宏-微机器人: 概念、动态、控制及几点看法

宏－微机器人即一小机械手附在一大机械手的末端构成的机器人系统，这种机器人有减小末端有效惯量、扩充频带的特性．本文介绍了这种机器人的概念、国外研究动态、控制方法，并对这一机器人的研究提出了我们的几点看法．     

双机器人系统的基坐标系标定

多机器人协调系统研究中，机器人基坐标系之间的关系标定是一个重要而困难的问题，本文研究一种基于视觉传感的双机器人基坐标系关系的标定方法，通过一个机械手持有的摄像机观察另一个机械手末端的主动运动来实现．该方法独立于机器人系统中的其它关系的标定过程，可由系统自动完成，且不需要任何人工标定辅助．文中还给出了消除标定误差的直角坐标系坐标轴正交归一化的方法．仿真研究表明所给方法的有效性．     

激光作业的宏-微机器人及其控制系统

一小机械手附在一大机械手的末端构成的机器人系统被称为宏-微机器人系统．本文详细介 绍了我们研制的采用激光作业的宏-微机器人本体和控制系统的结构和工作原理,以及在连 续轨迹跟踪和汉字雕刻方面的实验结果．     

双机器人系统的其坐标标定

多机器人协调系统研究中，机器人基坐标系之间的关系标定是一个重要而困难的问题，本文研究一种基于视觉传感的双机器人基坐标系关系的标定方法，通过一个机械手持有的摄像机观察另一个机械手末端的主动运动来实现。该方法独立于机器人系统中的其它关系的标定过程，由于系统自动完成，且不需要任何人工标定辅助。文中还给出了消除标一误差的直角坐标系坐标在交归一化的方法。仿真研究表明所给方法的有效性。     

运动学补偿的宏2微机器人连续轨迹控制研究

一小机械手附在一大机械手末端构成的系统称为宏－微机器人系统,介绍了宏－微机器人连续轨迹控制的新方法,对宏－微机器人的控制在关节空间进行,通过微机械手的快速运动对宏机械手的轨迹误差在线补偿,宏－微机器人轨迹规划离线进行,通过任务放大的方法分解宏－微机器人运动学冗余,仿真和实验证明了方法的有效性。     

一种基于随动视觉的排爆机器人自主抓取系统

在传统基于固定视觉的排爆机器人抓取系统中,相机视觉易被遮挡且不能保证拍摄清晰度。基于随动视觉技术,提出一种将深度相机置于机械手末端并随机械手运动的排爆机器人自主抓取系统。利用深度相机计算目标物体的三维坐标,采用坐标转换方法将目标物体的位置坐标信息实时转换至机器人全局坐标系,并研究相机坐标系、机器人全局坐标系与末端执行器手爪工具坐标系三者的动态映射关系,实现排爆机器人的自主抓取。实验结果表明,与传统固定视觉方法相比,随动视觉方法可在误差2cm内,使得机器人机械手爪准确到达目标物体所在位置,且当机器人距离目标物体100cm~150cm时,抓取效果最佳。     

PUMA机械手逆运动方程新的推导方法及求解

本文提出了一种新的推导ＰＵＭＡ型机器人逆运动方程的方法，进而给出逆运动问题新的求解方法．此方法不需要对机械手末端位姿进行坐标变换，而且也给出了问题的解析解．另外在解的推导过程中避免了大量的逆矩阵相乘．方法简单．仿真证明了计算结果的正确．     

一种机器人手眼关系自标定方法

设计了一种基于场景中单个景物点的机器人手眼关系标定方法．精确控制机械手末端执行器做 5 次以上平移运动和2 次以上旋转运动,摄像机对场景中的单个景物点进行成像．通过景物点的视差及深度 值反映摄像机的运动,建立机械手末端执行器与摄像机两坐标系之间相对位置的约束方程组,线性求得摄像 机内参数及手眼关系．标定过程中只需提取场景中的一个景物点,无需匹配,无需正交运动,对机械手的运 动控制操作方便、算法实现简洁．模拟数据实验与真实图像数据实验结果表明该方法可行、有效．     

柔性冗余度机器人残余振动的抑制研究

柔性冗余度机器人兼具柔性机器人与冗余度机器人的特点，在航空航天等领域有着十分广泛的应用前景．但是存在的结构柔性及其引起的振动造成机器人的精确控制极为困难．本文研究了柔性冗余度机器人残余振动的抑制问题，给出了一种控制方法．这种控制方法通过机器人在末端运动停止后依然进行某种自运动对残余振动进行主动的控制，使其迅速衰减．最后通过仿真验证了其可行性     

水下机器人多功能作业工具包

本文首先阐述了水下机器人作业工具包的重要性，重点研究了水下机械手的原理、 功能及两种主要结构．并以沈阳自动化所研制的缆控水下机器人为背景，讨论了水下作业工 具包的一些专用工具的原理及其结构．     

定点法扫描仪外部标定算法

研究了缺损零件的机器人快速再制造系统中，当机械手夹持扫描仪扫描固定的零件时，通过采用测量空间虚拟固定点的方法进行扫描仪外部标定算法的实现，即标定扫描仪的坐标系与机器人末端坐标系(即Tool0)间的旋转(即Rx, Ry, Rz)和平移(即X，Y，Z)关系，并给出了基本算法原理和求解方法、数据采集过程以及实验结果分析等内容。     

