抛光工业机器人主动恒力装置设计研究

研究了工业机器人抛光中的恒力控制,针对传统的机器人恒力控制中既要对机器人进行力控制又要对机器人进行位置控制,导致工业机器人整体控制复杂,响应较慢,精度较低的问题,采用机器人力和位置分离的方式,设计了独立于机器人本体的主动恒力控制装置来解决机器人作业的力控制,使机器人力控制作业中不用考虑机器人的运动控制,从而达到解耦的效果。实验验证结果表明,设计的主动恒力装置提高了工业机器人力控制精度,具有良好的恒力控制性能。     

协作机器人在行星减速机装配系统中的应用

该文将协作机器人应用在行星减速机的装配系统中,并且设计了复合机器人上下料平台、三维视觉分拣平台和协作装配平台,其中复合机器人应用了自动导航、视觉定位技术,协作机器人应用了碰撞保护、精准力控、高精度定位技术,末端采用电控夹爪多点多位置控制技术,控制系统应用PLC进行控制调度,并且采用了三维视觉识别技术,实现了行星减速机装配系统的快速、稳定运行。     

多传感信息融合机器人标定方法

该文提出一种基于多传感信息融合技术进行机器人运动学标定的方法。首先通过对机器人的指数积(POE)正向运动学模型取微分的方式建立末端执行器的误差模型,利用ROMER-RA7520绝对关节臂测量机和安装在末端工具上的多个传感器分别采集末端执行器的位置和姿态信息;随后根据坐标统一原理将测量机的位置测量数据和多传感器的姿态量测数据转换到机器人基础坐标系下,实现位姿数据的空间配准;接着运用自适应加权融合算法融合处理经过空间配准后的位姿数据,得到末端执行器位姿测量值;最后应用迭代最小二乘法求解出参数偏差。KR5arc机器人标定仿真实验表明:该方法可大幅度提升机器人在任意位姿下的定位、定姿精度。     

基于多传感器的机器人夹取系统设计

目的在分拣包装应用中,实现工业机器人使用指定的压变设置对物体进行夹取作业。方法设计由PLC、机械夹手、触摸屏、工业机器人组成的夹取系统。其中采用三菱FX系列PLC为控制中心,具有多传感器的机械夹手为末端执行器,三菱GS系列触摸屏为交互界面,安川工业机器人为运动机构。根据夹取流程,采用PLC分析夹取限位、闭合限位、压力检测、变形检测等传感信息,并协调各部分运行。结果系统能够在设定的压变范围内,实现对适用物体的自动夹取作业,并且通过触摸屏可便捷查看检测信息及设置参数。结论该系统能够基于多传感器的检测进行机器人夹取作业,且参数可调控,适用于自动化夹取作业。     

组态软件的新跨越

北京三维力控科技有限公司是专业从事监控组态软件研发与服务的高新技术企业,其推出的力控电力版pNetPower产品结合了通用组态软件和电力专业技术,适用于变电站综合自动化、电厂电气监控（ECS）、企业供配电自动化、水电站综合自动化及楼宇配电自动化等后台监控系统。     

接触式真空吸取技术研究现状与发展趋势

本文从接触式真空吸取的技术需求出发,分析了接触式真空吸盘的设计要求和主要结构形式,阐述了接触式真空吸取技术由非金属材料常规吸盘到形状自适应和人工弹性材料仿生吸盘的发展历程,研究了真空吸取力产生方法由外部负压源抽吸到吸盘变形改变内容积、吸盘材料优化等多种方法的发展趋势。随着研究的深入和技术的进步,合理利用新技术和新方法,能优化吸盘结构、增强吸取效果,推动接触式真空吸取技术朝着多工况适应、多形状夹持、高效节能等方向发展。     

无人值守智能化洛氏硬度测试平台

在精密计量和智能计量的概念和技术基础上,结合高精度力值加载技术、压痕测量技术、自动控制技术和机器人应用技术等,设计并研制了无人值守的智能化洛氏硬度测试平台.平台包括PLC总控系统、自动运输系统、自动进样系统、自动打压测量系统和自动打标系统等.测试结果表明:无人值守的智能化洛氏硬度测试平台测量准确度良好,在提高测量效率方...     

