关于智能安防机器人自动充电控制方法的研究

智能安防机器人一般工作在无人干预的情况下,为了使机器人实现长期值守、完全自主智能的连续工作,机器人必须拥有安全、可靠的自动充电功能。该文研究了红外发射器和接收器的结构以及红外线发射接收的原理,对自动对接的硬件部分进行了分析与设计,利用红外线通信以及精密的自动对接算法实现了安防机器人自动充电时的精准对接,在不同距离、不同角度以及不同环境下对机器人的自动充电功能进行了实验,验证了利用红外线对接实现自动充电的可行性。     

冗余度机器人作业区域轨迹的自动规划

机器人化是提高工程机械施工控制自动化的关键问题。对于工程机械机器人 ,特别是具有空间冗余度的工程机械机器人 ,其执行机构末端的轨迹规划的自动实现研究对提高其自动化程度有着重要意义。本文以泵车为例 ,提出了一种泵车布料机构的浇筑过程的自动轨迹规划算法 ,该算法通过将其所浇筑区域离散成浇筑点集 ,对两浇筑点的轨迹利用冗余度机器人学的最小关节范数法 ,并通过在关节速度和加速度非连续之处采用平滑或连续处理 ,从而实现了泵车布料机构浇筑过程的自动轨迹规划。     

液压驱动双足机器人步态规划及动力学仿真

为实现双足机器人步行运动,提出了一种双足机器人平地行走步态规划算法并对其进行动力学仿真验证。首先利用二维倒立摆模型以及五次多项式分别对机器人质心、踝关节运动轨迹进行规划,再通过建立机器人运动状态几何模型,对运动过程中机器人腿部关节运动轨迹进行规划,得到关节角运动轨迹,借助MATLAB仿真获取机器人下肢各个关节运动曲线。然后利用动力学仿真软件Adams对虚拟样机进行仿真,实现了机器人虚拟环境下的平地稳态行走,仿真验证了步态规划算法的可行性。     

智能化生产线的数字孪生设计

文章讨论了如何利用数字孪生软件Tecnomatix进行智能化生产线的研发,利用Tecnomatix软件对研发的生产线中的机器人单元进行离线编程和动作模拟,并进一步对机器人的运动路径进行优化。数字孪生设计技术,不仅可训练自动化技术员的机器人离线编程能力,可以设计出最佳的基于控制逻辑事件驱动的自动生产线的工艺过程,并且还能实现对智能化生产线整体的规划和局部的调试。     

信通机房机器人高相似度空间定位导航技术

为解决电力系统中的信通机房巡检问题,采用激光雷达传感器来对周围环境进行感知,基于Hector＿SLAM算法、快速扩展随机树算法以及滑模轨迹控制算法设计了机器人的自动导航功能。首先,基于Hector＿SLAM算法实现实施建图与定位,随后利用快速扩展随机树算法进行路径规划,给出理想轨迹,最后利用滑模轨迹控制算法跟踪理想轨迹以实现自动导航功能。MATLAB仿真结果证明所选的路径规划算法与轨迹跟踪算法可以实现在未知地图中起止点之间自动导航的功能,且精度满足要求。     

自动铺丝束机器人逆运动学问题的解析法

利用自动铺丝束机器人的齐次坐标变换矩阵，求出其逆运动学问题的解析解，并利用Matlab进行仿真验算。与其它方法相比，该方法简单明了，计算速度快，对自动铺丝束机器人的运动规划具有实用价值。     

工业机器人去毛刺工作站数字孪生系统设计与优化

为优化工业机器人去毛刺工作站的作业效率,利用数字孪生技术搭建了由1台机器人和2台变位机组成的去毛刺工作站数字孪生模型,实现了物理实体与数字模型的实时通信。采用遗传算法规划工业机器人去毛刺最优路径,利用去毛刺自动跟踪系统提高去毛刺的质量,利用搭建的数字孪生环境对机器人的工具中心点（Tool Center Point,TCP）速度轨迹曲线和作业能耗进行优化分析,使去毛刺工作站的作业效率提高了3.64%。该研究可对工业机器人去毛刺工作站开展相关工作提供参考和理论依据。     

