. The paper’s primary purpose is to present a fast, numerically stable, and relatively accurate kinematic model not reliant on measurement data. Experimental results on a two-tube prototype and provided for different tip loading conditions reveal maintaining a balance between adequate accuracy and reasonable running time, about 7 ms for five pieces per section, for real-time applications in the presence of external load.     

面向草莓抓取的气动四叶片软体抓手研制

农林业中果蔬的自动化采摘需求日趋强烈,末端抓手是实现无损采摘的关键。传统的末端抓手以刚性结构居多,现有的各种柔性抓手也存在抓取力不足、包覆性不佳等缺点。本文以草莓的无损采摘为研究对象,提出将草莓外部轮廓曲线作为设计曲线,设计了一种新型气动四叶片软体抓手。首先,对软体抓手的结构做仿真优化,提出一种安全地附着在目标物表面的设想。然后,在进行草莓表面的最小破坏应力试验的基础上,测试了软体抓手的末端力,验证了其实现无损抓取的可行性。再次,利用动态捕捉技术,研究了软体抓手叶面的弯曲变形规律。最后,选择使用弧线型气体通道的软体抓手进行了草莓抓取测试,结果证明了气动四叶片软体抓手可以实现草莓的无损抓取,抓取成功率达90%,破损率为2%,表明所研制的四叶片软体抓手用于草莓抓取时具有良好的稳定性和实用性,可用于草莓采摘的末端执行器。本研究也可为其他易损果蔬的采摘技术提供理论基础和技术支撑。     

流体驱动智能管道内检测机器人关键技术及应用

使用以管道自身流体驱动并搭载漏磁检测设备的管道内部机器人进行长距离输送管道的检测是一种重要且有效的手段，其作用愈发重要。本文以省科技重大专项项目为依托，介绍了管道漏磁内检测的原理、缺陷漏磁场的算法以及关乎缺陷检出效果等在内的内检测机器人驱动力、通过适应性、速度控制和漏磁检测模块设计，并将上述项目研究成果运用到实际工业实践。结果表明：本项目开发的内检测机器人其检测适应能力更强，能进一步提高缺陷的检出灵敏度和分辨力。经开挖验证后发现缺陷信号特征与实际缺陷状态高度吻合，可在行业内推广应用。     

基于OpenGL的铜冶金炉快速热修机器人数控作业仿真系统

介绍了基于OpenGL的铜冶金炉快速热修机器人数控作业仿真系统。该系统以Visu alC+ + 6 .0为开发工具 ,采用OpenGL技术 ,对铜冶金炉快速热修机器人数控作业进行了仿真。该系统可验证数控作业程序的正确性、合理性 ,能大大地缩短机器人的调试周期 ,并能离线训练操作人员。     

煤矿搜救蛇形机器人MK-01控制系统设计

为用于煤矿搜救的蛇形机器人MK-01设计了一个控制系统。该系统能够利用机器人自身携带的仪器设备采集煤矿巷道内部的状态信息,通过无线网络将信息传输给地面系统,为营救人员施救提供依据。该系统对提高煤矿搜救的智能化、自动化水平,降低搜救成本、提高搜救效率具有一定的意义。     

基于BP神经网络的移动机器人路径规划

对BP神经网络算法进行了改进,克服了直接使用神经网络算法进行路径规划的不足之处。仿真表明,设计了附加动量项的BP神经网络,能有效地提高算法的收敛速度。最后在MAT-LAB中给出了在有静止和运动障碍物的动态环境中路径规划仿真结果,结果表明此方法是可行的。     

矿难救援机器人的研究应用现状与开发

矿难救援机器人的研发具有非常深远的影响和现实意义。在介绍国内外救援机器人研究及应用现状的基础上,分析了矿难救援机器人的移动机构、通信方式、环境信息获取与导航、生命特征检测以及人机交互系统等关键技术的研究现状及其发展趋势,对所开发的矿难救援机器人进行了介绍。     

煤矿救灾机器人研究现状及需要重点解决的技术问题

讨论了近年来我国煤矿生产中发生的安全事故和造成的人员伤亡情况,阐述了研发煤矿救灾机器人的重要性和紧迫性,综述了国内外矿井救灾机器人的研究现状,指出了煤矿救灾机器人的研究思路和需要解决的技术问题。