基于拉格朗日方程的4-DOF机器人运动分析

以4-DOF串联机器人为例,对影响机器人末端执行器轨迹偏差的各种影响因素进行了分析,同时建立了机器人的误差模型。选取5个任意点作为机器人在搬运物品时的运动轨迹,根据机器人逆运动学来求解方程而得到各个关节的转角变化方程式,计算出机器人的正运动学模型,并通过Matlab仿真得到机器人运动的理论轨迹;应用拉格朗日方程建立机器人的动力学方程,分析了机器人运动时的重力、惯性力影响机器人运动的实际轨迹与理论轨迹的偏差。结果说明,在机器人的设计及制造装配过程中,通过控制结构误差的大小,可以降低机器人在高速运行时的轨迹误差,为不同精度要求的机器人结构设计提供简单、有效的理论支持。     

双轮自平衡机器人研究

双轮自平衡机器人是一种具有模块化系统、稳定性较强、有很大拓展空间的新型机器人产品,在很多行业都有很大的市场前景,同时具有一定的科学研究价值。文章以双轮自平衡机器人国内外的研究现状为研究基点,探讨目前领域内双轮自平衡机器人仍存在的一些问题,进一步研究对未来双轮自平衡机器人发展的展望,以期我国双轮自平衡机器人事业可以更好地发展。     

二轮自平衡机器人系统设计

二轮自平衡移动机器人在狭小空间中具有较高的适用性,是一种典型的欠驱动系统.文章研究了二轮自平衡机器人的动力学建模方法,完成了控制系统设计,基于Simulink实现了二轮自平衡机器人仿真和控制程序一体化设计,缩短了开发周期.设计了以STM32单片机为核心的二轮自平衡机器人控制器,基于Simulink编程方式实现了机器人的...     

自平衡机器人的模糊-PD控制

由于自平衡机器人是一种两轮左右平行布置的机器人,像传统的倒立摆一样,它的本身是一个自然不稳定体,必须要施加强有力的控制手段才能使之稳定.为了提高两轮自平衡机器人设计的可靠性,针对不稳定、非线性、强耦合的两轮自平衡机器人系统,运用牛顿力学方法建立了转向运动的数学模型.在模型中建立了模糊控制器,并用模糊控制加比例控制的方法...     

两轮自平衡机器人控制系统设计与实现

本文对两轮自平衡机器人控制系统的相关问题进行了简要论述,简单介绍了自平衡机器人的平衡控制机理,对控制系统中主要的硬件设计问题进行一定阐述,在结合工作实践的基础上,提出了几点控制系统实现的注意事项,为以提升两轮自平衡机器人的控制系统的控制有效性,保证控制系统功能的实现提供参考。     

多传感器滤波算法下的两轮自平衡机器人控制

文中旨在实现两轮自平衡机器人更加稳定的姿态控制的研究,选择STM32作为开发平台,针对在对两轮平衡车姿态检测过程中存在一定的噪声干扰和测量误差的问题,设计了一种基于卡尔曼滤波的由多个传感器数据融合的方法。在更好地融合了多组陀螺仪与加速度计的数据,同时减少了存储量,得到更准确更稳定的角度值。控制结果表明,卡尔曼滤波方法下的多组传感器数据融合的姿态检测方案,能够更好地有助于系统抑制噪声,使得自平衡机器人的姿态调节更加稳定,更有利于机器人系统的控制。     

自平衡人形机器人动作控制器的设计

为了解决自平衡人形机器人多关节协调控制问题,提高系统控制品质,借鉴计算机系统结构中的分层结构体系思想,提出了一种新的自平衡人形机器人动作控制器的实现方法,并根据该动作控制器设计出了一种相应的控制方法,可帮助机器人系统较好地实现任务的自组织分配,使机器人的平衡控制达到了很好的效果。     