自动送货机器人结构设计

针对目前快递"最后一公里"配送难问题,在对目前国内外自动送货机器人的研究现状进行综合分析的基础上设计了一种新型的自动送货机器人,其目的是实现园区内的自主送货。对自动送货机器人进行了三维结构设计,利用SolidWorks三维软件绘制了机器人各零部件并对其进行虚拟装配,保证了机器人结构间的合理性,为后期实体制作以及实际运行提供了理论依据。     

介入机器人运动学及轨迹规划研究

针对介入机器人运动学和轨迹规划问题,基于D-H坐标系理论建立了血管介入主端机器人的运动学方程,并对该方程进行了求解;其次,在关节空间内采用五次多项式插值方法,结合介入机器人运动参数对关节轨迹进行了插值计算,实现了对血管介入机器人关节空间的PTP轨迹规划;最后,利用Matlab机器人工具箱建立了该机器人的三维仿真模型,并且对机器人运动学、轨迹规划进行了仿真验证。研究结果表明:该机器人连杆参数设计合理,活动空间适应手术要求,运动学方程准确可靠,在关节空间内利用五次多项式进行轨迹规划保证了机器人运动连续平滑。目前该技术已应用于血管介入手术临床试验中。     

光伏组件智能清洁机器人设计及其路径规划研究

在光伏发电系统中，光伏组件表面积聚灰尘、异物，会很大程度上影响光电转换效率。为此，设计了一种光伏组件智能清洁机器人，包括对其硬件系统和清洁方案的设计，能够实现对光伏组件的自动清扫。同时，针对智能清洁机器人的路径规划进行研究，基于最小能量消耗原则对清洁机器人的清洁路径进行规划，在耗能最小的基础上实现光伏组件全遍历清扫。     

缠绕机器人CAD/CAM系统设计及应用

针对复杂异形复合材料制品纤维缠绕成形装备缠绕不适应的问题,研究了基于工业机器人的纤维缠绕CAD/CAM系统。采用局部曲面缠绕法,对复杂异形复合材料制品进行了缠绕线型设计。基于机器人关节轨迹高阶多项式规划法,对多种运动形式的机器人缠绕轨迹进行规划,开发了一套可实现异形件缠绕线型设计、缠绕轨迹规划、可执行代码文件自动生成及缠绕设计过程可视化的机器人缠绕CAD/CAM系统。组合回转体缠绕实验验证了该系统的实用性。     

基于遗传模拟退火算法的弧焊机器人系统协调路径规划

深入地研究了弧焊机器人系统的协调路径规划。从全局的角度用5元组序列描述了焊接路径。设计了评价 焊接路径目标函数:焊接位置函数、焊缝成形质量函数、关节位置函数和运动平稳性函数。以线性加权法为求解 多目标规划的基本思想,把遗传模拟退火算法用于弧焊机器人与变位机协调路径规划,取得了很好的效果。协调 路径规划精确地保证焊缝的最佳焊接位置与最佳的焊枪姿态,并能找到柔顺的焊接路径,提高了机器人焊接的质 量和效率。     

基于SimMechanics的轮式移动机器人轨迹仿真

轮式移动机器人因具有非完整约束的不可积分性,其控制与规划等问题变得相当困难与复杂.利用SimMechanics工具,通过对轮式移动机器人平面运动的分析,建立了轮式移动机器人的运动学模型,并对其运动进行了多次的仿真,得到其运动轨迹,通过与理论轨迹的对比,验证了运动模型的正确性.该模型还提供了参数输入的接口,能够根据实际的...     

