虚拟现实的发展及在机器人系统中的应用与研究

本文全面回顾了虚拟现实技术的发展,及其在机器 人领域的应用与研究;分析了目前所面临的问题及主要研究方向．     

面向装配作业的多机器人合作协调系统

分布、自主、协调与合作是多机器人系统的发展趋势 ．本文作者在研究易于协调合作的多机器人系统的基础上,采用分层递阶和多Agent概念, 构造了一个装配系统——MROCAS系统．该系统具有任务自动建模分解,快速重组、良好柔性 、友好人机界面,各机器人具有一定自主能力等特点．它实现了在较复杂环境下快速完成装 配作业．     

新型微直线驱动器的设计和控制

为减小机器人灵巧手的尺寸,提高其性能,研究了一种新型的集成式微直线驱动器．该驱动器将微型无刷直流电机、旋转一直线转换和减速机构融为一体,并且具有直线位置检测、电机位置检测和极限位置检测等多种感知功能,体积小,输出力大．基于DS1103控制板,建立了驱动器的控制系统．基于多种位置传感信息,利用PID控制,实现了驱动器的轨迹跟踪．该驱动器及其控制系统已经成功地用于HIT灵巧手．     

提取超声换能器特征信号的自适应滤波器的设计

叙述了用开关电容滤波器LMF100构成二阶带通自适应滤波器的设计。其带通滤波器中心频率将跟随特征信号频率变化,克服了传统滤波器带通中心频率不易改变的缺点。     

多指灵巧手的位置/力矩控制

提出了一种新的多指手位置/力矩控制策略.该策略基于滑模位置控制和PD力矩控制分别实现自由空间中的轨迹跟踪和约束空间中的力矩跟踪,利用简单的系统观测器实现灵巧手在过渡过程中的控制模式切换.该策略具有很好的位置/力矩跟踪能力,并且可以保证过渡过程的稳定性.实验结果证明了该控制策略的有效性和可行性.     

机器人结构动力学对其力控制系统的影响

本文利用 Lagrnge 动力学方程对两种机器人力控制系统进行了分析与比较,即(Ⅰ)机器人-力传感器-工件,在此系统中,由力传感器测得的力信号直接反馈给机器人,机器人根据此信号调整其末端机构的最终位置;(Ⅱ)MACRO/MICRO-力传感器-工件,此系统先由 MACRO 完成粗运动,然后 MICRO 根据反馈的力信号进行精微调整,实现末端机构的最终定位.分析表明,系统Ⅱ比系统Ⅰ更稳定.     

容错技术在并联机器人控制系统中的应用

将容错技术应用于６－ＤＯＦ并联机器人控制系统，实现的机器人容错分布式计算机控制提高了系统的可靠性和稳定性。     

新型PITCH－ROLL－YAW关节机构研究

通过双环解耦轴承的设计，解决了ＰＩＴＣＨ－ＲＯＬＬ－ＹＡＷ全方位腕机构运动干涉问题，并进一步设计了一种新型的能够在精确制造下不发生运动干涉的ＰＩＴＣＨ－ＲＯＬＬ－ＹＡＷ关节机构，其中关键技术是双环解耦轴承及转动导轨的设计。该关节机构无奇异现象，可用于机器人拟人臂的肩、腕关节。     

基于线结构光多道焊跟踪系统图像处理

由于在焊接过程中电弧闪烁，焊接飞溅和烟尘等干扰噪声非常强，成为结构光图像处理的一个关键问题，根据飞溅速度急快的特点，提出了多幅图像进行“与”操作的有效方法；采用组合滤波的方法来消除电弧光的干扰，此外，根据线结构光光带带宽恒定的连续的特点，采用了LOG滤波和图像分割滤波的有效手段，经实际焊接跟踪证实，该方法的效果很好。     

一种模块化自重构机器人的设计与实现

介绍了一种新的模块化自重构机器人HitMSRII的设计与实现过程,包括机器人模块的机构设计和控制系统的软硬件设计两个部分.HitMSRII在HitMSRI的基础上加入了接触传感器;引入了无线通讯网络;设计了兼具销孔式可靠性和平面式灵活性的新型的模块分离、连接机构;并将控制方式由原来的集中式改为集中式和分布式相结合的方式,使系统能在不增加传感器的情况下自动采集机器人的整体信息.HitMSRII比HitMSRI的体积更小,质量更轻,驱动和通讯能力也更强.