推动先进机器人技术创新发展

随着机器人技术的快速发展,机器人在智能制造、特种服务、家用服务等方面得到广泛应用。其研发、制造和应用体现一个国家科技创新和高端制造业水平,世界各国将机器人产业列为战略性新兴产业并予以大力支持。     

力觉临场感遥操作机器人技术研究进展

人机交互式机器人作为最具实用价值的特种机器人已成为当前机器人学研究的前沿和热点.临场感(telepresence)技术是人机交互的核心.对临场感遥操作机器人技术的发展和现状作了回顾,对力觉临场感谣操作机器人的三大关键技术:传感技术、力反馈与触觉再现技术、大时延下的虚拟预测环境建模技术等进行了综述;对临场感遥操作机器人技术的最新前沿即基于生物电信息的人机交互技术进行了介绍;最后并介绍了东南大学仪器科学与工程学院机器人传感与控制研究所近10年来开展临场感遥操作机器人技术研究及应用所取得的成果.     

油罐底泥清洗机器人本体设计研究现状与展望

油罐清洗机器人融合了移动技术、控制技术、清洗技术和资源化处理技术,是特种机器人的一种,具有很好的经济性和社会效益。从国内外研究现状出发,分析了油罐清洗机器人的清洗特点,并与国内外清洗系统做简单比较,凸显了油罐机器人开发的必要性、实用性和紧迫性;最后,总结了在油罐清洗机器人的几个技术难点,并提出了油罐清洗机器人近期发展中的特点和研究方向。     

基于Matlab的特种机器人力控制仿真研究

针对五自由度特种机器人在目标捕获过程中的应用,为提高机器人末端执行器的位置精度,本文采用阻抗控制研究方法对特种机器人进行力控制研究。基于MATLAB/Simulink建立阻抗控制仿真模型,进行仿真验证。仿真结果表明,采用阻抗控制方法可以补偿机器人手臂位置控制的误差,从而保证机器人手臂对目标的捕获精度。     

共融机器人重大研究计划研究进展

“共融机器人基础理论与关键技术研究”重大研究计划,聚焦“刚-柔-软机构的行为顺应与可控性”、“人-机-环境多模态感知与自然交互”以及“机器人群体智能与操作系统架构”三个科学问题,主要面向智能制造、医疗康复、国防安全和学科前沿四个重点方向,实施四年来取得了长足进展,构建机器人与人、机器人与环境、机器人与机器人交互的共融机器人研究体系,推动了工业机器人、服务机器人和特种机器人领域的理论和技术发展,相关科研成果为我国高端制造、康复医疗、国防安全等国家重大需求提供了坚实的理论和技术支撑。对在该重大研究计划支持下所取得的有关共融机器人的主要研究进展进行概述,内容涵盖“与环境共融的加工制造机器人”、“与人共融的康复辅助机器人”、“机器人间共融的群体智能与操作系统”以及“共融机器人前沿：新方法、新原理和新概念”,以此给出后续的重点研究方向和建议。     

面向动物机器人的遥测遥控技术研究进展

动物机器人是一种新型特种机器人,其以活体动物作为机器人运动载体,无能源问题且运动能力强,但尚不能可靠控制.从脑神经网路入手研究运动神经调控机制是解决动物机器人控制问题的科学途径.自由运动活体动物的在体实验技术,包括脑电信号遥测和脑电刺激遥控,是该类研究的关键.对国内外动物脑电遥测和遥控技术的研究进展进行归纳评述,并分析其发展趋势,对未来的研究方向作出展望.     

特种重载机器人故障模式、影响及危害性分析

随着我国机器人产业的飞速发展,特种重载机器人在冶金、矿山和灾害救援等领域中发挥越来越重要的作用,由于机器人长时间处于重载运行工况下,其可靠性已引起人们的高度重视。为了从根本上提高特种重载机器人的可靠性,本文以沈阳新松某特种重载机器人为例,首先介绍了该机器人的系统结构及各系统结构的功能,然后进行故障模式影响及危害性分析（FMECA）,分析潜在故障模式对该机器人所造成的影响及严酷度,并给出相应的设计改进措施以及使用措施,为完善特种重载机器人的设计、提高特种重载机器人的可靠性提供重要依据。     

自主移动服务机器人现状与关键技术研究综述

随着社会的发展,自主移动服务机器人技术迅速成为服务机器人领域中的一个研究热点,具有广泛的应用和广阔的发展前景.简要介绍了国内外服务机器人的研究背景及其发展现状,对自主移动机器人的关键技术即多传感器信息融合技术、路径规划与导航技术、电源技术和人-机交互技术分别进行了介绍,并对目前存在的主要问题和解决方法进行了探讨.     