两轮同轴机器人的自平衡控制研究

研究了一种控制两轮同轴机器人平衡的新方法。通过改良两轮机器人的总体机械结构,将整个机器人的重心降到轮轴高度下方或者维持在通过轮轴的垂直平面内,在轮轴下方外加平衡摆杆以调节机器人重心,使之平衡,解决两轮自平衡机器人非线性、强耦合和绝对不稳定的特点。利用ARMStm32系列单片机实现控制,陀螺仪EWTS86和双轴加速度传感器ADXL330相结合提供一个惯性基准,感知两轮同轴机器人位姿和倾角,进行平衡协调;通过PID调节和卡尔曼滤波,实现机器人轮子转速控制和平衡杆的平衡控制的有机统一。     

基于变增益自抗扰技术的机器人轨迹跟踪控制方法

本文针对机器人轨迹跟踪控制精度和初始峰值问题,提出一种变增益自抗扰控制器轨迹跟踪控制方法.首先,采用跟踪微分器将逆运动学解处理为插值点区间,设定插值点选取规则及冲击力目标函数.然后,根据目标函数选取插值点拟合得到的轨迹曲线.最后,在考虑机器人动力学下设计轨迹跟踪控制器.仿真和实验结果表明,优化的方法冲击力减少39.8％...     

五轴框架式机器人激光加工系统轨迹算法研究

在集成化智能激光加工系统工作原理的基础上提出了五轴机器人的激光加工轨迹算法。将三维离散数据点集拟合为空间参数曲面 ,在此参数曲面上规划五轴激光加工的等距轨迹。给出了冲压模具激光强化加工实例 ,取得了理想的加工效果。     

基于Matlab和Adams的自平衡机器人联合仿真

为检验自平衡机器人控制系统的准确性及其动静态性能,采用Matlab／Simulink和Adams建立虚拟样机系统的方法。通过建立机器人的状态空间方程并利用LQR方法配置系统极点,设计出状态反馈控制器。分别在Simulink和Adams中建立机器人的控制系统和机械仿真模型,利用二者实现对机器人的联合仿真。仿真结果表明,所设计的控制方法能实现机器人平衡,并具有良好的动静态性能。     

一种高动态性能数字DC-DC算法建模与芯片设计

降压型DC-DC模块在手机、笔记本等便携式设备中应用极其广泛,它能给基带芯片提供不随负载变化的稳定电压,使整个设备正常工作.随着消费电子的发展,复杂的功能转换导致基带芯片负载的快速变化,因而要求电源芯片有更好的动态性能.采用直接数字法对DC-DC进行建模,利用根轨迹与开环波特图来联合设计补偿函数,并设计新的电路结构,将整个算法压缩至一个周期内完成,仿真达到良好的动态响应.最后以手机基带芯片供电这一应用为背景,采用UMC 0.18 μm工艺,完成了全部芯片设计,其工作频率为1 MHz,输入电压变化范围为3.3 V到2.4 V,输出电压为1.25 V,纹波小于0.5%,负载变化范围为50 mA到800 mA,电压稳定时间小于140 μs.     

机器人教育与机器人产业

机器人是信息技术发展的重大飞跃。随着教学机器人在理工科大学教学中的普及,信息技术基础教育未来发展的趋势必然是向机器人教育转移。目前,大学的机器人教育已远远落后于国内中小学,大学的机器人教育不能停留于相关机器人的赛事上,必须像30年前抓计算机基础教育一样,才有可能实现中国机器人产业的跨越式发展。     

质量平衡原理在仿人形机器人机械臂设计中的应用

机器人的设计过程中,机器臂的设计对机器人的操作性能有着十分重要的影响。以质量平衡原理为基础,通过关节驱动电机自身的质量实现了对自行研发的YJP-1型机器人的机械臂的优化设计,具体的实践表明,以质量平衡原理为理论基础的机器人机械臂系统的设计方式能有效减小机械臂动力系统的耦合惯量的影响,同时也能有效减轻驱动电机负载。     

