基于变阻抗的人机协作避障技术研究北大核心

为避开随机出现在协作机器人工作环境中的障碍物,提出了基于变阻抗的人机协作方式实现避障。首先建立了人机协作时机器人末端的阻抗模型,然后在仿真软件中对阻抗模型中的参数进行分析;然后考虑到机器人工作任务的不同,设计了基于接触力和位置的变阻尼阻抗控制策略,并提出了协作系数实现对人机协作过程中主被动角色的确定,同时完成对整个人机协作控制系统的设计;最后设计相关实验,验证所提出的基于变阻抗控制的人机协作避障技术的有效性。     

面向人机协作中的安全物理交互仿真分析

以协作机器人Baxter为研究对象,面向人机协作中安全物理交互问题,提出利用Simscape Multibody工具箱建立协作机器人Baxter与人进行物理交互的仿真环境.针对人机协作任务中的安全物理交互问题,建立线性弹簧-阻尼系统用于模拟和计算人机协同任务过程中的接触力;利用计算力矩控制器和机器人逆动力学前馈实现机器...     

ABB推出面向未来的人机协作产品

2014年9月9日,全球领先的电力和自动化技术集团ABB为世界上首台真正实现人机协作的机器人YuMi揭开面纱。作为一款人性化设计的双臂机器人,YuMi兼具创新性和人性化设计的双臂机器人配有突破性功能,在全球范围内开启工业自动化领域的巨大潜能,将小件装配等自动化应用带入一个全新时代。工人和机器人可以和谐共处,共同完成同一个任务。YuMi在英文中是“你和我”协同工作的简称。     

基于人机协作的动力电池系统拆卸序列规划

为解决新能源动力电池系统目前主要为手工拆卸,而机器人不能独自完成拆卸的问题,提出一种基于人机协作拆卸序列规划的方法.首先根据零件间的连接关系和优先约束关系生成产品拆卸混合图,通过混合图中的AND/OR和有害零件优先拆卸关系得到连接关系和优先关系矩阵.然后以拆卸时间、成本和难度为优化目标,通过Pareto人工鱼群算法生成...     

安全人机工程学主动设计方法研究

安全人机工程学是人机工程学重要分支,本文总结现有安全人机工程学多种方法,认为安全人机工程学的研究朝两个方向发展,结合广义功率理论计算方法与安全可靠性理论,提出安全人机工程学主动设计方法,可以应用在相关产品安全防护设计中.     

基于机器学习的人机协调操作意图感知与控制方法研究

为了实现人机协作所需要的柔顺控制,需要机器人具有一定的合作经验。通过分析人进行意图识别的方法与过程,提出一种基于机器学习识别操作者意图的方法。建立了BP神经网络模型,对机器人进行意图识别离线训练,使其具有一定的合作技能,以便在合作过程中能够根据合作者的作用力和机器人的运动特征在线估计人的意图。该方法的优势在于克服了传统方法中建立人机合作模型困难,尤其复杂多变的人体运动模型,人体阻抗参数难以估计等缺点。实验结果证明:该方法减小了合作者作用力的同时,提升了人机协作的运动同步性,机器人柔顺性得以提高。     

面向虚拟现实人机协作焊接系统的运动控制策略

以发挥人的优势为目标,设计虚拟现实人机协作焊接系统的运动控制策略并研究其针对焊接任务的可靠性.远程协作焊接过程可以将空间六自由度控制器的输入信号转换为目标焊枪的位姿变化、速度变化或加速度变化.面向焊接的任务性质,设计静态位姿型、动态位姿型、速度型、加速度型四种控制策略.在虚拟现实环境下开发用于检验运动控制策略可靠性的焊接跟随试验测试分析系统,研究遥控焊枪跟随物体沿直线轨迹、曲线轨迹、空间曲线轨迹运动时,四种运动策略的跟踪精度.结果表明,动态位姿型控制策略是应用于虚拟现实人机协作焊接系统中总体表现最稳定、适应性最强的运动控制策略.     