缆索涂装机器人(CPR)爬升机构的研制

提出了特种机器人技术在缆索清洗、涂装、检查方面应用的新思想。在缆索人工涂装的基础上,研制了不同阶段的爬升机构模型,并提出了适于螺旋六棱柱缆索爬升的新机构。解决了机器人在大倾斜度缆索上爬升的难题,为特种机器人在极限环境中的应用提供了一个新的范例。     

“穿地龙”机器人的设计与综合

介绍了具有非开挖技术的特种作业机器人“穿地龙”机器人系统的设计。该机器人系统主要包括:空心钻头、转向机构、测试系统、控制系统和冲击装置,它集成了非开挖技术中气动冲击矛的优点,加上机器人的设计思想于一身,可提高非开挖的技术水平。详细地叙述了“穿地龙”机器人的工作原理以及土中的轨迹规划问题,并进行了规划仿真研究,通过“穿地龙”机器人的穿孔实验验证了仿真结果的可靠性,为“穿地龙”机器人的工程化应用提供了理论参考。     

A survey of climbing robots: Locomotion and adhesion

Climbing robots are robotic systems to move over 2D or complex 3D environments such as walls, ceilings, roofs, and geometric structures and to conduct various tasks. They will not only replace human workers for carrying out risky tasks in hazardous environments, but also increase operational efficiency by eliminating the costly erection of scaffolding and staffing costs. Climbing robots have special characteristics and the ability to adhere to different types of 2D or 3D surfaces, move around, and carry appropriate tools and sensors to work, while self-sustaining their bodies. Therefore, the most significant criterion for designing a climbing robot is to equip it with an appropriate locomotive and adhesion mechanism for adapting to the given environmental requirements. In this paper, a classification of climbing robots and proper examples with a brief outline are presented with considerations of the locomotive and adhesion mechanisms. Also, a list of climbing robots is provided with respect to fields of application that range from cleaning tasks in the construction industry to human care systems in the biomedical service industry.     

养老服务机器人现状及其发展建议

随着人口预期寿命的增长和生育率的下降,人口老龄化问题日益严重。目前养老模式难以满足养老需求,养老机器人的使用逐渐进入人们的视野,成为当前研究和产业发展的热点。针对这一需求,对现有的服务机器人及相关技术,包括移动机构、执行机构、结构、识别技术、人机交互技术、定位与场景技术、协同技术和控制技术等,进行了综述。在此基础上,针对发展养老服务机器人存在的问题,提出了四方面建议,即要用功能系统分析方法等深入研究养老服务的各种需求,并给出了部分需求;要在性价比和标准化及系列化方面加大研究力度;要开展多养老服务机器人的协作研究,并提出了一种分层式多养老服务机器人系统组织结构和动态任务规划流程;要在这一领域引入新的动力学与控制理论和方法,如U-K理论和模糊理论等。     

一种新型非完整开链式欠驱动机械手臂设计

依据现有非完整力学原理和非线性控制理论,采用摩擦圆盘运动分解合成机构,设计了一种仅由两个伺服电机控制的多关节欠驱动机械手,这种多关节欠驱动机械手具有可控性。这种设计为研究开发轻型机器人、多指机械手、以及危险环境作业机器人和医疗机器人等方面提供了一个新的思路。     

国外服务机器人的发展动态和前景

本文主要介绍了服务机器人的定义、特点和应用,并且给出了一些国外目前已经商业化了服务机器人实例,提出了服务机器人发展应注意的一些技术和服务机器人的应用前景。     

Collision detection and reaction on 7 DOF service robot arm using residual observer

The use of robots in service and manufacturing industries has increased significantly in past decades. These robots share the same workspace with humans, so physical interactions between humans and robots occur. Thus, collision between a human and a robot is inevitable during these interactions, and safety measures must be provided to protect humans. In this study, a disturbance observer based on generalized momentum is proposed to efficiently detect a collision. The proposed algorithm of the disturbance observer allows any multi-DOF robot to effectively detect a collision without the use of additional sensors or mechanisms. Once a collision is detected, the robot can perform the appropriate reaction to minimize the impact on the human and the robot. Several reaction strategies are proposed for different situations. The proposed algorithm was implemented on a 7 DOF robot arm to verify its performance. Furthermore, the proposed reaction strategies were also demonstrated using the same robot arm.     

Development of a Robotic System which Assists Unmanned Production Based on Cooperation between Off-Line Robots and On-Line Robots: Concept, Analysis and Related Technology

In order to deal with labour shortages due to the predicted low birth rate in the 21st century, and create a more friendly production system, we propose a robotic system which assists production in flexible manufacturing environments. In this robotic system off-line robots are proposed to replace or reduce the need for human workers at the shop-floor. The off-line robots carry out assisting or service tasks for the on-line robots which perform manufacturing tasks at the production line or site. In this paper, first, an analysis of a conventional automatic production system using robots is described. Secondly, the concept of a robotic production system using two types of robots is proposed. Thirdly, a methodology for the realisation of the proposed concept and some technical results are presented. Finally, fault recovery using off-line robots and peripheral technology are discussed.     

医疗服务机器人应用与发展研究报告

论文介绍了医疗服务机器人的基本概念、特点、应用与发展,重点阐述了手术机器人、康复机器人、护理机器人、救援机器人与转运机器人的发展与应用.     

Task management in a multi-robot environment

Contemporary computer technology allows robotic cells to communicate and cooperate. However, this expanded functionality requires more intelligence and better management of the cooperating robots.This paper presents a software methodology to accommodate real time constraints imposed by cooperating robots, or any other task related constraint. This methodology is general and is capable of handling a large variety of exceptions such as task failures, sensor interruptions, and equipment failures. The methodology presented treats exceptions as tasks with special features; hence, the methodology expands into task management in a general robotic cell.The methodology can accommodate failures independent of any hardware. In addition to the obvious functional benefits, this approach also allows easier development of robotic tasks, and improved portability of tasks among systems.The methodology is demonstrated using an example with two cooperating robots.