医疗机器人技术发展综述

医疗机器人在过去几十年获得了飞速发展,根据医疗机器人的功能和用途将医疗机器人分为:神经外科机器人、骨科机器人、腹腔镜机器人、血管介入机器人、假肢外骨骼机器人、辅助康复机器人和胶囊机器人。分别对当前已经商用化的代表性的医疗机器人做了介绍,对其功能、主要技术指标、优缺点做出对比和描述。探讨医疗机器人当前主要的前沿研究问题,对医疗机器人关键技术和难点问题做出分析和讨论,对医疗机器人未来的发展方向和机遇做了展望。     

投球自动机器人及其控制系统研究

针对全国大学生机器人电视大赛的要求,研制了投球自动机器人。根据机器人的工作任务和环境,确定了投球自动机器人的总体方案,并进行了机器人控制系统的设计,为机器人的研制提供了基础。     

机器人焊接工作站的应用和维护

正众所周知,要提高劳动生产率,必须走自动化之路,提高装备的自动化水平,减少劳动力成本。我公司在近两年大力引进机器人应用于生产,提高了设备的自动化率,取得了很好的效果。机器人根据不同的使用要求可以应用于生产自动化的各个环节,如机器人焊接、机器人切割、机器人打磨、机器人送料等。1.机器人的应用及配置公司机器人主要应用于焊接和切割,焊接机器人有弧焊机器人和点焊机器人,通过机器人替代人     

工业机器人的技术发展及其应用

介绍了工业机器人的发展史,指出了机器人产业将是未来十年国内装备制造业中成长性最快的行业。同时介绍了工业机器人的分类和主要的应用领域,分析了工业机器人未来市场巨大需求的深层次原因,论述了工业机器人处于爆发式增长的必然性。在机器人研究方面,对我国工业机器人发展中亟待解决的问题进行了探讨,重点是工业机器人关键技术和基础零部件制造工艺。提出了工业机器人的发展方向和下一代工业机器人的基本构想,预测了下一代工业机器人的发展途径和发展的关键。     

基于MATLAB和RobotStudio的6-DOF机器人运动学分析与仿真

针对船体密封舱、箱柜等狭窄空间普遍存在的机器人难以工作问题,提出了一种新型6-DOF(degrees of freedom)机器人。首先分析了该机器人的机械结构,基于D-H坐标理论建立了机器人D-H坐标表格以及机器人正、逆运动学方程,其次应用MATLAB对机器人的运动学进行了仿真,结果表明所得的机器人正、逆运动学方程完全正确;最后设计了虚拟样机,利用RobotStudio仿真分析了机器人箱体焊接的优点;为进一步验证设计的机器人运动性能,与通用6-DOF机器人做了对比分析。研究结果表明新型机器人运动的可行性,为设计适应箱柜等狭窄空间的工业机器人提供了理论依据。     

基于机器人逆运动学的磨削姿态优化方法

工业机器人由于其串联结构特性,刚度远远低于数控机床,导致机器人加工存在加工精度低和加工质量差的问题。为提高机器人的加工刚度,提出了一种基于机器人逆运动学的机器人加工姿态求解方法。以IRB6700机器人为研究对象,首先通过比较机器人不同逆姿态对应的加工刚度得到了机器人的最优逆姿态配置,然后进一步考虑机器人加工的冗余性,求解机器人的逆姿态,建立了机器人姿态优化模型并得到了给定加工条件下的优化结果。最后采用有限元仿真验证了机器人逆运动学的磨削姿态优化方法的正确性。     

