挖掘机器人遥操作的实现

针对现有半自主遥控挖掘机器人存在的不足,提出一种基于动作的挖掘机器人遥操作控制方案。首先在综合论述该遥操作系统控制原理基础上,重点阐述了挖掘机各工作装置遥操作的实现,并搭建基于动作的挖掘机器人遥操作实验平台进行实验验证。结果表明:该遥操作系统不仅设备简单轻便,操作灵活,而且主-从端跟随性能良好,能达到挖掘机遥操作作业的基本要求,为挖掘机器人遥操作系统的开发与设计提供参考。     

基于虚拟现实的空间机器人遥操作地面实验研究

以空间机器人在轨服务为背景,建立了基于虚拟现实的机器人臂/灵巧手遥操作地面实验系统,模拟了空间机器人遥操作的情形.系统主要包括虚拟环境建模、人-机交互接口设计、机器人运动学建模和时延模拟环节.利用该遥操作系统,在模拟的地面-空间大时延（约10 s）遥操作条件下,完成了销孔装配的典型空间装配任务.验证了在结构化环境中遥操作时,虚拟现实技术克服大时延影响的有效性.     

遥操作工程机器人双目视觉定位

针对遥操作工程机器人的视觉定位问题,提出一种基于神经网络的双目立体视觉定位方法。利用工程机器人特征点的二维图像坐标和三维世界坐标建立成像系统的神经网络模型,据此在线获取机器人的位置信息。该方法不需要求出摄像机的内外参数,同时无需考虑镜头的畸变和两相机的相对位置关系,而是隐含在神经网络中,这将简化定位计算的复杂性。实验表明,该方法简单有效,定位精度满足工程要求,可为网络环境下遥操作工程机器人的位置反馈控制提供技术参考。     

多关节连续体机器人的运动分析与遥操作技术

设计了一种多关节线驱动连续体机器人,该机器人共有4个弯曲自由度和1个进给自由度。建立了该连续体机器人的运动学模型,利用MATLAB对其工作空间进行了分析。针对Geomagic Touch设计了三种主从映射算法,实现了连续体机器人的主从异构遥操作控制。通过实验验证了主从控制算法的正确性,展示了连续体机器人良好的弯曲能力,表明该连续体机器人具有一定的控制精度和良好的跟随能力。     

协作机器人遥操作运动学映射与导纳控制策略研究

为了提高主从异构型遥操作系统的安全性,提出了一种混合控制方法。首先,对机器人与力反馈设备间的运动学映射方法进行研究以实现主从异构型机器人的运动控制。其次,为了提高机器人与环境交互的安全性和稳定性,采用导纳控制实现对机器人末端接触力的控制。同时,采用角色分配的方法在线调整运动映射和导纳控制的角色因子,实现两种控制方式的融合。实验结果表明,与采用力反馈的位置控制相比,该方法在操作效率和安全性上具有更高的性能。     

网络机器人遥操作实现研究

通过将网络与机器人合成,设计了一个网络遥操作系统.该系统采用C/S体系结构.操作者在客户端通过观察图像和距离信息,操纵游戏杆控制远程的移动机器人完成基本的运动和避开障碍物的运动.实验验证了遥操作系统的可行性和合理性.     

遥操作机器人运动的实时三维监控方法研究

针对一般遥操作机器人实时运动监控的不足之处,提出一种新型遥操作机器人运动实时三维监控方法。首先根据遥机器人外形建立一个虚拟机器人三维外观网格模型,再根据机器人本体内部的关节及其他运动机构的位置,建立一个内嵌于网格模型下的骨骼模型;经过坐标、数学模型转换,把遥机器人运动学模型应用到虚拟机器人骨骼模型上,实现遥机器人与机器人骨骼模型的运动学模型一致。通过无线发送把遥机器人运动数据传输到监控端,利用Direct3D编程计算把运动数据转换成虚拟机器人运动指令,运动指令控制骨骼模型运动,骨骼模型的运动同时驱动虚拟机器人三维网格模型运动,虚拟机器人三维模型将产生一个与遥机器人同步运动的动画,从而实现了对遥操作机器人运动的三维监控。     

冗余度机器人遥操作系统的建立

冗余度机器人具有比完成指定任务更多的自由度，因而能利用其多余的自由度来进行避障、回避关节奇异、减小运动能量等各种运动学与动力学优化。首先采用梯度投影算法对上述3种优化进行了测试，得到满意的梯度投影函数及各种系数。在此基础上，构建虚拟机器人，并联接罗技力反馈手柄，组成力反馈遥操作系统。     

基于Web的机器人遥操作系统

Internet连接了全球的计算机,它为人们提供了分享数据、图片、影像甚至实时影像的机会,但与远程地点的真实交互是离不开机器人这样的职能设备的.遥编程技术的提出为这些问题的解决开辟了一条很有希望的道路.应用这一技术,实现了一个基于Web的机器人遥操作实验系统.     

