基于开放式平台的视觉工业机器人研究

在工业机器人研究领域,基于视觉的伺服控制一直是研究的热点,开放性也是机器人控制系统的发展趋势。本文研究在基于运动控制卡和IPC的开放式机器人控制平台上六自由度视觉工业机器人的研制。视觉伺服模块采用CCD摄像机采集视频信号,应用基于DSP的视频处理卡处理采集到的视频信息,处理结果通过串口与上位工控机通信,上位控制软件通过运动控制卡驱动各关节伺服电机,实现预期的运动。通过实验,机械手末端可以实现对不同形状工件的模拟分拣动作。实验证明,本项技术具有一定的实用性并为完善的开放式视觉工业机器人的研制奠定了基础。     

基于运动控制卡的伺服控制系统开发研究

采用固高GE-400-SV—PCI运动控制卡构建“PC＋运动控制卡”型开放式数控平台,研究其在伺服控制系统中的应用。利用Visual C＋＋提供的MFC作为工具进行二次开发。通过调用运动控制卡提供的运动函数库设计伺服控制系统软件。同时给出编程实例。     

基于UMAC的并联调姿平台手脉微调功能的开发

手脉微调作为自动装配定位系统不可或缺的功能,也是并联机构控制系统开发的难点之一。针对并联调姿平台的空间运动特点,提出了"手脉+IPC+UMAC"的硬件结构,通过研究并联机构的控制算法,以及手脉的控制原理,结合UMAC控制器的控制特点,利用VC++6.0开发了并联调姿平台的手轮微调模块。实际应用结果表明,该模块能够快速平稳的控制平台运动,该项技术对并联机构手轮功能的设计具有一定的参考价值。     

数控转塔冲床运动控制系统研究

根据数控转塔冲床上料机构工作特点和要求,采用＂PC＋运动控制卡＂模式构建了开放式数控系统平台,研究其在伺服控制系统中的应用。利用VS2008提供的MFC作为工具进行二次开发,开发底层控制程序。通过调用运动控制卡提供的运动函数库设计伺服控制系统软件。     

高速高精度多轴运动控制卡的硬件设计

高效和稳定的运动控制卡是高精度和高速的数控系统的前提。对传统的单片机的开环控制数控系统运动卡而言,笔者提出了一种基于TMS 320C2812DSP和FPGA芯片无缝结合的多轴运动控制卡的设计方法;进一步介绍了FPGA在多轴运动控制卡中的应用和优点;具体阐述了多轴运动控制卡电路中的正交编码电路模块的实现。     

运动控制器内壁缺陷图像采集系统设计与研究

设计了一种较长管状内壁缺陷图像采集系统,主要介绍了该系统的机械结构和运动控制系统的软硬件结构,并分析了其图像采集辅助定位机构气动系统的工作原理。其中,控制系统以多轴运动卡PMAC为核心,与上位机构成双微处理器分层递阶控制框架。上级工控机主要完成系统的管理,下级PMAC主要完成伺服运算和运动控制。采用VC++MFC软件开发平台设计了上位机系统管理软件,其功能分作若干个模块来实现。下位机程序则利用PMAC自带的PEWIN32执行软件完成开发调试,实现了实时性任务处理。     

基于PCMC卡的多轴电机控制系统设计

面向多维运动控制系统，提出了一种基于“嵌入式平台＋PCMC卡”的EPMCC运动控制系统结构，以及在此平台上，结合嵌入式实时软件方式实现的多维运动协同控制方法。介绍了面向电子花样机嵌入式控制系统的软硬件设计原理和关键技术。     

