柔性机器人协调操作的无内力载荷分配

为解决柔性机器人协调操作系统的逆动力学问题，提出一种无内力载荷分配法。该方法首先在操作空间基于无内力的原则规划载荷分配系数，然后在关节空间以关节输入力矩最小为目标确定机器人各个关节的输入力矩。以2个3R柔性机器人协调操作刚性物体为例，验证了该方法的有效性。     

柔性机器人协调操作的无内力载荷分配

为解决柔性机器人协调操作系统的逆动力学问题,提出一种无内力载荷分配法。该方法首先在操作空间基于无内力的原则规划载荷分配系数,然后在关节空间以关节输入力矩最小为目标确定机器人各个关节的输入力矩。以2个3R柔性机器人协调操作刚性物体为例,验证了该方法的有效性。     

多机械手协同的无内力抓取及动载的分配

讨论了多机械手协同系统的无内力抓取及相应的动载分配方法。对两个PUMA机械手协同操作同一物体的情况,进行了无内力分配原则下系统动载在关节空间的分配的数值分析。     

多机械手协同的无内力抓取及动载的分配

讨论了多机械手协同系统的无内力抓取及相应的动载分配方法。对两个ＰＵＭＡ机械手协同操作同一物体的情况,进行了无内力分配原则下系统动载在关节空间的分配的数值分析。     

视觉引导下机器人任意轨迹跟踪试验研究

建立一种实用的视觉引导下的工业机器人对一般形状、任意轨迹运动物体的跟踪系统。视觉系统采用合作目标识别的方法从图像中提取出目标物体,基于直接线性变换方法实时计算得到运动物体的位置信息。利用机器人关节空间的路径规划和路径修正命令实现对物体跟踪。     

多机器人系统关节驱动力矩调节的加权系数法

讨论了调节多机器人协同系统在关节空间的动载协调分配的加权系数法,并应用数值方法针对2个PUMA机器人协同操作同一物体的情况,研究了加权系数对系统加载在关节空间协调分配的影响。     

基于激光深度传感器的仿人机器人动作示教

针对机器人的运动示教问题,提出了一种基于激光深度传感器的示教系统。利用激光深度传感器能够快速准确获得人体各关节空间三维坐标的性质。通过分析机器人的关节构型,推导出由笛卡尔坐标空间到关节空间的转换公式,利用该公式,能够实现人体各关节转角的实时计算,进而实现对机器人的简单快捷的运动示教。为了在平滑数据的同时避免延时,提出了一种基于速度的有选择均值滤波法。将该示教方法应用在BioROBO仿人机器人上,试验结果证明了该方法的有效性。     

多指灵巧手基于广义力椭球的最优抓持规划

首先在抓持系统的力旋量空间中 ,建立了关节力矩与物体外力的关系 ,定义了整个手物体抓持系统的雅可比矩阵。按照关节空间和物体空间的力的映射关系 ,提出了广义力椭球和内力椭球。在此基础上 ,定义了抓持系统的最优抓持能力和最优内力。最后 ,按抓持能力和最优内力对多指灵巧手进行最优抓持规划     

基于Matlab的机器人轨迹仿真及关节控制

首先根据标准D-H参数法建立六关节臂型机器人的连杆坐标系,推导出运动学正解和逆解的方程,然后在Matlab中搭建了机器人仿真模型。运用Matlab机器人工具箱分别从关节空间和笛卡尔空间两方面进行机器人轨迹规划仿真,并基于关节空间生成的轨迹数据实现了机器人关节硬件在环控制和轨迹实时跟随。实验结果表明,该模型可以准确地实现机器人关节轨迹控制,其为机器人控制开拓了新的道路。     

空间多机器人协同运动规划研究

面向空间在轨装配任务提出基于优先级的多机器人协同运动规划方法。多机器人系统包括一个7自由度操作机器人和一个13自由度超冗余照明机器人。采用两种规划方法规划高优先级的操作机器人,即关节空间点到点的离线路径规划和基于伪逆的笛卡尔空间在线运动规划。针对低优先级的超冗余照明机器人,将操作机器人视为已知障碍,采用基于A~*算法和末端轨迹跟随的可重构运动规划方法,将运动规划分解为末端路径规划和机器人各关节对轨迹的跟随问题,并验证算法的可重构性。采用具有特定运动学形式的机器人模型进行仿真试验,仿真结果表明,提出的各个机器人的运动规划方法均能有效满足任务需求,且照明机器人的运动规划算法具有可重构性,多机器人系统基于优先级的协同策略能够满足空间在轨装配任务需求。     

