二关节机器人柔性手部的研究

针对目前机器人手部夹持特定物体时存在夹紧力不够、夹紧位置不合理等问题，提出将机器人手部设计成两关节形式，并将机器人结构中手指和连杆之间做成燕尾槽接口连接。计算了机器人手部所需的夹紧力，并采用SolidWorks软件对手部关键部件---主连杆组件进行位移和应变分析。实验结果证明，这种二关节机器人手部夹紧效果较好。     

工业机器人的控制策略探讨

概述了机器人的发展过程,总结了当前工业机器人的技术特点.介绍了几种在工业机器人技术中常用的控制策略,如变结构控制、自适应控制、鲁棒控制和智能控制等.分析了各种控制策略应用于工业机器人的具体体现,如变结构控制使控制带宽和控制精度达到最优折衷、自适应控制补偿参数不确定性、鲁棒控制补偿非参数不确定性、神经网络技术成功应用于各种机器人的运动规划、模糊控制简化控制算法等.探讨了工业机器人控制技术的发展趋势.     

下肢外骨骼机器人踝关节混合柔性驱动设计与研究

为了提高人机交互的安全性、舒适性以及对复杂非结构化环境的适应能力,设计了一种基于串联弹性驱动和刚性驱动混合的新型下肢外骨骼机器人踝关节。在电机与外骨骼机器人负载之间引入线性弹簧组以实现柔性驱动,对机器人脚部触地等冲击起到缓冲减振作用。设计了碟刹装置实现刚性驱动功能,以快速精确的响应人踝关节的摆动,避免人机运动偏差。建立了踝关节的动力学模型,通过频域特性分析方法得到了踝关节在不同参数特性下的稳定性以及力跟随特性。仿真实验验证了外骨骼机器人踝关节在受到冲击时的缓冲减振特性,并且验证了模型的准确性和有效性。     

柔性并联机器人的研究进展

根据掌握的大量文献资料,对柔性并联机器人的构型、机构性能、运动学、动力学和控制策略等几个领域的主要研究成果进行了系统总结。指出了在柔性并联机器人动力学建模和控制研究中应解决的主要问题,以明确进行研究的方向。文章对柔性并联机器人的系统分析和控制研究等的进一步开展,具有一定的参考价值。     

基于改进模糊自适应补偿的柔性关节机器人PD控制

针对柔性关节机器人具有不确定性、轨迹跟踪精度低和抖动的问题,提出一种改进模糊自适应补偿的PD控制方法。该方法在原有模糊自适应控制和PD控制的基础上进行改进,采用改进模糊自适应控制对PD控制进行补偿,以提高存在不确定性条件下的关节轨迹跟踪精度并抑制抖动。通过Lyapunov理论证明了系统的稳定性。仿真结果表明：新型控制器具有良好的自适应能力,与传统PD控制和模糊自适应控制相比,新型控制策略显著提高了关节的轨迹跟踪精度并在一定程度上抑制了关节抖动。     

柔性臂工业机器人振动控制的研究

建立了柔性臂工业机器人动力学模型,基于可控规范形及LQR最优调节器求解了反馈增益矩阵,给出了计算伺服输入方法,比较了基于可控规范形所设计的控制器与基于LQR最优调节器所设计的控制器的性能.通过期望极点配置和参数计算,所设计的控制器能适应控制系统要求,仿真结果表明该方法有效.     

振动基柔顺驱动打磨机器人的力/位混合控制研究

针对柔顺打磨机器人在移动作业过程中,在基础振动、柔性振动与环境接触力耦合作用下非线性控制问题,提出一种新型鲁棒轨迹跟踪力/位混合控制策略。使用第二类拉格朗日法建立柔顺机械臂的动力学方程,通过奇异摄动法将上述系统分为快、慢2个时间尺度的子系统。慢变子系统对系统刚性部分采用力/位混合控制方法,其中力控制采用PID控制,位置控制采用基于神经网络的鲁棒控制。快变子系统对系统柔性部分采用速度差反馈法进行控制。结果表明：利用所提出的控制策略,机械臂末端的轨迹跟踪效果较好且打磨力保持稳定,对非线性振动有较好的抑制效果。     

并联机器人电液伺服系统控制策略的研究

采用速度跟踪来控制六通道并联机器人的运行姿态,采用位置监控来保证点位精度,采用双自由度 PID 控制器,就微机控制并联机器人电液伺服系统的干扰抑制特性和抵抗参数变化的适应能力和系统的响应特性进行了仿真实验和参数优化。仿真结果表明,该系统既可满足对目标跟踪的品质要求,又可对系统的负载干扰进行有效的抑制,能够较好地满足并联机器人的控制要求。     

一种开放式机器人控制器力/位混合控制的实现方法

针对机器人主动柔顺控制在工程中如何实现的问题,开发了一种开放式机器人控制器.此控制器采用"PC PMAC"的控制结构,利用伺服驱动器的两种不同的控制模式,提出了一种实用的力/位混合控制方案,给出了相应的硬件和软件的具体实现.实验表明,文章提出的力/位混合控制方法具有良好的稳定性和力控制精度.     