Motoman机器人的技术分析与应用

Motoman机器人是一种新型智能设备，用来完成74cmPF管的外涂石墨刷涂任务。本文着重论述了Motoman机器人的技术性能及在生产线兼容改造过程中64cmPF管的外涂刷涂软件的开发制作、外涂轨迹示教和相关问题的解决方案等实用技术。     

乒乓球机器人核心算法研究综述

作为一个集机器视觉与运动控制于一体的综合性研究平台,乒乓球机器人研究一直备受关注,其机械机构、视觉算法和运动控制的复杂性以及高实时性是阻碍乒乓球机器人发展的重要因素。为了提高乒乓球机器人的竞技性,需要解决乒乓球旋转测量、运动轨迹精确预测及击球策略选择等难题,这也是近几年乒乓球机器人的研究重点。基于近年来此领域的研究进展,文中对乒乓球机器人的视觉核心算法、回球核心算法等研究成果进行着重介绍,分析不同算法的优缺点并对未来研究趋势进行展望,为乒乓球机器人的研究与设计提供了参考依据。     

两轮自平衡机器人系统设计、建模及LQ控制

设计一个以TMS320F2812DSP为控制核心、2个独立驱动的同轴直流电机为执行机构的两轮自平衡机器人,其姿态传感器包括倾角仪、速率陀螺和电机编码器。依据经典牛顿力学建立线性系统数学模型,采用LQR方法得到系统的反馈系数后,进行系统仿真实验和实际物理系统实验。实验结果表明,该系统的建模和控制器的设计是合理和有效的,且所设计的DSP控制程序可以方便的实现其他控制算法,并且可得到系统运行时各状态的值,为数据分析和传感器信号的处理提供方便。     

基于激光定位的机器人加工轨迹规划

随着机械化生产的逐渐实现,加工机器人的应用范围越来越广泛。在此背景下,为提高机器人加工精度,针对基于机器视觉、COMS工业相机以及CAM的三种机器人加工轨迹规划方法无法准确跟踪给定轨迹,导致规划轨迹与期望轨迹存在较大误差的问题,提出一种基于激光定位的机器人加工轨迹规划方法。该方法首先利用激光雷达方法测量机器人与待加工目标之间的相关信息,然后利用激光跟踪仪进行误差标定,最后将误差标定结果作为改进蚁群算法迭代条件,通过多次迭代生成机器人加工轨迹。实验测试结果表明:与基于机器视觉的规划方法、基于COMS工业相机的规划方法以及基于CAM的规划方法相比,基于激光定位的机器人加工轨迹规划方法应用下,规划轨迹与期望轨迹拟合优度提高0. 07、0. 05、0. 08,轨迹定位误差较小,基本达到预期目标。     

激光扫描的机器人运行轨迹高精度与实时性追踪

为提高机器人运行轨迹追踪的精度,提出了基于激光扫描的机器人运行轨迹高精度与实时性追踪方法。通过三次一维傅里叶-梅林变换运算,简化运算复杂度;利用角点特征提取策略,进一步精准定位机器人的运行轨迹;采用非极大值抑制策略处理所得角点函数,令各物理角点与角点特征一一对应;展开坐标标定,减小位置偏差与角度偏差;经无线网络传输运行轨迹数据至服务器终端进行数据融合,明确机器人轨迹坐标;引用卡尔曼滤波器处理融合后的坐标结果,降低机器人轨迹追踪偏差;在滤波处理阶段中选用分散滤波模式,应对机器人在水平与垂直方向上的弱耦合性。实验结果表明,本文方法对机器人的运行轨迹追踪与期望轨迹的误差平均保持在0.02 m以内,当期望轨迹呈大幅连续变化时,本文方法的稳态用时较短,在100 ms内即可调整回期望轨迹且整体偏差较为稳定,跟踪机器人运行轨迹的耗时平均为85 ms。