迎宾指挥机器人

迎宾指挥机器人是海尔哈工大机器人技术有限公司刚刚开发研制成功的最新产品 ,它将枯燥的机械运动、电气控制、软件编程与优美的音乐指挥完美的结合起来 ,能够充分显示机器人表演艺术的魅力。将机器人放置在固定位置 ,就可实现各种表演功能了。迎宾指挥机器人为全气动机构装置 ,操作简便、工作安全可靠。机器人由本体、气动系统、计算机控制系统、支撑体组成。共有１９个气缸 ,模拟人类腰部以上各关节运动 ,可独立完成１９个自由度动作。机器人通过音响系统播放优美乐曲 ,机器人运用手臂、头、眼睛、腰部完成多种运动组合 ,实现乐队指挥功能…     

Mirosot足球机器人决策系统的研究

介绍了基于场地分区技术的决策系统在足球机器人比赛中的应用.利用场地分区技术,把比赛场地分成防守区、进攻区、中问区三个大区域,在每个大区域内又细分成多个决策区.由态势分析层-分解任务层-角色分配层-动作执行层构成的决策系统根据比赛场上机器人和球的相关信息,进行场景分析、任务分解、分配角色、执行动作等一系列的决策判断,得到机器人能够识别的指令,完成决策出机器人动作命令的任务.实验结果表明,该系统能快速稳定地指挥机器人进行比赛.     

主从式胃镜介入机器人系统

针对胃镜操作难度高、医生工作强度大、消化液污染以及X射线辐射等问题,提出了主从式胃镜辅助介入机器人系统.在充分分析医生手动操作胃镜特点的基础上,将机器人分为镜体输送机械臂与镜体操作机械臂两部分.镜体输送机械臂调整镜体相对于病人口部的位姿,并完成插镜动作;对镜体输送被动臂进行逆运动学分析,确定各关节参数与基座位置;对输送器与镜体间作用力进行分析以确定输送电动机输出力矩.镜体操作机械臂控制操作部完成镜体旋转、操作部跟随、末端弯曲以及送气送水和抽吸功能.采用手柄实现对胃镜介入操作的主从控制,完成手柄与镜体在动作上的直观映射.在体外测试实验之后,进行活体动物实验发现机器人系统可完成对镜体的各项操作且未发现对组织造成损伤.实验结果表明,本文提出的胃镜辅助介入机器人系统可直观有效地完成胃镜介入,降低了操作难度,符合人类工程学设计.     

基于案例的异构多机器人系统的协作研究

目的是研究异构多机器人系统中机器人之间的协作过程.基于足球比赛案例,将异构多机器人系统的任务分为找球、跟随、踢球等几个作业.以人形机器人和轮式机器人作为研究对象,并赋予不同的功能,对机器人能力进行建模.讨论如何以优化的方案分配给执行任务的机器人,并建立了一种参考模型.最后,以流程图方式说明了机器人的行为控制.实践表明,由具有不同能力的机器人共同协作可以更加有效地完成任务.     

遥操作护理机器人系统的操作者姿态解算方法研究

设计了一种遥操作护理机器人系统,为实现从端同构式机器人的随动运动控制,对主端操作者人体姿态解算方法进行了研究.首先,构建由惯性传感单元构成的动作捕捉系统,对用作从端机器人动作指令的操作者人体姿态信息进行采集,采用四元数法对人体运动原始数据进行初步求解.其次,将四元数法得到的姿态数据解算成依据仿人结构设计的护理机器人各关节运动的目标姿态角,实现人体姿态到机器人动作的同构性映射.最后,为验证本文所提姿态解算方法的性能,设计了操作者控制护理机器人完成递送和拿取药瓶动作的实验.结果表明,本文姿态解算方法的解算性能与参考系统基本相同;在操作者动作姿态快速变化的时间段,系统仍可获得较高精度的目标姿态数据,其误差在动态条件下依旧能保持在2%以下;护理机器人可较好地实时复现操作者的人体动作.本文方法能满足机器人进行一般护理作业时对人体姿态数据处理的快速性和准确性要求.     

基于栅格法的移动机器人运动规划研究

研究移动机器人运动规划问题.为实现机器人独立自主地完成任务行为,提出了一种利用栅格法对移动机器人运动进行规划,算法将运动规划分解为路径规划和运动控制两部分.在路径规划时,对栅格环境设定机器人的假想窗口栅格,并根据假想窗口和环境信息的可信度,设定实现环境信息优化的路径规划策略.根据机器人的运动学模型推导出机器人的运动控制律,以实现问题的求解.最后对运动规划方法进行了仿真验证,仿真结果证明了控制律的有效性.     

