主动视觉高速寻线机器人的设计与实现

为保证寻线机器人在高速运动中的稳定性,机器人需要能够获取更加有效可靠的轨迹信息。针对机器人在高速寻线运动过程中容易由于视野狭小导致丢失轨迹信息的问题,介绍了一种主动视觉机器人的寻线控制系统,通过增加主动云台,改进了轨迹提取算法,让机器人能够主动跟踪轨迹信息,并使用PID控制和模糊控制,确保了机器人在运动过程中能够始终保持获取有效的轨迹信息。     

基于运动精确度的步行机器人轨迹跟踪中控制节点的契比雪夫插值研究

研究在轨迹跟踪中以契比雪夫函数确定运行轨迹的控制节点,对多足步行机器人期望的质心轨迹逼近,以提高机器人的运动精度问题;在对相关理论进行描述的基础上,以机器人ZQROT-I运行给定二次曲线轨迹为例,利用ADAMS,对该机器人在运行过程中采用相同轨迹函数及不同控制节点对机器人运动精度的影响进行了比较分析。分析结果可以作为机器人优化控制方案的依据。     

基于试验与仿真联合分析的喷涂机器人轨迹精度可靠性研究

采用链驱动的喷涂机器人易于实现本体的轻量化、末端高灵活度与正压防爆系统设计,从而满足家具、钢结构等一般涂装行业对喷涂机器人工作空间与腕部灵活度的要求,深入分析链驱动机器人的运动可靠性对喷涂质量和效率的提高具有重要意义。针对链驱动喷涂机器人的运动可靠性问题,采用一种基于试验与仿真联合分析的机器人末端轨迹精度可靠性分析方法。以旋量法为基础建立了喷涂机器人本体和喷枪的运动学模型,从工业机器人的操作臂性能和运动规律的角度出发,研究了喷涂机器人运动精度的影响因素。分析了链驱动喷涂机器人的优缺点和末端轨迹精度的影响状况,并结合机器人本体的运动学参数,建立了基于随机变量的喷涂机器人运动误差模型。通过试验结果的分析来确定影响喷涂机器人运动误差的随机变量的分布特征,从而对机器人末端轨迹精度的运动可靠性进行更加精确的仿真分析。最后,通过喷涂机器人工作平台对末端轨迹精度的运动误差进行试验验证并与传统的仿真分析方法进行对比,结果显示该分析方法更准确。研究成果为进一步分析喷涂机器人的机构优化、轨迹规划和漆膜质量提供试验基础和理论依据。     

基于动静态安全场的机器人避障路径控制仿真研究

针对机器人避障过程中运动路径较长和轨迹跟踪误差较大问题,设计了改进滑模控制系统,并对机器人运动路径和跟踪误差进行仿真验证.分析了动静态安全场环境中的危险源,引用了离散滑模控制系统,采用卡尔曼滤波器对离散滑模控制系统进行改进,给出了机器人末端执行器运动路径控制流程.在不同环境条件下,采用Matlab软件对机器人避障路径跟...     

基于智能蚁群算法的移动机器人轨迹规划

为了提高移动机器人工作效率,减小能量损耗,优化机器人运动轨迹。建立了移动机器人运动学模型,在此基础上提出了一种智能蚁群算法的机器人误差补偿轨迹优化方法。通过蚁群搜索算法对关节空间内的驱动轮进行轨迹优化,从而实现移动机器人轨迹规划过程中的误差补偿轨迹优化。仿真结果表明,所提出的方法能够有效对机器人误差进行补偿,实现了机器人运动过程中的轨迹跟踪,保证了机器人的运动精度。     

一种三自由度并联机器人运动轨迹精度的可靠性研究

机器人轨迹精度的可靠性是评价机构性能的重要参数。压电材料作为一种驱动器能够抑制机器人柔性连接杆的振动,在抑制振动的同时也提高了机器人运动轨迹的精度。首先介绍了一种三自由度平面并联机器人系统;其次表达了振动控制系统的工作原理和实验分析;然后分别表达了不考虑振动和考虑振动因素时机器人轨迹精度的可靠度计算方法;最后分析了无振动控制和有振动控制时机器人运动轨迹精度的可靠度。可靠度计算表明,振动控制系统能够提高机器人运动轨迹精度的可靠度。     

