基于重复变换法的机器人搬运动作的仿真

研究以多关节站立型机器人为对象,以日常生活中常见的搬运动作为例,为了生成理想路径,且达到稳定姿态,根据多关节机器人的特点,用重复变换法,对站立型机器人搬运动作轨迹生成进行仿真和考验.通过对搬运过程中各关节所受力矩的逐次评价,逐次更新各个关节姿态,生成了搬运轨迹.仿真实验证明,站立型机器人搬运中,系统稳定,不翻倒,又使其各个关节所受的力矩负担最小,可以完成搬运动作.     

双足机器人下楼梯动作的设计与生成

上下楼梯是人们典型,常见的动作,研究其动作生成算法是实现稳定步态的重要保证;以双足机器人为研究对象,以下楼梯动作为例,基于重复变换的上体重心移动法提出双足机器人下楼梯动作的设计方法;通过仿真生成了3种典型模式的下楼梯动作过程,评价了下楼梯过程中各关节的角度变化,力矩变化和稳定性,讨论了楼梯参数变化对机器人各关节负担的影响;仿真结果表明,通过改变下楼梯的方式,可以减轻下楼梯对腿部损伤关节的负担,提高安全性,实现稳定的下楼梯动作;为福祉,康复医疗教育提供依据。     

搬运特重物品的机器人

日本Obayashi公司与Hitachi Zosen公司联合研制了一种OMNI HAND 500垂直关节型搬运机器人,它能搬运重达500kg的特重物品,并将其准确地     

小型双足步行机器人的机构设计及其运动仿真

小型双足步行机器人具有多关节、多驱动器、多自由度的特点,本文以人体全身17个主要关节及其运动特性为研究对象,利用三维设计软件CATIA设计出小型双足步行机器人的全身机构,根据ZMP理论,以正常人行走的“X”形交叉动作为原则,规划出其各关节转角,在ADAMS下对其虚拟样机进行运动仿真,确保实现机器人的稳定步行和做舞蹈动作。     

双臂搬运机器人结构设计与动态仿真分析

针对棒料搬运和无人机翼下弹药挂装,设计了一种基于双六自由度结构的双臂搬运机器人.对机器人总体构型和各驱动回转及末端执行器等重要部分结构加以阐述.双臂机器人由10个驱动转动环节组成,其中腰部和肩部回转为2个共用关节,双臂各有4个回转关节,组成双六自由度机械臂.机器人通过两臂间的协作可以准确地调整搬运对象的位姿,完成复杂的...     

基于HMCD的仿人机器人单杠运动控制策略

为完成仿人机器人单杠运动,分析了欠驱动单杠机器人Acrobot模型,并根据IHOG技术要求、实物机器人本体结构和自由度配置,提出了基于HMCD的控制策略.通过单杠视频捕捉获取人体运动数据,根据仿人机器人模型分析关键特征点、基本动作的运动数据得到的关键帧的关节角数据,经过运动学约束调整,采用插值方法生成能够应用于仿人机器人的运动轨迹.在MF-1型仿人机器人单杠实物平台上进行控制实验的成功,验证了该方法的有效性.     

龙门式装配机器人

一般高速动作的机器人,为了实现360°的回转和各种预定的动作,在臂部采用多关节形式,其机构复杂,多余的动作多且刚性差.日本电气会社发明了一种龙门式机器人,可以弥补以上的缺点(如图).     

双足机器人动态步行实时步态生成

针对双足机器人动态步行生成关节运动轨迹复杂问题,提出了一种简单直观的实时步态生成方案。建立了平面五杆双足机器人动力学模型,通过模仿人类步行主要运动特征并根据双足机器人动态步行双腿姿态变化的要求,将动态步行复杂任务分解为顺序执行的四个过程,在关节空间相对坐标系下设计了躯干运动模式、摆动腿和支撑腿动作及步行速度调整模式,结合当前步行控制结果反馈实时产生稳定的关节运动轨迹。仿真实验验证了该方法的有效性,简单易实现。     

仿人机器人站立多平衡策略控制

设计了全状态反馈参数化控制器用于仿人机器人在站立平衡中应对外界冲击力与持续力. 采用多个机器人模型模仿人类站立平衡中的多个应对策略. 对每个模型, 设计了参数控制器作用于每一个状态误差, 并针对不同的作用力大小、方向和位置优化控制器参数. 应对不同外界作用力展现了该控制器的性能. 通过比较每一个策略处理干扰力的能力, 本文也探索了每个关节在站立平衡中的作用.     