Mirosot足球机器人决策系统的研究

介绍了基于场地分区技术的决策系统在足球机器人比赛中的应用。利用场地分区技术,把比赛场地分成防守区、进攻区、中间区三个大区域,在每个大区域内又细分成多个决策区。由态势分析层-分解任务层-角色分配层-动作执行层构成的决策系统根据比赛场上机器人和球的相关信息,进行场景分析、任务分解、分配角色、执行动作等一系列的决策判断,得到机器人能够识别的指令,完成决策出机器人动作命令的任务。实验结果表明,该系统能快速稳定地指挥机器人进行比赛。     

基于网络和Linux的机器人仿真和监控系统

本文介绍了一种新的基于网络的机器人仿真、监控系统, 该系统运行于Linux操作系 统的PC机上,采用OpenGL图形库进行开发,能够实时模拟机器人的运动,并且通过网络与机 器人控制器进行通讯,能够实时接收机器人控制器发来的状态数据,将它们动态地以三维模 拟方式显示或者将其存储起来以备将来分析,用户能够动态地监视机器人的运动状态,在必 要时对机器人的动作进行控制．     

脊柱手术机器人

针对脊柱手术中的椎弓根钉内固定术,为克服医生操作手术时定位精度难以保证、长时间手术易疲劳等问题,设计了一套脊柱手术机器人系统用于辅助实施椎弓根钉内固定术。机器人为5自由度,充分考虑手术机器人对安全性和工作空间有效覆盖的要求,进行了构型设计,并完成了相应的机器人运动学分析。控制系统是由图像导航下的主动控制和基于力传感器的被动拖拽控制两个模式进行控制。主动控制下,医生通过导航系统提供最优钉道的精确位置信息,机器人根据医生的规划路径自主到达手术点;被动力拖拽控制基于导纳控制原理对医生作用在机器人末端执行器的操作力进行映射,并以此形成跟随拖动动作的机器人运动控制指令。针对力拖拽控制的实验验证了机器人在被动拖拽控制模式下能够柔顺地跟踪医生的操作动作。     

用非线性分层策略生成机器人动作规划

分层策略可以求解复杂的机器人规划生成问题.本文提出一种崭新的分层规划算法,该算法将原问题分解为若干子问题,然后按各层的动作细化规则,由顶而底.直至求出机器人的本原动作序列.在每个层次上,运用非线性技术,使之对子问题的求解可交叉进行,从而消除了目标相互影响问题;在规划动作的过程中,建立了前后指针和评价函数,并提出了解决分层规划中动作的冗余和矛盾的方法,大大地提高了解题效率.该算法已应用于 NARP机器人规划生成系统,本文简介了用 Common Lisp 语言编程的特点.系统在 Sun 机上实现.     

基于视频反馈和实时仿真的机器人远程控制系统

为了在保证安全和经济的前提下提高机器人远程操作的用户体验,设计并实现了一种基于视频反馈和实时仿真的工业机器人远程控制系统.提出了一套通过常见的游戏手柄对工业机器人进行控制的方法,研制了通过互联网和仿真反馈及视频反馈对工业机器人的动作进行预测和监控的平台.在此基础上根据仿真平台特点,提出了将3D碰撞检测引入系统以提高系统的安全性.最后,实验结果表明了该系统的正确性和有效性.     

三菱电机、京都大学共同开发可向机器人轻松教授动作的技术

三菱电机将与京都大学共同开发可通过直观操作来向机器人教授动作的技术，以实现使用机器人进行单元生产的“机器人单元”的应用。三菱电机擅长开发组装作业使用的产业用机器人，希望推进机器人单元的应用，但目前存在更换产品品种时教授动作十分麻烦、类似的作业也必须重新——教授等问题。该公司向京都大学研究生院工程学研究系机械理工学专业的椹术哲夫教授领导的研究小组提出了这些问题，为寻找解决对策展开了共同研究。     

导管机器人系统的主从介入

传统的血管微创介入手术过程中医生在手术现场,其不可避免地遭受大量的X射线照射;并且导管的操作难度较大,对医生插管技术要求过高.针对此问题,研制了一种新型的集成有双电磁传感器的可定位导管机器人,并采用D-H法对其进行了运动学分析,同时设计了一套介入装置来代替医生进行导管操作,并通过对主从控制方法的研究实现了该系统的主从介入.在介入过程中,医生通过主手控制介入装置动作来实现导管的推/拉、旋转和弯曲操作,并可在引导图像的辅助下完成插管手术操作.实验表明,开发的可控导管具有较好的操作性能,介入装置实现了3种基本的介入操作,提高了导管的定位精度,同时主从介入方式也保证了医生在手术过程的安全性.     