新型空调通风管道清理机器人的设计与优化

针对现有通风管道清理机器人清理效率低、管道适应性差等问题,设计了新型空调通风管道清理机器人。介绍了机器人的结构组成及各机构工作原理;分析了机器人弯管通过性并给出了机器人通过弯管的约束条件;以清理机构各杆件长度为设计变量,综合考虑机器人运动干涉、机器人主体直径等约束条件,以机器人驱动轮所在外圆半径与清理机构毛刷所在外圆半径之差最小为优化目标对机器人清理机构进行优化,得到机器人最佳设计尺寸。最后,进行工程应用与分析,得出优化后机器人变径范围为(630～560)mm,由机器人变径引起的误差降低了89%,为机器人样机的制作奠定了基础。     

研磨机器人系统及其运动控制

:介绍了机器人超声振动研磨研究中用的 RV-M1型机器人 ,建立了 RV-M1型机器人模型及其坐标系 ,推导出了该型机器人的正向运动学方程 ,并对机器人的运动学逆问题进行了求解 ,给出了机器人安装工具后的运动变换方法。这些分析工作对我国机器人的研制及开发具有一定的意义     

工业机器人喷涂运动学仿真研究

为了提高工业机器人设计分析效率,降低昂贵的机器人开发成本,利用虚拟样机技术对机器人进行了运动学仿真,提出了机器人的轨迹规划。根据HA006型工业机器人的结构特点,建立了基于D—H连杆坐标系的机器人运动学模型,利用MATLAB软件的机器人工具箱构建机器人对象,求解机器人基于关节坐标和直角坐标的轨迹规划,并通过SolidWorks软件进行连续路径喷涂轨迹规划的运动学仿真与分析,较为直观地观察机器人工作姿态和运动轨迹,得到机器人运动性能的实时状况。试验结果表明,该方法可以清楚地判定机器人运动方案的合理性及轨迹规划及控制算法的可行性,有效地提高了工业机器人的设计效率。     

六自由度十字关节蛇形机器人运动学分析

基于一种具有十字关节的蛇形机器人,建立了机器人的连杆坐标系,采用D-H法建立了机器人的正向运动学方程,给出了机器人的运动学正解表达式。在此基础上,通过解析法求解了机器人运动学逆解。通过对机器人运动模型进行Simulink仿真,给出了机器人末端的运动空间,对所求解的正确性进行了验证。     

医疗服务机器人应用与发展研究报告

论文介绍了医疗服务机器人的基本概念、特点、应用与发展,重点阐述了手术机器人、康复机器人、护理机器人、救援机器人与转运机器人的发展与应用.     

基于ADAMS的一种六足移动机器人的设计与研究

针对复杂环境对机器人的移动要求,提出了一种新型六足移动机器人的设计思想.设计了机器人的主要结构,对该机器人的设计进行阐述,并分析了其越障构态的变化特点.用静力学方法对机器人进行了越障理论分析,建立了六足机器人参数化模型,经ADAMS对机器人进行机构运动仿真,获得了机器人运动学特性曲线,为机器人总体系统设计与数值计算提供了参考依据.     

乳腺癌伽玛刀换源机器人运动学仿真研究

乳腺癌伽玛刀是一种新研制的治疗乳腺癌的放射性治疗设备,针对利用工业机器人更换乳腺癌伽玛刀放射源的实际要求,根据机器人的结构特点,建立机器人D-H连杆坐标系和机器人运动学方程,并对机器人运动学正问题和逆问题进行分析,利用MATLAB编程求解机器人运动学逆解,分析了机器人更换乳腺癌伽玛刀放射源的工作过程,规划了机器人换源运动轨迹,在COSMOSMotion中仿真机器人换源的运动过程,分析了机器人关节的运动曲线,为研究真实的换源情况提供技术支持。     

机器人在垂直输气管道中的运行速度

管道机器人在进入垂直输气管道向下运行时,由于机器人自重会使设备加速运行。为了探究垂直输气管道中机器人的运行速度规律,首先利用牵拉试验验证了机器人在一定运行速度范围内其运行阻力基本保持不变;然后根据动量守恒定律建立了机器人在垂直管道向下运行时的受力状态方程。由于机器人自重影响,机器人将做加速度减小的加速运动,分析了由于加速运动导致的机器人速度增量与压强增量间的关系,当压强增量与机器人自重再次达到受力平衡时,机器人速度达到最大值。确定了机器人最大运行速度的计算方法,可在机器人通过垂直输气管道时提前预测机器人的最大运行速度。通过与数值模拟结果和工业现场实际运行速度进行对比,验证了计算方法的可靠性。     