双臂洁净机器人运动控制算法研究

双臂洁净机器人由于其工作范围更大,可执行更加复杂的搬运动作,因此在提升半导体制造产能方面有着重要的作用。本文针对共基座的双臂真空传输机器人的运动控制进行了研究。首先,分析了该机构的结构特点,建立机器人的关节坐标系;其次,从正反两个反面对机器人进行了运动学分析,建立双臂共同的运动学映射关系;最后,通过仿真软件对机器人跟踪预设轨迹验证运动学模型的有效性。     

基于红外传感皮肤的多关节机器人自主运动方法研究

本文研究了障碍环境下多关节机器人自主实时避碰运动理论、技术与方法. 研制的新型红外传感皮肤, 可以为多关节机器人提供所需要的周围环境信息. 针对非结构化环境下的多关节机器人实时避障问题, 提出了一种未知环境下的机器人模糊路径实时规划新方法. 实验结果表明: 基于研制的红外传感皮肤和模糊运动规划算法, 多关节机器人可以在未知或时变环境下自主工作.     

Attitude data-based deep hybrid learning architecture for intelligent fault diagnosis of multi-joint industrial robots

Monitoring the transmission status of multi-joint industrial robots is very important for the accuracy of the robot motion. The fault diagnosis information is an indispensable basis for the collaborative maintenance of the robots in industry 4.0. In this paper, an attitude data-based intelligent fault diagnosis approach is proposed for multi-joint industrial robots. Based on the analysis of the transmission mechanism, the attitude change of the last joint is employed to reflect the transmission fault of robot components. An economical data acquisition strategy is performed by only installing one attitude sensor on the last joint of the multi-joint robot. Considering the characteristics of attitude data, a hybrid sparse auto-encoder (SAE) and support vector machine (SVM) approach, namely SAE-SVM, is subsequently presented to construct an intelligent fault diagnosis model by learning from the attitude dataset with multiple fault information. Experimental results show that the proposed fault diagnosis approach has promising performance in identifying different faults related to the reducer of a 6-axial multi-joint industrial robot accurately and reliably.     

基于迭代学习控制的鳗鱼机器人切向速度跟踪控制

鳗鱼机器人的动力学模型非线性强、高度欠驱动,导致多关节鳗鱼机器人的切向速度跟踪控制极具挑战．本文采用P型迭代学习控制与步态生成器相结合的方法对多关节鳗鱼机器人的切向速度进行跟踪控制．首先,采用解析牛顿-欧拉法建立非惯性系下的鳗鱼机器人动力学模型,直接获得切向速度子动力学模型;然后,利用带饱和函数的P型迭代学习控制器控制步态参数,并且利用复合能量函数和切向速度子动力学模型分析该控制器的收敛性,得到切向速度跟踪误差的收敛条件;最后,提出鳗鱼机器人的运动控制框架,并对多模块的鳗鱼机器人进行仿真和实验．实验结果表明,实际的切向速度随着迭代次数的增加而逐渐跟踪上了期望的切向速度,故而验证了鳗鱼机器人切向速度跟踪控制器的有效性．     

仿壁虎机器人足端工作空间分析及其实现协调运动的步态规划

基于对壁虎爬行运动的研究,提出一种四足仿壁虎爬壁机器人.对其机械结构、运动学、足端工作空间和越障能力进行了分析,规划了两种爬行步态,并针对实验中出现的过驱动问题进行了分析,设计了一种多关节协调控制算法.实验结果表明,使用该控制算法的机器人运动是协调稳定的,验证了分析结果的正确性和控制算法的有效性.     