力-位移分控多点成形新工艺及其回弹控制机理

目的对比研究力-位移分控多点弯曲成形的受力和变形特点,揭示力-位移分控多点成形技术改善成形质量的机理。方法首先设计制造出采用力-位移分控多点成形原理成形的实验装置,并进行圆柱面的实际成形,比较不同成形模式下所获得成形制件的差异,然后采用理论分析和数值模拟等手段,分析对比不同成形模式的受力与变形条件,探讨不同成形模式下的变形特点与规律。结果从理论上给出了力-位移分控多点成形能有效减小回弹、消除"直边效应"的力学原理,指出了力-位移分控多点成形技术减小回弹的根本原因在于法向约束力的作用,且回弹减小量与法向约束力的大小成正比,并通过数值模拟,从应力和应变分布、支反力变化等方面予以了验证。结论力-位移分控多点成形从本质上改变了板材的受力和变形条件,能有效提升成形质量。     

面向光纤作业的精密并联机器人系统研制

研制出了面向光纤作业的精密并联机器人,它是一种六自由度、高精度的新型定位系统。介绍了该机器人结构的设计特点、工作原理及由伺服电机控制的半闭环控制系统,并给出了该机构的控制方法。同时还设计了一种新型虎克铰链,它能有效地减小因接触变形而产生的误差。另外由于借助了DSP技术,很好地解决了机构运动学反解的实时计算问题。最后给出了在不同姿态下,并联机器人工作空间边界的仿真图及机构重复度测试的结果。仿真和实验结果表明,该精密并联机器人具有工作空间大、系统控制精度高、机构重复精度高等优点。     

基于改进目标检测算法的AGV避障方法研究

目的 针对食品包装的抓取和装配,利用人工成本高且容易装错等问题,基于方位特征(POC)方程的并联机构结构综合方法,提出一种以3PUPaR并联机构为主体的抓取机器人机构。方法 计算3PUPaR并联机构的自由度、方位特征集以及耦合度等拓扑特性,验证机构具有空间纯移动的运动特性,建立机构的运动学逆解方程,基于此,采用数值法得到机构的工作空间与运动灵巧度。并研究参数尺寸大小对工作空间与全局灵巧度的影响,以全局灵巧度和工作空间为优化目标,选择具有Pareto解的NSGA-II算法完成多目标参数优化。结果 结果表明,机构具有较大且连续的工作空间。结论 该新型三自由度并联机器人能够满足食品包装的抓取和装配时运动范围。     

Review of robotic end-effector with force control

With the intelligent development of manufacturing industry, industrial robots are more and more widely used for continuous contact operation, such as polishing, sanding, burring and assembling. End-effector with force control is a critical component of robots used for hybrid force/position control and continuous contact operation, which has an important effect on the operation quality and application field extension. In view of the above situation, it is of great importance for developing new robotic end-effector of high-performance to investigate the state, analyze the characteristics and key technology, and forecast the trends of development. The background of end-effector with force control was introduced firstly, and then the composition & classification, working mode and operation principle was presented. The key technologies of end-effector with force control were refined, including the comprehensive theory and optimization technique of parallel manipulator configuration, design technique of constant force compensatory actuator, technique of compensation of mass force, technique of flexible collision and technique of decoupling control. Furthermore, the mechanical, pneumatic, electrically driven end-effector with force control of single-DOF and multi-DOF was detailed summarized, as well as the advantages and disadvantages. The technology trends of the end-effector with force control include high precision and frequency response, electric driving, multi-DOF flexibility, high load capacity, integration and intellectualization. Analysis shows that the mechanical or pneumatic end-effector with force control is widely used nowadays, which has the disadvantages of large lagging, low control precision and response and can only realize constant force control of single-DOF. As a result, research on intelligent and electrically driven robotic end-effector with force control of high precision, response and multi-DOF will play an important role for the improvement of force control precision, surface adaptability, quality and efficiency of processing & assembly, and effectively promote the intelligent operation level of industrial robots.     

基于模糊自适应PID焊缝轨迹跟踪的机器人焊接前瞻控制方法

研究了机器人焊接的控制.针对当前传统焊接工业机器人通常仅按照示教点进行既定轨迹运动,不能适应小批量多品种的柔性与智能生产线的问题,将工业相机、图像处理技术与智能机器人相结合,提取出焊缝轨迹发送给机器人,同时为提高机器人焊接过程中的轨迹跟踪精度问题,提出了一种基于模糊自适应PID焊缝轨迹跟踪的前瞻控制方法.在工程大型薄壁结构件的焊接过程中,该方法将视觉检测与识别用于焊缝轨迹跟踪,以提高焊接机器人的作业精度.最后通过实验,验证了该方法具有良好的自适应性和控制精度,能够实现前瞻偏差补偿控制.     