六轴工业机器人控制系统研究与设计

本文在现有工业机器人控制系统基础上设计了一套开放式工业机器人控制系统,开放式结构可以方便地拓展及更新机器人控制系统的功能,增强机器人的性能。系统采用双级结构控制器,底部采用DMC-2163控制卡控制机器人各关节的运动,利用工控机进行系统顶部管理和轨迹规划,最后对控制系统的软件部分进行了总体实现,通过对系统的测试证明了所研究系统的有效性和可靠性。     

四自由度机器人抓取运动目标建模与轨迹规划

为减少四自由度机器人运动过程中的抖动,提高轨迹规划的精度,提出采用七次多项式对四自由度机器人抓取运动目标过程中各个关节进行轨迹规划的方法。首先,对机器人各连杆之间的变换关系进行运动学分析,利用Matlab中的Robotics工具箱建立运动学模型,并验证逆解的正确性。针对五次多项式插值规划的轨迹精度不高的问题,采用七次多项式规划算法对PTP(point to point)的运动路径进行规划,在Matlab平台仿真实现机器人轨迹规划。仿真结果表明,在抓取运动目标过程中各关节位移、速度及角加速度随时间变化曲线连续没有突变,使机器人平稳的实现了对运动目标的抓取,降低了硬件开发成本。     

基于PMAC的混联贴片机器人控制特性研究

以四自由度混联贴片机器人控制特性为研究对象,设计了一种基于多轴运动控制卡(PMAC)的运动控制系统,并对混联机器人进行了运动学分析和轨迹规划,描述了其控制流程,最后通过样机进行了验证。使用结果表明,所研制的混联贴片机器人能满足电子封装中的贴片需求。     

轮式移动机器人轨迹跟踪控制算法的研究

为解决轮式移动机器人平面运动控制问题,将平面几何理论应用于轨迹跟踪控制中。建立了机器人平面运动模型,并以此为基础研究了直线和圆弧的轨迹跟踪控制算法;提出了导航圆方法,将机器人实时位置信息和目标轨迹之间的角度偏差及位置偏差综合成一个角度,然后对该角度进行了PID调节;在实验中,将直线、圆弧轨迹跟踪算法实际运用于机器人的运动控制。研究结果表明,该算法能将机器人轨迹的偏差有效地控制在±1 cm以内。     

基于细胞图像的微动机器人视觉分析及其轨迹规划

为提高微动机器人的运动精度,需要在微动机器人系统建立闭环控制系统,在细胞图像的基础上,分析微动机器人视觉特点,研究针对细胞图像的图像处理方法,提出细胞图像边缘连接的具体算法,通过细胞图像边缘连接方法得到图像特征,为进一步实现微动机器人轨迹规划和闭环控制奠定了基础.     

基于遥操作的焊接机器人连续轨迹系统设计

为提高焊接机器人的作业精度和灵活性,通过对Motoman-UP6机器人运动学的分析和求解,结合焊接子系统,研发了以远程遥控操作方式进行示教取点的焊接机器人连续轨迹控制系统。首先建立了遥操作下焊接机器人连续作业控制流程与数学模型,进而结合操纵杆与焊接子系统等硬件设备,对焊接机器人进行任意曲线远程示教。最后,采用了插值拟合的方法实现了焊接过程中匀速控制。实验表明,本方法操作灵活,焊接轨迹平滑均匀且焊缝质量可靠,同时也解决了机器人示教过程中的可操作性问题,提高了焊接机器人的作业精度。     

智能扫地机器人双环积分滑模控制方法研究

针对Mecanum轮型扫地机器人在车轮打滑和重心偏移等不确定非线性因素影响下的轨迹跟踪精度问题,提出了一种基于修正动力学模型的轨迹跟踪控制方法。首先,对机器人进行了运动学与动力学分析。然后,根据外界干扰及参数估计的不确定性对动力学模型进行了修正,设计了双环积分滑模控制器,并通过Lyapunov函数证明了控制系统的稳定性。最后,在不同扰动作用下,以圆为参考轨迹进行跟踪仿真,结果表明:该控制系统具有较好的抗干扰性和鲁棒性,避免了因不确定性参数估计带来的建模误差,为扫地机器人在实际轨迹跟踪控制运用中奠定了理论基础。     

局部关节型喷涂机器人控制系统及轨迹算法

提出了一种新的喷涂机械人控制系统模式及一种新的轨迹规划算法.该算法通过在加减速阶段增加一定的控制周期来提高运动速度的平稳性,同时也提高机器人运动的精度.     