基于摆线运动规律的悬索并联机器人轨迹规划

六自由度绳索悬挂式并联机器人属于大柔性机械系统，为保证运动的平稳性，要求动平台的运动轨迹光滑连续，为此提出了基于摆线运动规律的笛卡儿空间连续轨迹规划方法，该方法计算简单，实时性好。利用该方法对直线轨迹、圆轨迹和过离散点轨迹进行了规划。运动学和动力学方程的计算结果表明，绳索的速度、加速度和拉力变化连续平缓，而且绳索拉力始终大于0，因此动平台运行过程中动态响应小，绳索张紧可靠。该方法适用于悬索机器人的轨迹规划，同样也适用于对运动平稳性要求较高的其它机器人系统。     

移动机器人路径规划的现状与发展

机器人路径规划是移动机器人导航的核心技术之一.移动规划技术近年发展迅速,涌现出了许多规划方法,在环境描述方式和技术的基础上,总结了机器人发展史上具有典型意义的规划方法,探讨了几种路径规划方法,分析了栅格分解法、人工势场法、同步定位与地图构建法,并指出了其各自的性能.     

一种气门电镦成型机器人轨迹规划与仿真研究

运用D-H法建立气门电镦成型机器人数学模型,并进行运动学正逆解。根据实际现场对机器人运动路径要求,规划其运动路径,现场通过示教获取机器人运动关键点,并在关节空间进行B样条曲线轨迹规划研究,获取关节空间轨迹运动函数表达式,并利用Matlab工具对规划轨迹进行仿真模拟。结果表明利用该方法能生成一条关节位移、速度、加速度都连续的平滑运动轨迹,以保证机器人工作时按规定的路径平稳地运行,且能顺利避开障碍物,满足设计和使用要求。     

移动机器人路径跟踪控制方法研究

基于两轮差动驱动的移动机器人,设计了一种路径跟踪控制系统。系统采用临时路径生成方法,通过规划移动机器人跟踪上期望路径前的轨迹,消除初始位置误差和方向误差,解决了移动机器人直接跟踪期望路径时控制量可能过载的问题,使机器人光滑趋近到期望路径。控制器的设计采用模糊控制器。试验验证了系统的有效性。     

自学习移动机器人在未知环境中的路径规划

通过对移动机器人在未知环境中的运动分析,结合多传感器信息,利用一种新的移动机器人在未知环境中的定位算法。该算法可根据移动机器人的运动过程。不断更新其位置状态。并能对下一步位置状态进行预估计。然后根据实测传感器信息对预估值进行修正。获得实际位置状态。并为移动机器人的路径规划提供基础。容纳后用遗传算法来获得机器人的最佳路径,最后用仿真试验验证了该方法的可行性。     

基于SW平台的6R机器人的仿真研究

为了更好地进行6R型机器人轨迹的规划和工作任务的拟定,使用SolidWorks的虚拟样机技术插件COSMOSMotion对拟定的6R型机器人工作任务进行逆过程仿真,得到了相关运动参数,为机器人的物理机工作轨迹规划提供了可行性数据。该种基于SolidWorks平台的机器人逆过程仿真方法能为机器人的轨迹规划快速提供运动参数,提高设计质量,缩短设计周期,使得并行设计的优势得到充分的发挥。     

NOVEL APPROACH FOR ROBOT PATH PLANNING BASED ON NUMERICAL ARTIFICIAL POTENTIAL FIELD AND GENETIC ALGORITHM

A novel approach for collision-free path planning of a multiple degree-of-freedom (DOF) articulated robot in a complex environment is proposed. Firstly, based on visual neighbor point (VNP), a numerical artificial potential field is constructed in Cartesian space, which provides the heuristic information, effective distance to the goal and the motion direction for the motion of the robot joints. Secondly, a genetic algorithm, combined with the heuristic rules, is used in joint space to determine a series of contiguous configurations piecewise from initial configuration until the goal configuration is attained. A simulation shows that the method can not only handle issues on path planning of the articulated robots in environment with complex obstacles, but also improve the efficiency and quality of path planning.