一套测定物体坐标与姿态的光学系统

本文介绍一套经济的光学系统，可用于测定物体在欧氏空间的坐标与姿态．该系统主要部件是一个锥形传感器．当一束激光扫过传感器时，扫描光形成的平面与锥形体相交．其截面可被传感器用于确定光平面方程．用户可将传感器固定在机械手末端执行器上．并以传感器坐标系作为机械手末端坐标系．然后从３个预定位置将３束激光扫向传感器．则可准确地测定机械手末端的坐标与姿态．     

基于加速度传感器的机器人极点配置控制

本文为工业机器人提出了一种极点配置控制法．这种控制方法的优点有：一是它的积分作用消除了机器人的微小扰动和稳态误差；二是能任意设置系统的极点，因此能保证闭环系统的稳定性和规定状态变量的暂态响应；三是加入了加速度反馈，抑制了由电枢电感所引起的机械手的振动．最后，给出了ＰＵＭＡ５６２机器人的计算机仿真和实验结果验证了此控制法的有效性．     

Delta机器人传送带控制系统研究

本文针对制造业中人工分拣产品效率低下、错误率和成本较高的问题,将工业机器人应用于产品分拣。设计了Delta视觉机器人在工业生产中整体的控制流程,由视觉部分捕获传送带上的产品,经过一系列分析处理后移动机械手,实现对产品的抓取。为更准确抓取产品,重点提出了一种针对Delta视觉机器人传送带标定的方法。准备好两个标定物.然后按照下述步骤完成标定:第一步,使机械手末端与第一个标定物重合,第二步,移动传送带一段距离后使机械手重合同一点,第三步保持传送带不动移动机械手,使机械手与第二个标定物重合,从而完成标定。     

RV12L6R焊接机器人运动学及计算机仿真系统研究

本机器人仿真系统是为焊接ＩＶＥＣＯ汽车横梁而研制的，本文在对ＲＶ１２Ｌ６Ｒ焊接机器人结构分析的基础上，建立了运动学模型，并给出了运动学正解、逆解．从图形学的角度，对机器人工作空间实施三维图形仿真，并用三维造型技术集机械手、转位工作台、工件三位一体，来表示机械手复杂的位置、姿态信息．解决了目前国内外学者对机器人运动学仿真系统的研究主要集中在运动学算法［１～５］及简单的二维图形仿真研究上［８～１５］的问题，这里提供了一套通用的方法，同时为转位工作台的设计安装提供了依据．最后在运动学解的结果基础上，给出了横梁焊接示例程序；本系统已成功的应用于ＩＶＥＣＯ横梁焊接．     

基于能源消耗最小的自治水下机器人一机械手系统协调运动研究

描述了自治水下机器人搭载的三功能水下电动机械手的设计．鉴于自治水下机器人一机械手系统是运动学冗余的且自带能源，因此将系统阻力优化函数引入逆运动学求解，设计了基于系统能源消耗最小的系统协调运动规划算法．仿真表明，该算法在解决系统冗余度的同时，有效地减小了系统能源消耗．     

面向未知环境基于智能预测的模糊控制器研究

提出了一种新的面向未知环境的智能预测算法，并将此算法应用于机器人力跟踪控制中．该方法利用机械手末端与未知受限环境产生的接触轨迹，通过模糊推理智能地预测阻抗控制模型中的参考轨迹，并根据力误差变化用参考比例因子对其进行调节，以适应未知环境刚度的变化．通过对阻抗模型参数进行模糊调节减少受限运动中的力误差，提高了全局的力控制效果．仿真结果证明了此算法的有效性．     

基于非结构模型机器人力控制稳定性分析

本文将机械手和接触环境作为一个整体来考虑，采用非结构模型分析了机器人力外环控制的稳定性，得到了机器人力控制系统稳定操作的界限，实验结果表明这种分析方法的合理性。     

非接触式机器人直线轨迹测量系统

视觉的、造价低廉实用的非接触式机器人直线轨迹测量系统．该测量系统由结构光视觉传感 器、测量轨道、主控计算机及相关软件组成．视觉传感器可固定于机器人末端．当机器人末 端带动视觉传感器沿测量轨道做直线运动时，通过传感器测量相对测量轨道的连续位姿关系 ，就可间接描述机器人末端的运动轨迹．当重复同一直线运动时，可检测出机器人的轨迹重 复性．本文综述了机器人直线轨迹测量设备的研究现状，介绍了轨迹检测系统的测量原 理，重点讨论了该测量系统的两个关键技术：空间特征点的图象提取技术和三维坐标计算方 法，并描述了该系统的结构、性能指标和测量试验结果．     

遥作机器人触觉临场感的电触觉实现

本文对电触觉的实现作了实验性研究．提出了在操作者手指上实现触觉再现的电极形状和分布以及刺激电流波形，并由此给出了实现遥作机器人触觉临场感的系统构成及实现方案．该系统可使操作者遥感到从机器人机械手指与点，线，面等形状物体的接触，位置分辨力可达２．２ｍｍ．