新型微型机器人仿真系统建模研究

提出了根据流体润滑理论，建立了微型机器人仿真的系统模型，采用VC 6．0和OpenGL开发了三维动画仿真系统。最后给出了应用该系统进行仿真的一个例子，为微型机器人的研究提供了有效的仿真数据。     

压电式微型仿生六足分节机器人结构设计与加工工艺研究

介绍了压电式微型仿生六足分节机器人的理论设计原理,阐述了适用于该微机器人的动力学模型,研究了该微机器人机身和压电驱动器的加工工艺,并对加工出的压电驱动器进行了测试和分析。把在微机械方面应用极广泛的压电驱动器应用到微型仿生六足分节机器人上,结构简单、新颖,不仅使微型仿生机器人在驱动研究的新领域有所突破,还使其在整体机械结构设计上有所创新。     

基于SMA驱动的微型机器人系统

本文提出了一种基于SMA驱动的刚/弹耦合式微型蠕动机器人,该机器人的特殊结构不但显著地增大了其移动速度,而且使该机器人具有了主动转弯能力,在一定程度上克服了目前SMA机器人移动速度慢、只能被动转弯的缺点.同时,该机器人利用两组偏心轮自锁机构及相应的平行四边形换向机构使其具有双向移动能力.文章最后对该机器人的控制系统进行了介绍.     

微型足球机器人惯性分析及结构优化设计

介绍了足球机器人系统的基本设计思路,对该系统的惯性特性进行了重点分析,提出了控制机器人惯性特性的一般方法.并结合优化设计原则讨论了几个重要的设计指标,为微型足球机器人结构优化设计提供理论依据和帮助.     

一种新型医用微型机器人的驱动研究

提出了一种新型可进入人体内腔和血管的医用微型机器人,理论分析研究了各参数对该机器人轴向牵引力和最小粘液膜厚度的影响,从而为该机器人在内腔和血管中快速地悬浮式运行创造条件.     

呼吸道主动监测微机器人系统设计及研究

设计了一种呼吸道主动监测微型机器人系统,用于实时测量重症监护机械通气中的主要呼吸力学参数.该机器人系统采用三自由度气动人工肌肉驱动器驱动,通过气囊钳位.介绍了机器人机体的构造和运动原理,建立了机器人的动态模型.提出一种模糊小波神经网络控制器对机器人进行控制.将采用模糊小波神经网络控制器与采用小波神经网络控制器及模糊神经网络控制器的控制系统仿真结果进行比较.仿真和实验结果都说明模糊小波神经网络控制器有效地改善了机器人的静动态特性,具有更快的训练速度和更好的控制效果,是一种理想的临测机器人系统控制方法.在猪气管中进行了初步实验,在机械通气情况下监测了气管末端的压力和温度参数.初步的研究结果表明,该柔性驱动的机器人系统可用于主动动态监测人体呼吸道中的呼吸参数.     

磁弹性微型游泳机器人在外部干扰和复杂路径下的精确跟踪控制

基于磁弹性复合材料设计一种毫米级微型游泳机器人,利用三维亥姆霍兹线圈实现空间均匀磁场对机器人的无缆驱动,通过时变旋转磁场来改变机器人的运动姿态,从而实现机器人的游泳动作。介绍微型游泳机器人结构及制作流程,并利用Abaqus建立仿真模型,通过有限元仿真和试验对机器人的游泳特性进行对比分析,研究磁场频率、强度对游泳速度的影响。在此基础上,采用改进型视距导航控制方法提高游泳机器人的抗干扰能力,同时提出一种速度模糊自适应算法和头尾转换控制实现了对复杂规划路径的精确跟踪,试验结果表明,该算法能克服常规匀速视距导航控制易发生跟踪点丢失、无法再次回归跟踪路径等缺点,并能很好地减小路径跟踪误差,为磁控微型游泳机器人的精确控制提供了新思路。     

基于有限元的微型机器人足部仿真分析

本文在分析了微型机器人足部工作原理的基础上,基于多物理场耦合原理,利用COMSOL多物理场耦合分析软件建立了微型机器人足部三维电-热-结构耦合仿真模型,模拟并研究了微型机器人运动过程中足部的温度场以及弯曲变形行为。微型机器人足部弯曲变形等行为的模拟仿真结果与实验结果取得了很好的一致性,因此本文所建立的有限元模型可以用来预测微型机器人足部的弯曲变形等行为,对微型机器人关键零部件单元的研究设计具有一定的指导意义。     

基于自适应模糊PID控制的气动微型机器人系统

根据尺蠖蠕动原理，研制了一种具有三自由度的微型蠕动机器人内窥镜诊疗系统，该机器人由空气压橡胶驱动器驱动，通过气囊钳位。设计了电一气脉宽调制伺服系统控制机器人的移动，建立了微型蠕动机器人控制系统的动态模型，以一种简化的自适应模糊PID方法控制机器人，将模糊控制器辨识的输出作为PID控制器的输入不断改变控制参数。在自适应模糊PID控制下对系统进行了仿真并进行了实验，结果证实该方法弥补了模糊控制与PID控制的不足，使系统的动静特性都达到预期效果，是一种理想的气动微型蠕动机器人控制方法。     

钕铁硼永磁体微型机器人转矩的分析

研制了一种外磁场控制的永磁体式微型管内机器人,提出了基于等效磁荷法中的磁矩传递力矩对永磁体式微型机器人传递力矩进行了分析计算,建立了传递力矩的数学模型,这将对永磁体式微型机器人的理论研究与实际应用具有指导作用。     

Optimal robot operation and selection using quality and output trade-off

This paper presents a two-stage model for industrial robot operation and selection in a multi-product manufacturing system. The quality of the production process is related to robot repeatability and the output rate is related to robot speed. Robot repeatability deteriorates with increased speed. In the second stage, a one-period robot operational model maximises the expected profit of a risk-neutral decision maker, leading to optimal robot speed and production quantity decisions. Using the optimal speeds and quantities of the operational model and taking into account demand uncertainties, the first stage robot selection model is solved.     