基于CNN-GRU的遥操作机器人操作者识别与自适应速度控制方法

传统空间遥操作系统中从端机械臂的运动速度完全取决于操作者的操作速度.为了提高空间遥操作系统的安全性,提出了一种基于操作者操作速度识别的自适应速度控制方法.结合深度学习的理论,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)和门控循环单元(GRU)神经网络的融合模型来对操作者的速度进行识别分类.选取了九位受试者构建操作者速度样本库,...     

基于神经网络的机器人鲁棒跟踪控制

针对具有参数不确定以及外部扰动的机器人系统,提出了一种基于神经网络的鲁棒跟踪控制策略。鲁棒补偿控制器用于消除系统参数以及外部干扰引起的不确定性的影响,再利用神经网络学习系统不确定性未知上界。仿真结果表明,方法能有效克服机器人系统模型的不确定性和外部干扰,具有良好的鲁棒性和控制性能。     

遥操作机器人系统的位置差-力差双向控制策略研究

针对目前遥操作机器人双向控制策略中所存在的力反馈冲击过大及主、从手间的位置跟随特性差等问题,综合传统的位置对称型和力偏差反馈型控制方法的优点,提出新型的位置差-力差双向遥操作机器人控制策略.通过仿真验证了所设计控制器的有效性.仿真结果表明,所设计的控制器,既解决了力反馈冲击问题,又提高了主、从位置跟随精度,从而提高了遥操作机器人系统的操作性能.     

空间机器人遥操作系统设计

为了帮助操作者快速直观地规划空间机器人轨迹,开发了一种遥操作系统,该系统由预测仿真 软件、图像监控软件、任务规划软件和手控器４个子系统构成。基于遥操作系统进行了３项实验。一是对于 系统的双边力反馈功能进行了实验,操作者可以根据时延大小实时调整手柄运动的速度;二是进行了单关 节故障仿真实验,通过容错规划后空间机器人仍能以固定姿态完成观测成像任务;三是进行了碰撞检测仿 真实验,利用实时遥编程功能可以验证规划路径的合理性,避免碰撞发生。     

遥操作插管手术机器人灵活度分析

提出一种双臂各六自由度插管手术机械人结构,通过对其进行运动学正解算和逆解算,进行机构灵活度分析.通过Matlab仿真灵活度曲线,确定机器人结构参数,并给出机器人工作的灵活工作空间.     

机械手分散CMAC控制器

针对机械手动力学模型未知情况 ,采用类似于计算力矩法的控制器结构 ,设计了基于 CMA C神经网络分散控制器作为非线性估计器、PD控制器作为跟踪外环的机械手控制方案。分析了该控制方案的稳定性 ,通过仿真验证了该控制方法的有效性。结果表明 ,在未知机械手动力学的情况下 ,控制系统的运行仍是有效的 ,并且不同于传统的自适应控制器 ,不需要计算回归矢量 ,也不必对系统参数做任何线性假设。由于采用分散CMAC结构 ,简化了控制器实现的复杂度 ,易于采用大规模可编程数字逻辑阵列和 ASIC数字电路予以硬件实现。     

机器人自动装配的神经网络规划方法

讨论了一种用神经网络来实现自动装配规划的方法。这种方法首先利用优先约束知识来表示所有产品零件的装配先后关系，然后利用Ｈｏｐｆｉｅｌｄ神经网络来求解满足此优先约束条件的最佳的产品装配序列，最后给出仿真结果。     

基于SFPM的遥操作工程机器人双目视觉定位

为解决遥操作工程机器人作业过程中视频图像传输的时延问题,建立了基于双目视觉的遥操作工程机器人定位系统,提出一种基于单特征点匹配(SFPM)的双目立体视觉定位方法。通过对机器人抓手和抓取物上的单特征点的特征检测和立体匹配,实现特征点的三维信息恢复,并将获取的二者空间坐标和相对距离实时反馈给操作者,为远程遥控机器人逼近并抓取目标物提供判断依据。实验表明:该方法能够对目标物实现快速准确定位,定位精度满足工程作业要求,可为遥操作工程机器人的视觉提示系统设计提供技术参考。     

基于神经网络的冗余度机器人动态最优化控制

进行了冗余度机器人动态最优化控制的研究,由于局部优化方法有一定的局限性,研究中采用了全局优化方法,基于全局优化的思想,提出了一种冗余度机器人的动态优化控制算法,由于控制算法在数值求解时的困难性,在算法中应用了神经网络,用其来逼近复杂的非线性函数,使问题求解得以简化,通过仿真验证,此控制算法能够获得良好的动态性能,运算速度快,具有工程应用的可行性。