基于扰动观测器的SCARA机器人运动误差补偿控制设计与仿真

在外界干扰下,为获得SCARA机器人的高精度运动控制,对机器人建立运动学模型,通过设计一种带扰动观测器的PID控制系统,对机器人运动过程中不可测项进行在线观测和补偿,然后运用MATLAB与ADAMS对提出的控制系统进行联合仿真研究。结果表明,相比常规的PID控制系统,该控制系统能够降低机器人手臂跟踪误差,实现良好的轨迹跟踪效果。     

工业机器人轨迹精度力-位置复合补偿方法

工业机器人关节刚度较低,在外负载干扰下加工精度较低,阻碍机器人在加工系统中的进一步推广和应用。为解决该问题,提出一种力前馈控制-位置反馈控制复合补偿方法,其中力前馈控制可超前补偿由外部负载力引起的位置偏差,位置反馈部分用于补偿机器人内部因素导致的位置偏差。利用六维力传感器和激光跟踪仪构建了轨迹误差在线补偿闭环控制系统,进行轨迹精度在线补偿试验,验证该方法的轨迹误差补偿效果。综合考虑机器人因内部参数和外部环境因素引起的误差,提高机器人的轨迹精度,能够实现机器人的精准控制。试验结果表明,该方法具有较强的鲁棒性,在外负载下依然可保持较高的轨迹跟踪精度,200 N冲击载荷下路径轨迹误差峰值为0.082 mm,稳态误差为0.047 mm,为复杂工况下高精度机器人加工奠定了基础。     

一例非完整约束轮式移动机器人控制系统的设计

介绍了一例非完整约束轮式移动机器人机械结构及控制系统软硬件的设计。采用美国Cygnal公司新研制的C8051F005单片机作为机器人控制系统的CPU及瑞士MAXON公司的直流伺服电机作为双轮驱动单元,利用非完整约束条件和非完整约束运动规划原理,研制了一例非完整约束轮式移动机器人,该机器人可跟踪任意直线、圆弧曲线轨迹等,也可实现原地零半径旋转及任意轨迹运动。运动自主灵活。对直线及圆弧轨迹进行了跟踪实验。     

基于S型曲线加减速的机器人圆弧轨迹规划与仿真

轨迹规划算法在机器人控制中的地位十分重要,其优劣会直接影响机器人的运动速度、精度以及平稳性。结合康尼公司设计的KNT-ESR6B机器人,针对传统加减速算法的运动加速度突变所造成的机器人运动抖动问题,提出了基于S型曲线加减速的空间圆弧轨迹规划算法,并在Matlab平台进行了仿真实验。     

喷涂机器人控制系统设计

设计了一种空间五自由度喷涂机器人的控制系统,包括控制系统的硬件与软件结构。该控制系统采用PC104主板,配以ADT836运动控制卡,实现了机器人空间5个关节的协调控制,可进行喷涂轨迹示教、轨迹文件编辑及自动喷涂等作业任务。该控制系统具有结构简单、便于维护、开发周期短、可靠性高等特点。     

一种新型流水线搬运机械手设计与分析

针对流水线搬运工艺的特点,提出一种新的机器人结构,建立D-H法的杆件坐标系,对该机器人进行运动学分析,得出驱动关节和末端执行器的映射关系。结合CAD与MATLAB建立了该机器人的参数化虚拟模型,计算机器人的工作空间,进行轨迹仿真优化。使用嵌入式运动控制器搭建控制系统,对样机进行验证。实验证明,提出的新型机器人具有良好的运动学特性,能高效满足流水线搬运自动化的需求。