基于人机协作的幕墙安装机械手末端随动坐标系的解算方法

针对幕墙安装助力机械人机协作的操作特性,对一种新型的幕墙安装机械手进行了相关技术的研究。对该幕墙安装机械手进行了运动学分析,并将末端位姿实时变化的力传感器随动坐标系与机械手本体基坐标系建立了联系。提供了一种力的解算方法,并加入了重力及其力矩补偿,为幕墙安装机械手整个人机协作控制系统的搭建提供了依据。     

碰撞检测及其在机器人领域中的应用研究综述

随着机器人在机械加工、搬运码垛、焊接喷漆和医疗卫生等领域的广泛应用,作为决定人-机、机-机交互安全性的碰撞检测成为研究热点。把碰撞检测算法按照不同角度进行划分,论述了不同算法所具有的特点及其常见的应用领域。分别阐述了特种机器人、多足式机器人、工业机器人和服务机器人等领域碰撞检测研究现状。通过对被检测对象及工作环境进行分析,结合不同碰撞检测算法的特点,给出了针对不同环境和领域机器人作业过程中的最佳碰撞检测算法。最后,总结了目前碰撞检测算法在机器人领域中存在的不足和对未来发展的思考和建议。     

开启自动化新时代 库卡推出首款轻型人机协作机器人LBR iiwa

2014年11月4日,全球领先的工业机器人制造商德国库卡（KUKA）公司在2014中国国际工业博览会机器人展上,精彩展示库卡公司引领全球工业机器人革新发展的产品及自动化解决方案,同时,在中国首次发布库卡公司第一款7轴轻型灵敏机器人LBR iiwa,其开创性的产品性能和广泛的应用领域,为工业机器人的发展开启了新时代。＂LBR iiwa突破性设计和非凡应用性能,将会使工业机器人在制造业中的使用,实现无限的可能。     

移动机器人运动规划算法研究进展

移动机器人运动规划旨在考虑机器人运动学、动力学和时间约束的同时,在复杂环境中找到最佳且无碰撞的路径。近年来运动规划算法逐渐向高效、实时生成高质量的可执行路径发展。综述了基于运动学约束的一系列运动规划算法,分析并比较了其理论上的优势和不足;对算法的实时性能、优化性能以及对环境模型的依赖性进行分析;将运动规划拆分成前端路径搜索和后端轨迹优化;总结了运动规划算法的研究状况。     

弧焊机器人工作站协同作业研究

采用耦合规划方法,对弧焊机器人/变位机工作站和多机器人焊接工作站的协同作业路径进行规划。利用自主开发的协调路径规划器,构建弧焊机器人工作站仿真模型的驱动函数,完成了马鞍型焊缝和螺旋线焊缝的协同作业仿真实验,验证了协同作业路径规划方法的正确性和可行性。     

桥梁检测机器人运动分析与运动规划研究

针对桥梁检测机器人对于高墩、高厚度桥梁不同部位的便捷检测需求,开展五自由度桥检机器人运动分析与运动规划研究。采用改进型D-H方法进行正向运动学建模,通过解析方法求解两种形式的运动学逆解,推导雅可比矩阵,分析机器人的奇异位型;通过蒙特卡洛方法得到机器人工作空间,确定工作空间可覆盖待检测区域;由连杆力与力矩平衡方程推导各关节受力关系,基于关节负载能力开展运动规划研究。仿真分析结果证明了方法的可行性,说明机器人能够完成预定的工作任务需求。     

基于路程检测的机器人运动控制研究

机器人比赛赛道日趋复杂,由以往单一的直线、转弯增加了上坡、下坡等难度,鉴于机器人比赛赛道的复杂性,提出一种基于路程检测的控制机器人运动的方法,保证机器人顺利、快速地在各种赛道上行进。采用串口位置控制和光码盘共同进行路程检测方法,通过建立直流伺服电机的数学模型,根据PID算法调整机器人运动姿态,详细计算出不同路段下的机器人速度,给机器人运动轨迹控制提供重要参数。通过实验场地测试,结果表明:采用此方法,机器人能稳定、可靠、快速地在复杂的赛道上行进。     