柔性机器人协调操作的动力学建模和轨迹跟踪

首次基于绝对坐标 ,建立了具有柔性关节和柔性臂的机器人协调操作刚性负载的动力学模型。由此推导出了协调操作的正动力学模型。由提出的载荷分配方法 ,以被操作物体质心的实际位置而不是名义刚性位置跟踪期望轨迹 ,建立了柔性机器人协调操作的逆动力学模型。此方法可使机器人非常准确地实现期望轨迹。文中就两个具有柔性关节和柔性臂的机器人协调操作刚性负载为例 ,验证了本方法的有效性     

Load distribution and joint trajectory planning of coordinated manipulation for two redundant robots

In this article, the problems of load distribution and joint trajectory planning in the coordinated manipulation of two redundant robots are researched. First, three optimal schemes, minimum load method, minimum torque method and multiple criterion method, are proposed. Because the quadratic programming is avoided in these methods, the computation amount is reduced greatly so that they are feasible for real-time control. Besides, the computation stability and global characteristics of these methods are improved obviously by using multiple criteria (including joint accelerations). Then, a simulation example for two planar 3R redundant robots handling a single object is presented and simulation results are analysed intensively.     

柔性机器人臂协调操作的协调性

针对具有柔性臂和柔性关节的机器人协调操作刚性负荷，由载荷分配法分配载荷，以物体实际的质心位置为边界条件并且等于期望的轨迹，建立了具有柔性臂和柔性关节的机器人臂协调操作的逆动力学模型。这种基于绝对坐标的逆动力学模型可使各协调机器人保持很好的协调，并且较准确地实现期望轨迹。通过与通常的方法相比，分析了影响机器人协调操作的协调性的因素，实例验证了有效性。     

柔性机器人协调操作的冗余驱动

针对具有柔性关节和柔性臂的机器人协调操作刚性负载时,其逆动力学问题存在冗余驱动这种情况,提出了一种载荷分配方法。将这种分配方法与基于绝对坐标并以期望轨迹为实际边界条件的逆动力学模型相结合,可以有效地解决冗余驱动问题。文中就两个具有柔性关节和柔性臂的３Ｒ机器人协调操作刚性负载为例,验证了本方法的有效性。     

Dobot型机器人运动学分析与仿真

为了获得Dobot机器人的正逆解计算公式、避免解被丢失的可能性和保证角的精度,根据该型机器人的结构特点,运用D-H法建立了机器人的坐标系和运动学方程,进行了正逆运动学的分析,将双变量反正切函数应用到了逆解的表达式中。针对逆解多解和运动平稳性问题,对笛卡尔空间中利用直线插补和调用逆解公式求出的关节角序列进行了分析研究,提出了运用动态规划算法选出一组最优解序列,再利用三次B样条插值进行了连续化处理,并进行了实例验证和Matlab软件仿真。研究结果表明,利用该算法能够选出一组最优解和保证机器人运动的平稳性,为该型机器人的应用及轨迹规划与控制器的研究打下基础,所运用的算法和思想也适用于其他类型的多关节机器人。     

双机械臂协调系统的一类最优轨迹规划方法

针对双机械臂搬运单一物体的协调操作系统，提出了一类有效的最优关节轨迹规划方法。该法在机械臂的关节空间内采用分段归一化的无因次量，将其运动轨迹与运动时间解耦，运用非线性规划法优化无因次量运动轨迹。将所规划的无因次轨迹方程作为机械臂产生实际运动轨迹的发生器，由双臂的运动学约束条件和爪端所允许的不协调误差及各手臂的取道点，即可快速生成所期望的系统运动轨迹。为保证双臂能充分协调运动，提出了调整因子的概念。     

冗余自由度机器人性能指标的二次特性及其优化方法

指出了冗余自由度机器人优化的多种性能指标及其加权综合指标对单个关节的关节加速度具有二次抛物线关系。由此，提出一种通过对抛物线插值寻求综合性能最优解的方法。同时，本文还将冗余自由度机器人运动学和动力学求优化解的过程，转化为非冗余自由度机器人运动学和动力学求解，以便直接利用各种高效率的非冗余自由度机器人计算方法。