遥操作工程机器人运动提示系统研究

为了实现在无线网络环境下遥操作工程机器人的运动临场感,设计一种基于WLAN的遥操作工程机器人运动提示系统。给出了构成该系统的三自由度运动提示平台、液压系统、无线通信系统和测控系统的组成及原理,对运动提示方法、平台运动学及其跟随特性进行了理论分析和实验研究。结果表明,系统组成方案可行,运动提示平台跟随特性较好,跟随精度可满足工程要求。研究结果可为无线网络环境下具有临场感的遥操作工程机器人系统的开发提供借鉴指导。     

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.     

基于Internet的机器人遥操作研究

基于Internet的遥操作技术在机器人控制领域的应用,使人类的感知操作能力得到了延伸,已成为重要前沿课题.文中利用SCARA机器人作为实验平台,充分利用Internet的通用性和交互性,建立基于Internet的机器人遥操作系统,并应用VC 语言开发集研究和实验为一体的机器人遥操作平台,实现对机器人的远距离操作.     

基于3G网络机器人平台的研究与设计

本文阐述了一种拥有当前主流技术和机器人技术相结合的理论原理,搭建了一款基于3G网络的、可拓展、可学习、可应用的多功能平台,该平台具有移动机器人需要的主要感知模块,以及丰富的运动控制接口及驱动模块,平台系统实现了3G网络通信、人机交互、Android系统等应用.该平台具有模块化、可移植、易拓展、功耗小等优点,适用于各类机器人教学或研究.     

基于生物力学特性仿人机器人的研究

本文在介绍国内外仿人形机器人研究现状的基础上,基于人体舒适与疲劳的生物力学机理,分析了生物力学指标(肌肉硬度,肌电信号,血流特性)与人体各关节运动转角和人机接触面体压分布的关系,提出了人体潜意识动作姿态舒适度指标和人机接触界面舒适度指标,并依据这些指标对机器人的人体潜意识动作姿态的生成方法,路径规划方法以及本体构建中的运动机构设计与控制系统设计展开了讨论,对于国内基于生物力学特性的仿人机器人的研究具有推动作用.     

基于虚拟现实的机器人遥操作关键技术研究

机器人遥操作是实现空间、医疗及深海等领域作业的重要手段,基于虚拟现实的机器人遥操作是克服时延的有效方法,具有透明性强、稳定性高的优点,成为当前机器人遥操作的主要方式。首先分析了基于虚拟现实的机器人遥操作系统的关键组成部分,并对其关键模块的具体作用进行了介绍;其次,归纳分析了各类虚拟现实环境建模方法,主要从几何建模和动力学建模方面展开,阐述了每种方法的应用领域、主要特点;此外,进一步分析了遥操作虚拟夹具设计的构建方法及适用领域。最后对当前存在的难点进行总结,指出今后研究的思路。     

基于虚拟样机技术的仿人机器人电机选型

针对仿人机器人设计中电机选型的问题,提出基于虚拟样机技术的电机选型方法.在初选参考电机后,设计符合要求的机器人,使用Pro/E和ADAMS联合建立仿人机器人的虚拟样机模型,运用此虚拟样机进行机器人动力学仿真,以仿真参数为依据,进行电机系统的精确选型.最后通过比较关节负载特性曲线与电机的理想机械特性曲线,验证了电机选型的合理性.     

仿人机器人构型

对人形机器人构型的研究现状进行综述,分析国内、外现有人形机器人普遍采用的串联构型的特点;介绍人体的结构,对关节、肢体构成与运动进行简化,建立人体的简化构型;利用基本运动单元,以人体构型为原型,从结构、运动、功能仿生的角度出发,在多自由度关节处引入并联机构,采用等效机构替代关节及组合方法,构建人形机器人构型,得到肢体并联、混联(串、并联共存)构型与整体混联构型。试验证明,采用该类构型可使机器人肢体末端的运动更灵活、平滑连续;改善输出状态,提高机器人的机动与操作能力;使机器人刚度大、承载力大、运动稳定性高。丰富了人形机器人构型,为人形机器人设计提供理论依据和更多的构型选择。     

仿人机器人发展及其技术探索

仿人机器人是研究人类智能的高级平台,它是综合机械、电子、计算机、传感器、控制技术、人工智能、仿生学等多种学科的复杂智能机械,目前已成为机器人领域的研究热点问题之一.对国内外仿人机器人研究现状进行广泛调研,其中日、美等国在研制仿人机器人方面做了大量的工作,中国各高校也积极研究,取得了突破性进展.概括并分析机器人自由度配置、步态规划的分类、基于零力矩点的稳定性判据、传感器的分类和应用以及机器人控制系统等关键技术.     

仿人机器人理论研究综述

介绍了国内外仿人机器人最新发展动态。主要从理论研究方面对仿人机器人技术研究进行了综述和分析,最后对将来的研究方向和工作重点作出了展望。     

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.     