主被动混合式微创手术机械臂机构设计及灵巧度优化

研制出一款可开展微创手术的双机械臂机器人系统,该系统配合手术微器械可以实现精确的腹腔内手术操作.通过分析微创手术的手术环境及手术操作特点,提出了采用机器人开展微创手术对机器人自身机构设计的基本要求,并在此基础上重点对机械臂机构进行设计和优化.该机械臂可以按照微创手术的实际需求,实现机器人的术前摆位、术中器械操作及器械的快速拆装更换,并且可以从机构上保证术中器械在患者腹壁切口处位置不变,避免术中因手术器械运动而对腹壁切口造成非手术性损伤.此外,借助于机器人雅可比矩阵的奇异值,构造了基于条件数和可操作度的综合灵巧度评价指标函数,并采用序列二次规划算法对机械臂杆件参数进行优化.优化结果表明,机械臂具有良好的各向同性及可操作度,很好地满足了微创手术对机械臂机构灵活性的要求.     

基于强化学习的六足机器人动态避障研究

针对局部可观测的非线性动态地震环境下,六足机器人采用传统算法进行动态避障时易出现算法不稳定的情况.运用了基于双重深度Q网络(DDQN)的决策方式,通过传感器数据输入卷积神经网络(CNN)并结合强化学习的策略,下达命令到六足机器人,控制输出决策动作,实现机器人动态避障.将系统的环境反馈与决策控制直接形成闭环,通过最大化机...     

视网膜血管搭桥手术机器人系统的研究

针对医生人工操作的生理学颤抖造成视网膜血管搭桥手术成功率低的问题,提出了用于辅助医生进行手术操作的机器人系统.在借鉴眼科显微手术机器人系统研究经验的基础上,基于视网膜血管搭桥手术的过程和特点,提出了合理的机器人系统整体设计方案,介绍了机器人的关键机构设计.对临床应用进行了初步探讨,确定了视网膜血管搭桥手术机器人系统的人机协同操作手术流程,提出了手术环境布置方案.最后,在开发研制原理样机的基础上列出了机器人性能指标,对视网膜表面平行运动进行了轨迹规划和仿真,在乒乓球模型上进行了可行性分析实验,并提出了安全保障措施.实验表明,系统设计满足要求,可以初步完成手术动作.     

一个交互式机器人仿真系统

本文介绍我们在SUN3工作站上研制的一个交互式机器人仿真系统ROBSM2。该系统在机器人仿真系统ROBSM111-21的基础上,增加了机器人语言、示教、三维图形显示、碰撞检查以及对典型动作、典型任务的仿真等功能,用户使用该系统,既可方便、直观地进行机器人轨迹规划和控制算法的研究,又可进行离线编程和碰撞检查,同时还是功能完善的机器人辅助教学工具。ROBSM2具有很强的交互性、实用性、可靠性,为机器人研究、应用和教学,提供了强有力的手段和工具。     

3D打印动漫舞蹈机器人智能控制系统设计

针对当前3D打印动漫舞蹈机器人的舞蹈动作存在微小偏差,并进一步影响到舞蹈动作美观性的问题,设计一种3D打印动漫舞蹈机器人智能控制系统。选择XC7Z010-1CLG400C作为智能控制系统的核心控制器,使用两个直流电机对机器人的上肢与下肢分别进行驱动,将网络通信模块整合为控制器与Arduino板通信模式。在系统软件部分设计机器人的位姿估计及舞蹈动作控制功能,并校正舞蹈动作的误差。至此,3D打印动漫舞蹈机器人智能控制系统设计完成。构建系统测试环节,经测试证实,此系统硬件连接稳定,使用后可对机器人的整体运动范围与舞蹈动作进行控制,减小舞蹈动作的误差,提升舞蹈的整体性与美观性。     

喉部外科手术机器人系统机构设计与运动学分析

研制开发了主从操作方式的喉部外科手术机器人系统,可以有效避免传统手术中医生操作的双手的干涉问题．在分析与综合支撑喉镜下喉部手术工作空间和动作要求的基础上,详细设计了从操作手的机械结构,并建立了机器人双臂的运动学方程,进行了系统运动可操作性分析．分析结果表明,直线移动关节不影响机构可操作性,系统具有较好的可操作性与可靠性,能够满足手术的要求．     

传感器机器人行动推理的有色网表示模型

研究机器人行动推理优化系统,针对传统的推理前必须预先给定所有环境状态,不能动态获取环境状态新知识.为了使得机器人在推理的过程中能动态获取环境状态新知识以提高推理的准确度,提出了行动推理过程中的两种基本动作即外部动作和感知动作进行了形式化地表示,对这两种基本动作、STRIPS 推理规则以和有色网来表示机器人在不完全可知环境下进行行动推理的形式化表示,采用 PNS (Petri Net for Reasoning about Action with sensor)网系统,采用 CPNT<,ools>对办公环境下机器人行动推理实验,结果表明 PNS 网系统能使得机器人在行动推理过程中动态获取新知识目标,提高了行动推理的准确度.