基于ABB机器人的柔性分拣系统设计

在瓶体人工分拣成本高、传统机械结构无法满足多瓶体柔性分拣的背景下,采用工业机器人替换传统机构,设计基于ABB机器人的柔性分拣系统,以实现圆柱瓶子表面检测工作站适用于多尺寸类型的柔性生产。通过分析圆柱瓶子尺寸变化与分拣作业位置的公式,以两台ABB工业机器人作为执行机构,采用平移功能实现上料、检测、分拣等动作的柔性调整。以伺服夹爪作为末端执行器实现对不同瓶口直径的夹取。以三菱PLC作为控制中心,触摸屏作为人机交互界面,通过流程设计与程序界面设计,实现系统中各设备的协同控制及各项功能的界面监控。调试结果表明：在基准瓶子示教的基础上,系统可实现适用范围内不同尺寸瓶子的自动分拣作业,且触屏操作便捷,满足柔性生产需求。     

行走机器人控制策略研究

针对设计任务，制作了行走机器人。首先研制了机器人的控制系统，机器人控制系统采用集散式控制方式，由1个上位机单片机和3个下位机单片机完成控制任务。根据机器人的使用特点，制定了机器人的控制策略，编写了机器人的控制程序。     

基于关节模块的模块化工业机器人

在国内外工业机器人的研究基础上,开发了一种新型的用于教学实验的模块化工业机器人,设计了两大类关节模块--垂直关节模块和水平关节模块,在本体结构的基础上,通过采用两种模块在空间位置上的不同组合来重构成构型各异的工业机器人.在控制系统方面,通过建立单个模块的程序控制库,调用不同模块的控制策略嵌入到主体控制程序中,来生成相应的模块化工业机器人的控制策略,同时采用LED触摸屏来对工业机器人实现各种控制操作.文章设计的基于关节模块的模块化工业机器人,具有很强的自修理和自我容错能力,改变了传统工业机器人在工作范围方面的局限性,一定程度上扩大的工业机器人的应用领域.     

机器人柔性磨削机床及磨削力补偿研究

介绍了一种用于机器人柔性磨削系统的柔性磨削机床,重点分析了机器人柔性砂带磨削机床转位机构在线实现多工位磨削加工的创新设计,从理论上分析了磨削力补偿机构的恒磨削力补偿原理,为机器人柔性磨削机床的机械设计提供了理论依据.对机器人柔性砂带磨削机床的控制系统也做了介绍.     

多关节工业机器人BSMC与EPCH协同优化控制

为了解决多关节工业机器人无法同时具有优越的快速性与准确性的问题,提出了反步滑模控制(BSMC)与误差端口受控哈密顿(EPCH)控制的协同优化控制策略。首先,分别设计了BSMC控制器与EPCH控制器;其次,采用基于机器人关节位置误差的高斯函数作为协同优化控制系数,使系统在BSMC与EPCH之间进行平滑切换,且进一步设计了协同优化控制策略,使多关节工业机器人能够兼具BSMC控制器与EPCH控制器的优点;最后,仿真实验结果表明,所提出的控制策略可以使机器人关节伺服系统同时具有快速的动态响应速度和准确的跟踪精度。     

刚柔耦合关节SCARA机器人的双柔性动力学模型北大核心

针对电子装配机器人高速高精要求,提出一种能够利用柔性铰链变形补偿轴承摩擦死区,实现高精度定位运动的刚柔耦合关节SCARA机器人的概念设计,并建立考虑柔性铰链变形与机械臂一阶弹性变形的双柔性动力学模型。首先,设计一种刚柔耦合轴承的结构,通过轴承中柔性铰链的变形量主动补偿摩擦死区引起的定位误差;在每个关节处引入两个扭转弹簧,分别模拟柔性铰链和机械臂的弹性变形;其次,建立关节的摩擦模型以模拟关节摩擦环境;然后,使用拉格朗日动力学方法建立包含摩擦信息与振动信息的动力学模型。设计开环和闭环的数值仿真进行验证,结果表明该模型理论分析的有效性。     

回转式机器人柔性装配工作站的研究

本文介绍一可用于多种小型机电产品装配的六工位回转工机器人柔性装配工作站,主要介绍其结构,功能和控制系统。     

两关节串联柔性手指末端输出力特性研究

柔性手指由双肌肉驱动型单向弯曲关节和单肌肉驱动型单向弯曲关节串联而成,具有2个自由度,弯曲变形时具有大的变形和非线性的特征。根据手指变形规律,采用D-H法创建手指的运动学方程,推导出其对应的力雅克比矩阵,分析手指夹持物体时末端受力情况,建立手指末端输出力与两关节气压增量之间的数学模型,该模型表明手指末端输出力与两关节气压增量近似呈正比。通过MATLAB仿真和实验相结合的方法对手指末端输出力进行研究,所建模型的仿真结果与实验结果对比误差较小,基本一致,验证了模型的准确性。     

工业机器人柔性关节迟滞特性的在线序列极限学习机混合建模

为体现柔性关节迟滞的基本特性,构建一个类迟滞算子,将其与在线序列极限学习机(OS-ELM)串联,设计一种工业机器人柔性关节迟滞特性的在线序列极限学习机迟滞混合模型。在混合模型中,采用具有学习效率高、泛化能力强的在线序列极限学习机,能有效地回避使用梯度下降法对模型参数学习时存在的速度慢和局部最小值问题,提高了建模精度。利用不同状态下的实验数据进行模型验证,结果表明所提出的迟滞混合模型具有高精度和较高的泛化能力。     

空间六自由度多关节机器人连续工作容积仿真的研究

文章以瑞典ABB公司生产的IRB140型小型工业机器人为例，对空间六自由度多关节机器人进行了运动学分析，建立了该类型机器人的运动学模型，提出了空间六自由度多关节机器人连续工作容积的仿真算法，并根据此算法生成了该机器人的连续工作容积图，这对机器人动力学、机器人避障、微机控制和机器人教学等方面的研究有重要的参考价值。     

液压机器人关节的专家控制研究

本文介绍了一种新的无模型专家控制器,并给出相应的理论和构造方法。经过对一机器人进行微机实时控制实验表明,专家控制能显著提高机器人关节系统的动态性能、定位精度及抗干扰能力,具有很强的鲁棒性。