基于Vega的岸边集装箱起重机视景仿真系统场景驱动

为了实现岸边集装箱起重机视景仿真系统中起重机、海洋和集装箱运输车的运动以及场景的驱动,首先根据岸边集装箱起重机工作过程确定场景驱动方案,基于Windows平台设置适合编译Vega应用程序的编译环境,应用Lynx界面进行系统初始化,在VC++中调用Vega库函数编程,实现场景的漫游,调用VegaPart类函数检测、获取及控制起重机DOF节点,实现起重机大车、小车运动,并结合岸边集装箱起重机的工作环境,通过Vega扩展模块和Path Tool工具,分别添加动态海洋和创建集卡运动路径,最终实现岸边集装箱起重机视景仿真系统中起重机和各运动体的驱动。     

虚拟环境中六维动感平台控制系统的设计

针对采用Stewart机构架构的六维动感平台，概述了该平台的应用背景、结构特点，对该平台进行了运动学建模，并结合虚拟现实技术对运动仿真的要求，详细讨论了基于PMAC(多轴运动控制卡)的主从式控制系统的硬件平台、软件模块、系统的实时性、通信方式以及PVT插补模式等相关问题。     

基于PCI总线的机器人运动控制卡的研究与设计

本文用TMS320VC33实现了基于PCI总线的6关节机器人DSP运动控制卡。从运动控制卡的系统结构出发,详细研究并实现了DSP控制模块、PCI总线接口模块、CPLD计数模块、双口RAM模块。最后,本文研究了运动控制卡的引导程序的开发。     

基于LabVIEW的3-PRRRR移动并联机构控制系统

针对正交3-PRRRR移动并联机构特点,采用"PC+运动控制卡"的方案设计了正交3-PRRRR移动并联机构的控制系统。系统主要由硬件和软件两部分组成。以NI公司的LabVIEW8.5作为开发平台,通过PCI-7340四轴运动控制卡和UMI-7764多功能数据采集卡实现对机构3个自由度的驱动控制。实验结果表明控制系统能够准确地实现单轴和多轴的联动控制,包括对动平台的位置、速度和加速度等运动参数的设置。该系统软件操作方便、界面友好。     

Stability Analysis for a Planar Parallel Manipulator with the Capability of Self-Coordinating the Load Distribution

Redundantly actuated parallel manipulators have the advantage of enhancing load-carrying capability over their non-redundant ones, however they also cause the problem of uneven load distribution and ne...     

Compound Impedance Control of a Hydraulic Driven Parallel 3UPS/S Manipulator

The hydraulic parallel manipulator combines the high-power density of the hydraulic system and high rigidity of the parallel mechanism with excellent load-carrying capacity. However, the high-precision trajectory tracking control of the hydraulic parallel manipulator is challenged by the coupling dynamics of the parallel mechanism and the high nonlinearities of the hydraulic system. In this study, the trajectory control of a 3-DOF symmetric spherical parallel 3 UPS/S manipulator is evaluated. Focusing on the highly coupling and nonlinear system dynamics, a compound impedance control method for a hydraulic driven parallel manipulator is proposed, which combines impedance control with the spatial motion characteristics of a parallel manipulator. The control strategy is divided into the inner and outer loops. The inner loop controls the impedance of the actuator in the joint space, and the outer loop controls the impedance of the entire platform in the task space to compensate the coupling of the actuators and improve the tracking accuracy of the moving platform. Compound impedance control does not require force or pressure sensors and is less dependent on modeling precision. The experimental results show that the compound impedance control e ectively improves the tracking accuracy of the moving platform. This research proposes a compound impedance control strategy for a 3-DOF hydraulic parallel manipulator, which has high tracking precision with a simple and cheap system configuration.     