6650型工业机器人运动学分析

以6650型六轴工业机器人作为研究目标,利用D-H表示法建立该机器人的连杆模型与连杆坐标系。得到机器人杆件几何参数和关节变量,进而推导出该机器人的运动学方程,并由此计算出机器人的工作空间,为机器人的轨迹规划及运动提供一定的数学基础。     

基于磁钉阵列的牛舍清洁机器人导航系统研究

针对无人机器人牛舍清洁的需求,提出一种基于机器人模型、磁钉修正算法、纯跟踪算法的导航控制系统。因机器人模型受外界干扰大,单纯靠模型实时定位存在累计误差,故在机器人移动的路径上,每隔一段距离设计1个磁钉,在磁钉位置修正机器人的位置误差,并利用纯跟踪算法精确按照设定路径运行。该系统利用机器人模型计算实时航向值替代磁力计,降低硬件成本,且在工程上易于实现。     

基于ADAMS的五自由度机械手运动学仿真

利用三维实体建模软件Pro/E建立五自由度机械手的实体模型,并导入多体系统动力学仿真软件ADAMS中对其进行运动学仿真分析,使机械手整个运动过程直观化并对机械手的动力学分析及控制奠定了基础.     

剪枝机器人的虚拟样机建模与运动学分析

为了解决园林果树枝条修剪作业的效率低和成本高等问题,提出剪枝机器人的研究,首先利用UG软件对剪枝机器人建立三维模型,接着用改进的D-H法建立运动学的数学模型,由此推导出运动学方程,进而得到机器人的结构参数。为验证结构设计和运动学方案的合理性,由Matlab求出机器人的工作空间,在ADAMS 中建立虚拟样机模型,进行了机器人正逆运动学仿真分析,采集数据并输出运动曲线,为控制系统和轨迹规划的设计,以及物理样机的制造提供了理论依据。     

一种人形机器人气动导航主动控制系统

为解决人形机器人导航控制智能化水平较低,自适应程度不高的问题,设计了一种基于北斗导航的人形机器人气动导航主动控制系统。建立了人形机器人运动学数学模型,研发了机器人气动导航控制系统,通过国家2000坐标下导航实验,对模型和系统进行了实验验证。结果表明:建立的运动学数学模型和导航控制算法是合理的,研发的气动导航主动控制系统可满足人形机器人的气动导航主动控制要求,有效提升了人形机器人导航控制的智能化程度。     

轮式移动机器人路径跟踪控制方法研究

针对轮式移动机器人的路径跟踪问题,提出了一种基于动态预瞄的移动机器人路径跟踪控制方法。根据差速轮式移动机器人运动学模型和实时位置信息,建立路径跟踪偏差模型,并采用构建虚拟运动路径的方式设计移动机器人路径跟踪控制方法,结合路径跟踪偏差模型,实时调整移动机器人的运动状态,不断缩小运动过程中的偏差,最终实现路径跟踪。实验结果表明,所设计的移动机器人路径跟踪控制方法能够实现高精度的路径跟踪控制,同时具有良好的可靠性,平稳性。     

仿生直立双足机器人的稳定性控制算法

仿生直立双足机器人共有7个旋转自由度,对其稳定性控制是保证双足机器人稳定行走和姿态变换的关键。传统方法中对仿生直立双足机器人的稳定性控制采用二自由度超外差控制方法,对直立双足机器人抓握和操控的运动规划效果不好。提出一种基于末端效应逆运动学分解的仿生直立双足机器人的稳定性控制算法,构建了仿生直立双足机器人运动学结构模型,采用末端效应逆运动学分解方法对机器人的运动学模型进行七自由度重构,在重构的运动学状态空间中实现仿生直立双足机器人稳定性控制,实现控制算法改进。仿真结果表明,采用该算法进行机器人稳定性控制,机器人行走过程中各个机构部件具有稳定运动学参量的输出,仿生双足机器人的控制机构参数仿真结果与理论值在一定的波动范围内相符,保证了机器人在行走和各种行为动作实施过程的姿态稳定性。     

基于反馈控制的仿人机器人步态规划

为了解决仿人机器人离线步态规划中机器人难以跟踪期望步态的问题,建立了仿人机器人的简化三连杆模型,并运用拉格朗日力学对模型进行了动力学分析,包括机器人单腿支撑期和双腿支撑期以及整体步行模型,在此基础上,提出将混杂系统的输出作为机器人的规划步态函数,设计了反馈控制器来实时调整机器人的实际步态。仿真结果表明,所设计的反馈控制器能够很好地调整机器人步态。     

A QP Artificial Neural Network inverse kinematic solution for accurate robot path control

In recent decades, Artificial Neural Networks (ANNs) have become the focus of considerable attention in many disciplines, including robot control, where they can be used to solve nonlinear control problems. One of these ANNs applications is that of the inverse kinematic problem, which is important in robot path planning. In this paper, a neural network is employed to analyse of inverse kinematics of PUMA 560 type robot. The neural network is designed to find exact kinematics of the robot. The neural network is a feedforward neural network (FNN). The FNN is trained with different types of learning algorithm for designing exact inverse model of the robot. The Unimation PUMA 560 is a robot with six degrees of freedom and rotational joints. Inverse neural network model of the robot is trained with different learning algorithms for finding exact model of the robot. From the simulation results, the proposed neural network has superior performance for modelling complex robot’s kinematics.