仿人机器人的步态规划研究

针对仿人机器人最优步态规划问题,以所设计的仿人机器人为样机,以零力矩点为稳定判据,对仿人机器人行走时应满足的约束条件进行分析,并采用基于三次样条函数的三点式规划法进行步态规划。仿真结果表明,所提出的步态规划方法可有效提高仿人机器人的行走稳定性,为仿人机器人的发展和研究提供了参考。     

基于反馈控制的仿人机器人步态规划

为了解决仿人机器人离线步态规划中机器人难以跟踪期望步态的问题,建立了仿人机器人的简化三连杆模型,并运用拉格朗日力学对模型进行了动力学分析,包括机器人单腿支撑期和双腿支撑期以及整体步行模型,在此基础上,提出将混杂系统的输出作为机器人的规划步态函数,设计了反馈控制器来实时调整机器人的实际步态。仿真结果表明,所设计的反馈控制器能够很好地调整机器人步态。     

力觉临场感遥操作机器人技术研究进展

人机交互式机器人作为最具实用价值的特种机器人已成为当前机器人学研究的前沿和热点.临场感(telepresence)技术是人机交互的核心.对临场感遥操作机器人技术的发展和现状作了回顾,对力觉临场感谣操作机器人的三大关键技术:传感技术、力反馈与触觉再现技术、大时延下的虚拟预测环境建模技术等进行了综述;对临场感遥操作机器人技术的最新前沿即基于生物电信息的人机交互技术进行了介绍;最后并介绍了东南大学仪器科学与工程学院机器人传感与控制研究所近10年来开展临场感遥操作机器人技术研究及应用所取得的成果.     

基于3DS MAX和OpenGL的遥操作机器人图形建模

以MOTOMAN-SV3X机器人为原型,针对遥操作虚拟预测环境建模的需要,首先将机器人进行分解,在3DS MAX中建立各个局部几何模型,然后在Visual C 6.0环境下读取模型参数,借助OpenGL图形库建立机器人及其工作环境的几何模型,并建立机器人运动的层次关系,实现虚拟从机器人的平滑运动显示.最后,成功完成了虚拟环境中物体抓取的仿真实验.该方法将3DS MAX的强大功能与OpenGL的灵活交互相结合,满足了虚拟预测环境建模的形象和逼真的要求,缩短了开发周期,同时具有良好的人机交互功能.     

仿人足球机器人电子罗盘自定位技术研究

在RoboCup仿人足球机器人比赛中,实现机器人自身在球场中的自定位是一项最基本的功能。主要介绍了基于贝叶斯估计的蒙特卡洛粒子滤波算法,说明了仿人足球机器人的运动模型和视觉模型。与传统的只采用视觉传感器数据相比,该方法将电子罗盘信息融合入观测模型并使用融合后的数据更新粒子权重,使机器人在场地中能够准确的定位出自身身体朝向,从而克服了在缺少定位柱和球门柱颜色信息的条件下机器人无法辨别双方球门的问题。实验结果证明了该方法的有效性。     

遥操作机器人虚拟现实系统研究

研究了一种在灾害现场中进行成块物体搬运工作的遥操作机器人系统,该系统为一个多重临场感系统,可以为操作者提供包括视频反馈、基于OpenGL的虚拟现实系统、力反馈以及运动状态跟随等多种临场感。主要论述了虚拟现实系统中模拟真实世界物体抓取过程的实现,这一过程包括工作对象物体重构、碰撞检测及视点工作方案设计。最后进行了性能评价实验以验证虚拟现实系统的优越性,结果表明,该系统具有良好的交互性和沉浸感,有助于提高遥操作系统的工作性能。     

仿人机器人上下肢摆动规律研究

研究了仿人机器人上下肢摆动参数对步行能耗的影响,进而提出了实现仿人机器人低能耗行走的肢体摆动策略。通过将四肢抽象成单摆,建立了机器人的简化模型,据此求解机器人行走时所受的转身力矩;用非小角度假设情况下单摆摆角的近似解来描述四肢摆动角的变化规律,并分析了步行运动时的能耗机理,给出了简化模型下计算功耗的方法。以某仿人机器人模型为算例,研究了肢体摆动频率对机器人行走功耗的影响;提出了在给定行走速度时,保证机器人转身力矩在一定范围内变化的前提下,省能量的上下肢摆动幅度/频率的规划策略。仿真计算表明,采用文中提出的肢体摆动规律有利于降低仿人机器人的行走功耗。     

基于动作捕捉的人形机器人遥操作动作重定向技术

遥操作是机器人研究的重要应用,针对人形机器人开发了一种机器人遥操作方法,利用基于误差最优化的动作重定向技术将人体动作捕捉数据映射到人形机器人模仿人体动作完成遥操作任务,同时能够在遥操作过程在质心调节和三点支撑法自动切换保持平衡。该方法已经在人形机器人NAO进行验证,成功的遥操作NAO机器人应用于书法书写。实验结果显示,人和机器人之间的动作映射保持了良好的运动学匹配和较高的跟踪精度,同时保证了机器人的平衡。     

仿人机器人越障步态控制研究

为了解决仿人机器人在复杂路面的行走问题,提出了一种具有几何约束的机器人越障过程步态规划方法.首先建立其运动学模型,然后分析各个关键阶段机器人的姿态,计算出各关键姿态关节角度的变化,从而规划出机器人越障的整个过程.运用三次样条插值的方法使得各个关键姿态之间各关节运动平滑稳定,并根据规划中的各个运动过程利用MATLAB仿真,获得机器人在越障过程中各个关节的运动轨迹,并通过试验验证,对整个过程中力值以及压力中心进行实时检测,证明在整个越障过程中机器人的压力中心始终落在其双脚支撑区域,从而说明试验方法的正确性.