陶瓷浆料3D打印机挤压力模糊神经网络PID稳定控制研究

针对在微流挤出陶瓷浆料3D打印机作业过程中挤压力稳定控制的需求,根据打印机挤压力控制系统非线性、时变性的特点,总结了现有挤压力稳定控制策略的优缺点,并在模糊PID (proportion-integral-derivative,比例-积分-微分)控制器中嵌入神经网络结构,提出了挤压力模糊神经网络PID稳定控制策略。该策略基于六层模糊神经网络,以挤压力偏差值e和偏差值变化率ec为输入,PID控制器控制参数为输出,完成正向模糊控制过程,并基于神经网络的自学习优势实现反向传播及在线更新神经网络权值,以实现打印过程中挤压力的精准自适应调节。挤压力控制Simulink仿真、挤压力控制实验及坯体打印实验表明：相较于传统PID控制策略,采用模糊神经网络PID控制策略可使超调量减小20.9%,挤压力提前90 s达到稳定状态,压力峰值减小12 N,压力谷值增大18 N;相较于采用模糊PID控制策略,超调量减小1.73%,挤压力提前56 s达到稳定状态,压力峰值减小4 N,压力谷值增大8 N;模糊神经网络PID控制策略具有一定的优越性,可使打印过程中挤压力的控制精度更高,稳定速度更快,超调量更小,所打印坯...     

Elastic Inflatable Actuators for Soft Robotic Applications

The 20th century's robotic systems have been made from stiff materials, and much of the developments have pursued ever more accurate and dynamic robots, which thrive in industrial automation, and will probably continue to do so for decades to come. However, the 21st century's robotic legacy may very well become that of soft robots. This emerging domain is characterized by continuous soft structures that simultaneously fulfill the role of robotic link and actuator, where prime focus is on design and fabrication of robotic hardware instead of software control. These robots are anticipated to take a prominent role in delicate tasks where classic robots fail, such as in minimally invasive surgery, active prosthetics, and automation tasks involving delicate irregular objects. Central to the development of these robots is the fabrication of soft actuators. This article reviews a particularly attractive type of soft actuators that are driven by pressurized fluids. These actuators have recently gained traction on the one hand due to the technology push from better simulation tools and new manufacturing technologies, and on the other hand by a market pull from applications. This paper provides an overview of the different advanced soft actuator configurations, their design, fabrication, and applications.     

工业机器人协同加工工序标准工时测定方法研究

以工业机器人为研究对象,提出工业机器人完成一道工序的标准工时模型。针对工业机器人工作特点,得出工业机器人完成一道工序的标准工时构成要素;分别讨论单台工业机器人、多台工业机器人串联、多台工业机器人并联组成一道工序的工作特征,基于可靠性等相关理论,推导这3种情况下该工序的正常工时(t)、平均故障修复时间(MTTR)、平均预防性维修时间(MPMT)的数学模型;其中从工序能力出发,将并联工业机器人转化成串联形式进行模型推导。以某条智能生产线上各工业机器人为例,与正常工时相比,基于新的标准工时得出的标准产能与实际产能的误差由4.29%下降到1.72%。     

液压二自由度力反馈操纵杆设计

 开发了一种用于遥操作双向伺服系统力反馈工作的液压二自由度力反馈操纵杆.该操纵杆采用PID控制器控制的电液伺服系统进行驱动,可以有效地解决一般电机型力反馈操纵杆在刚度和响应速度方面不足的问题.介绍了系统的软硬件构成,并通过对系统运动性能的分析,设计了用于该系统的力反射型力反馈算法,最后通过实验验证了该算法的有效性.实验证明,该操纵杆具有较好的力反馈操作特性,能够满足遥操作系统力反馈工作的需要.     

三级倒立摆的云控制方法及动平衡模式

文章提出了定性和定量之间转换的云模型的形式化表示方法,用来反映语言值中蕴涵的模糊性和随机性,给出云发生器的生成算法,解释多条定性推理规则同时被激活时的不确定性推理机制。利用这种智能控制方法有效地实现了单电机控制的一、二、三级倒立摆的多种不同动平衡姿态,显示其鲁棒性,并给出了详细试验结果。研究成果不仅可用于对太空飞行器以及机器人控制,而且对揭示定性定量转换规律和策略具有普遍意义。     

基于腕力传感器的绳驱动拟人臂的力/位混合控制研究

该文在研究7-DOF绳驱动拟人臂运动控制的基础上,结合安装在关节处的角度传感器的反馈信息,提出一种改进的耦合球关节闭环控制算法,使拟人臂的运动精度大大提高;同时利用安装在末端的腕力传感器的反馈信息,提出一种基于阻抗控制的力位混合控制算法,并讨论了容易建模和不易建模的两种环境下的轨迹规划问题,结合PC+PMAC分级控制系统和上面两种算法完成了7-DOF拟人臂的高精度位置伺服控制和与外界环境的接触力控制。实验和仿真结果表明算法的正确性和控制的有效性。     

Design of an Intelligent Robotic Excavator Based on Binocular Visual Recognition Technique

Research on intelligent and robotic excavator has become a focus both at home and abroad, and this type of excavator becomes more and more important in application. In this paper, we developed a control system which can make the intelligent robotic excavator perform excavating operation autonomously. It can recognize the excavating targets by itself, program the operation automatically based on the original parameter, and finish all the tasks. Experimental results indicate the validity in real-time performa...