Efficiency analysis of telescopic-legged bipedal robots

This paper investigates the stability of underactuated bipedal walking incorporating telescopic-leg actuation. In human walking, knee joints of swing and support legs are bent and stretched. The telescopic legs mimic the motion of the center of mass of human legs via their telescopic motion during the stance phase. First, underactuated telescopic-legged biped robot models are introduced. Second, an output-following control law is applied to the linearized equation of motion of the robot, and the controlled robot’s equation is then specified as a linear time-varying system. The error transition equation is developed to evaluate the stability during the stance phase. Numerical calculations are performed to show the influences of leg telescopic motion on the stability.     

多节臂举升机器人重心推算的研究

把Denavit和Hatenberg方法引入多节臂举升机器人质心推算的研究,以确定多节臂举升机器人各主要部件随重物的移动、其质心位置相对于基础坐标系的变化函数关系,从而确定多节臂举升机器人整体质心位置的变化函数．通过整体质心位置的变化函数,可以做出整个系统质心在水平面的变化范围图形,同时该变化函数也是举升机器人控制的反馈传递函数,最终在稳定允许的安全裕度下,确定多节臂举升机器人的安全工作空间．     

输电线路巡检机器人远程测控系统的研究与实现

开发了一种针对输电线路巡检机器人的新型远程测控系统.该系统通过与机器人本地控制器的实时通信和多线程技术实现机器人姿态监控和机器视觉检测.通过对机器人控制器发送命令和接收数据实现对机器人的人工遥操作;采用Matlab Script节点实现Matlab与LabVIEW混合编程,完成机器人质心和多关节姿态的计算,采用共享数据库方式调用基于Visual Prolog开发的机器人行为规划应用程序,实现机器人姿态自主控制.实验结果表明,该远程测控系统运行可靠,实时性强,具有良好的人机交互能力.     

一种基于传感信息的机器人在线路径规划方法

针对非结构化环境下的多关节机器人实时避障问题,提出一种基于传感信息的机器人在线路径规划方法.由红外线传感器提供机器人手臂周围环境信息,通过计算C-空间内一些方向上的C-空间障碍距离,分阶段控制位姿点到达目标.避免了建立整个位姿点附近的C-空间,适合机器人在未知环境下的实时避障要求.仿真结果验证了该算法的有效性.     

文献扫描机器人多关节机械臂滑膜控制系统设计

为提升机器人机械臂关节的传动性能,使其处于良好的反步自适应工作环境,设计文献扫描机器人多关节机械臂滑膜控制系统。利用关键控制电路,实现机械臂全局PID滑膜控制器与机器人多关节滑膜控制器间的定向连接,完成新型控制系统的硬件运行环境搭建。通过机器人控制传感器标定操作,建立等效控制及动态滑膜方程,并利用上述计算结果界定机械臂滑膜的动态品质,实现新型控制系统的软件运行环境搭建,结合软、硬件运行单元,完成文献扫描机器人多关节机械臂滑膜控制系统设计。模拟文献扫描机器人多关节机械臂运行状态,设计对比实验结果表明,与传统系统相比应用新型滑膜控制系统后,机械臂关节的传动能力得到有效提升,反步自适应参数最大值可达到1.70     

一种六足仿生巡检机器人的设计与实现

六足仿生机器人因其灵活度好、可靠性高、适应性强等特点而得到广泛应用;针对六足仿生巡检机器人,从结构设计、步态规划、系统仿真和实物构建等方面,探索一般意义上系统设计和实现方法;首先设计了六足仿生机器人的多关节机械结构,并给出了此类系统的量化建模方法;然后采用了重心随动的三角步态规划方法,对系统稳定性和典型步态规划进行了量化分析;在此基础上基于标准D-H参数法建立了机器人的运动学模型,并且通过仿真实现了六足机器人向前纵向行走和向右横向行走的直线平稳运动;最后通过六足仿生巡检机器人实物测试,验证了所设计的结构和步态规划方法的可行性和有效性。