码垛机器人运动定位误差补偿

针对国产码垛机器人绝对定位精度不高的现状,以现有码垛机器人为研究对象,构建位姿误差模型,分析主要的误差来源.并根据实验实测数据与模型相结合的方法,给出误差补偿算法,实现定位精度的优化设计.     

室内移动轮椅式机器人的运动控制研究

针对室内移动轮椅式机器人在运动过程中,机器人特性受到材料磨损、环境差异等因素的影响而发生改变,导致采用经典PID的控制出现超调量大、响应慢、易振荡等问题,本文提出采用模糊推理获取PID参数的方法。设计了机器人的运动控制系统;建立了机器人的运动学模型;结合实际操作人员控制机器人的实际经验,采用模糊推理得到PID的控制参数;最后,进行了机器人的实验。实验结果表明,采用模糊PID能有效地减小航向角的偏转误差,降低系统的超调量,提高系统性能。     

四足机器人运动分析及控制算法研究

为实现一种液压驱动的四足机器人稳定行走,针对JQRI00四足机器人进行了步态规划,并推导出其运动控制算法。根据前期对四足机器人的结构设计,建立其运动学模型,得到各关节运动的逆运动学分析。根据JQRI00的驱动特点,对其运动控制算法进行研究。并利用ADAMS对机器人进行仿真。仿真及控制系统实验的结果准确合理,表明所研究的步态规划正确可行,控制算法实时有效,为机器人后期的复杂动作控制提供参考。     

一种并联机器人机构运动特性优化研究

针对并联机器人工作空间的最大化,提出一种具有四自由度的并联机器人机构模型,该并联机器人具有几何对称、运动学简单、平移工作空间沿直线导轨方向无限扩展等优点。采用投影法简化位移分析,采用闭环矢量法分析并联机器人机构瞬时运动学特性。通过对雅可比矩阵的秩分析,确定雅可比矩阵的正向奇异构型、逆向奇异构型、组合奇异构型和局部奇异构型,研究具有偏置角的远端平行四边形的局部奇异特性。在工作空间分析的基础上,建立以机构所占最大面积为目标函数的优化模型,并采用遗传算法优化设计参数,结果表明当偏移角为15°时,可达工作空间总体增加了17%。     

Delta并联机器人的研究进展

Delta并联机器人是一种最经典的空间三自由度并联机构,弥补了串联机器人存在的许多不足,是目前应用最为成功的高速并联机器人之一,吸引了国内外许多学者的关注。根据查阅的大量相关文献,对Delta并联机器人在运动学、动力学、机构性能、控制策略等方面的研究成果进行总结,进而探索Delta并联机器人的研究趋势和尚未解决的难题。     

6自由度工业机器人运动轨迹优化方法研究

针对工业机器人利用5次多项式规划出的轨迹连续但不光滑,导致其工作中产生机械冲击和振动的问题,提出一种5次多项式融合均匀5次B样条的轨迹规划方法。以埃夫特ER3A-C60型工业机器人为研究对象,基于标准D-H参数法建立其数学模型,利用Matlab Robotics Toolbox进行正逆运动学求解并验证了建立模型的正确性。在避开障碍物的前提下,分别在5次多项式的基础上融合均匀3次B样条和均匀5次B样条对机器人轨迹进行规划仿真,得出5次多项式融合均匀5次B样条规划后得到的关节角度、角速度、角加速度关于时间的变化曲线更为光滑,最终融合均匀5次B样条进行轨迹规划,并绘制出末端轨迹图,有效减少了各关节在工作中产生的机械冲击和振动,保证了运行的平稳性。