机器人碰撞保护

对机器人力矩控制进行了研究,首先从牛顿-欧拉算法分析了机器人要辨识的动力学基本参数,并建立了机器人外部扰动力矩模型。然后基于机器人外部力矩扰动的力学模型,设置控制置信区间,实现了机器人碰撞保护。最后对机器人进行了碰撞试验,从刚性碰撞、柔性碰撞和轻微碰撞对机器人碰撞进行试验。试验表明,基于力矩模型的机器人碰撞保护方法能在机器人发生碰撞初期及时制止,从而保护人和物件。     

气动软体爬行机器人驱动方式的分析与实验

为研究基于蠕动原理的仿生爬行机器人运动,以气动弯曲驱动器和伸长驱动器为机器人主体,设计了一种软体爬行机器人。针对爬行机器人在平面及管道中的运动,根据爬行机器人的力学特性和运动过程中摩擦力与驱动力之间的关系,分析了爬行机器人实现爬行运动的条件,提出了爬行机器人驱动方式。通过实验,验证了所提出的驱动方式能够实现软体爬行机器人的移动,为今后软体爬行机器人的研究及应用提供了基础。     

机器人关节间隙误差分析

对关节间隙变量采用二维矢量表示法,分析了机器人关节间隙对机器人末端位置重复精度的影响。假设关节间隙随机性为某种分布,根据概率论建立了机器人末端点概率密度函数,从而得到机器人末端的误差分布函数。利用该方法对RHJD4-16自由度弧焊机器人关节间隙误差进行了分析,研究了关节间隙对空间机器人末端位置重复精度的不确定性影响情况,得到了关节间隙误差与机器人末端位置重复精度的约束关系,为机器人机构设计和机器人精度分析提供了理论依据。     

上下料工业机器人结构设计及仿真研究

用价格较低、结构简单的工业机器人代替人的部分工作,成为中小企业产业升级换代的常用方式,根据工作要求,设计合适的机器人在实际中具有较大的实用价值。为了设计合适的机器人,深入研究了上下料工业机器人的手腕型式和关节配置的设计方法,并依据机器人的工作区域,确定了机器人的结构,给出了机器人的DH参数及各关节的转角范围。最后用机器人仿真工具箱对机器人的结构、轨迹规划的可行性及满足工作要求的可能性进行了仿真,证明了机器人结构设计的正确。     

机器人仿真及其自动化研究进展

本文首先对机器人机器应用领域进行全面的介绍,并且通过分析国内外机器人目前的发展以及分析了国内外机器人仿真的发展及其特点,并展望了国内外机器人仿真技术的发展趋势.同时介绍了机器人自动化控制系统的特点,最后提出了机器人自动化未来的发展研究工作.     

浮游式电力变压器内部巡检机器人

针对变压器间接故障检测方法和人工检测手段存在的问题,提出了浮游式变压器内部巡检机器人。详细阐述了变压器内部结构特点,归纳了机器人应具备的特性。利用水下机器人密封技术设计了机器人球形密封舱体,机器人采用喷射推进方式运动,使机器人具备零回转半径、运动灵活的特点。利用电磁传播理论分析了无线信号在变压器油特殊介质传输的可行性,并设计了机器人控制系统详细方案,阐述了机器人搭载的关键传感器及设计了完善的机器人电源管理系统。最后,搭建了机器人原理样机,并在试验油池和220kV变压器内部开展了示范应用。试验结果表明,机器人可代替人工在特殊的变压器内部环境下完成故障巡检任务。