玻璃行业加料机冗余运动控制系统设计

将冗余控制理论应用于加料机中,采用NI公司的LabVIEW8．2作为开发平台,通过ADLINK支持LabVIEW的PCI-8134四轴运动控制卡和PCI-9114DG数字输入输出与模拟输入接口来实现对于加料机4个自由度的驱动控制;采用SIMENS公司的可编程控制器作为冗余控制系统．     

四滑块平台机构及其运动学建模

提出一种用水平导轨上4个滑块作为原动件的混合型4自由度并联平台机构，该机构的动平台能够实现2个方向的移动以及绕2个方面轴线的转运，研究了该机构的运动学建模方法，给出了运动学正逆解，并阐述了春应用前景。     

气动三自由度并联平移型机器人的同步控制

气动三自由度并联平移机器人由固定平台、动平台、3个辅助臂和3个驱动臂组成,3个辅助臂约束机器人动平台的转动,3个气缸驱动机器人动平台沿x, y, z方向的运动。根据并联平移机器人的机械结构及运动特征,得到动平台的运动学正解和逆解。在并联平移机器人的运动控制中,不仅要减少单个驱动臂的跟踪误差,还需考虑驱动臂间的运动协调性。由于气体的可压缩性、负载的时变性和摩擦力等因素,精确的驱动臂模型难以建立,因此针对单个驱动臂设计了线性自抗扰控制器;此外,根据机器人结构特点设计基于驱动臂跟踪误差分解组合的协调控制器,解决了运动协调的问题,进一步减小了空间轨迹的跟踪误差。实验证明了该控制策略的有效性。     

Motion capability analysis of a quadruped robot as a parallel manipulator

This paper presents the forward and inverse displacement analysis of a quadruped robot MANA as a parallel manipulator in quadruple stance phase, which is used to obtain the workspace and control the motion of the body. The robot MANA designed on the basis of the structure of quadruped mammal is able to not only walk and turn in the uneven terrain, but also accomplish various manipulating tasks as a parallel manipulator in quadruple stance phase. The latter will be the focus of this paper, however. For this purpose, the leg kinematics is primarily analyzed, which lays the foundation on the gait planning in terms of locomotion and body kinematics analysis as a parallel manipulator. When all four feet of the robot contact on the ground, by assuming there is no slipping at the feet, each contacting point is treated as a passive spherical joint and the kinematic model of parallel manipulator is established. The method for choosing six non-redundant actuated joints for the parallel manipulator from all twelve optional joints is elaborated. The inverse and forward displacement analysis of the parallel manipulator is carried out using the method of coordinate transformation. Finally, based on the inverse and forward kinematic model, two issues on obtaining the reachable workspace of parallel manipulator and planning the motion of the body are implemented and verified by ADAMS simulation.     

一种四滑块驱动的并联机构及其运动学建模

提出了一种用水平导轨上 4个滑块作为原动件的 4自由度并联平台机构 ,该机构的动平台能够实现两个方向的移动以及绕两个方向轴线的转动 ,同时研究了该机构的运动学建模方法 ,给出了运动学正、逆解 ,并阐述了其应用前景。     

三自由度并联机器人动力学及仿真

利用雅可比矩阵建立了一种三自由度并联机器人(3-RSR)动平台的外力、外力矩、惯性力、惯性力矩和重力到驱动关节的映射关系,在合理的假设基础上,运用牛顿欧拉动力学方程得到了动力学数学模型.并且基于虚拟样机技术,利用ADAMS软件对三自由度并联机器人进行动力学仿真.结果表明,用动力学模型计算的驱动力矩值和仿真结果一致,动力学模型精度较高,将其作为驱动力矩控制设计的基础是可行的.     

直线超声电动机驱动的平面3-PRR并联平台视觉精密定位

提出一种直线超声电动机驱动的平面3-PRR并联平台,研究并联平台视觉精密定位技术。给出并联平台结构并采用矢量链法得到并联平台运动学模型。针对并联平台动平台位姿测量问题,利用视觉系统作为反馈单元,通过图像处理技术对动平台上的人工特征中心定位,实现对动平台位姿精确测量;针对传统PID关节控制器在实际控制中问题,采用基于扰动观测器的并联平台支链控制器模型。试验结果表明：对于目标位置为(20 mm,20 mm),并联平台半闭环控制精度约为±500 µm,而通过视觉定位精度达到±5 µm。视觉定位较半闭环控制大幅提高了并联平台定位精度,能够满足并联平台大行程、高精度定位的需求。