基于机器人三维模拟仿真的焊接生产线柔性主拼技术研究

为满足生产线柔性设计需求, 对柔性焊接生产线解决方案的难点进行了分析, 提出了基于机器人三维模拟仿真的生产线柔性主拼技术方案, 建立了机器人负载边界模型和基于负载边界模型的机器人选型及快换装置选型方案, 提出了网格式夹具设计方法, 以白车身柔性焊装生产线为例, 建立了面向柔性的网格式夹具设计方案以及网格式装配检测及应力分析, 并对面向柔性主拼中的离线编程技术及三维仿真中的项目权限管理和工作站模拟仿真工作流程进行了分析。该方案在某汽车厂NL-1&NL-2两个车型项目生产线的设计中应用焊接生产线上进行了应用验证, 能满足两车型生产线柔性主拼的需求。     

结构光视觉引导的焊接机器人系统自标定技术

为实现结构光视觉引导的焊接机器人系统的标定,解决现有标定方法复杂,标定靶标制作要求高等缺点,提出一种基于主动视觉的自标定方法。该标定方法对场景中3个特征点取像,通过精确控制焊接机器人进行5次平移运动,标定摄像机内参数和手眼矩阵旋转部分;通过进行2次带旋转运动,结合激光条在特征点平面的参数方程,标定手眼矩阵平移部分和结构光平面在摄像机坐标系下的平面方程;并针对不同焊枪长度进行修正。在以Denso机器人为主体构建的结构光视觉引导的焊接机器人系统上的测试结果稳定,定位精度可达到±0.93 mm。该标定方法简单,特征选取容易,对焊接机器人系统在实际工业现场的使用有重要意义。     

移动机器人虚拟仿真平台的设计和实现

针对目前国内外对环境检测移动机器人的迫切需求,以3ds Max 2012、OpenGL图形库为基础,用VC++2010作为开发环境,实现了移动机器人在场景中的自动避障、漫游、与用户操控下的互动。实验结果表明:搭建的仿真平台生动形象,运行效果良好,为进一步研究移动机器人控制算法和路径规划创造了条件。     

基于LabWindows/CVI的排水管道机器人测控系统设计

介绍了国内排水管道现状及检测与维护情况,针对排水管道机器人特殊的作业环境,设计了一种基于LabWindows/CVI的排水管道机器人测控系统。该系统以PLC为核心,采用电涡流位移传感器与摄像头结合检测管道缺陷,引入模糊控制算法,增强了系统的鲁棒性和可靠性。通过基于LabWindows/CVI虚拟仪器设计的上位机软件与下位机PLC实时通信,实现了系统对机器人动作的控制,以及数据的采集、处理、存储、显示等功能。整个系统人机交互简单、抗干扰性强、可靠性好,可满足机器人作业时的清理和检测要求。     

基于ARM9与Linux智能搬运分拣机器人的设计与实现

给出了嵌入式ARM-Linux平台环境下的智能搬运分拣机器人的设计方案。其硬件平台是以ARM9架构处理器S3C2440A作为系统控制核心,并根据硬件资源对kernel、根文件系统以及应用程序进行了修订和编译,为机器人构建了Linux系统软件平台。同时还采用了一种改进型SIFT算法进行货物识别。凭借着强大硬件性能、开放的软件系统以及高效的匹配算法,使本机器人动作稳定性好、拓展性强以及识别精准度高等特点,能够工作在多种作业环境下。     

基于有限元方法的3-PPSR大长径比柔性并联机器人刚度模型分析

为实现较大工作空间的运动,设计了一种大长径比的3-PPSR结构的微操作柔性并联机器人.该机器人由压电马达驱动,采用大长径比柔性铰链连接,柔性铰链的变形范围在毫米级,适用于要求大变形的场合,同时具有结构简单、无奇异、无间隙、运动精度高等特点.由于系统的刚度直接影响系统的运动精度、承载负荷等性能,针对大长径比柔性铰链特点,运用有限元方法,建立了柔性铰链的数学模型,并采用整体刚度的方法,结合机构协调方程和力平衡方程,得到系统的柔性刚度模型.最后,采用ANSYS比较了所建理论刚度模型结果与有限元模型分析的结果.分析结果表明,理论刚度模型合理,符合机构的运动特征.     

基于似人特性的拟人臂机器人自主抓取动作规划

针对拟人臂机器人在家庭环境中的自主抓取任务,提出了一种强调运动姿态似人特性的拟人臂动作的规划方法.该方法分为两个部分,构型规划和运动规划,构型规划基于人体工程学中广泛使用的快速上肢评估准则评价机器人运动姿态的似人特性,并在此基础上以机器人末端传速速率最优为目标规划机器人运动过程中的关键构型.运动规划结合了Fitts定律和似人运动模型规划了机器人末端的空间轨迹.本文最后以Motoman SDA10D拟人双臂机器人和Mitsubishi PA10机器人为例,具体介绍了该方法的应用和规划的结果,规划结果证明了本方法的可行性和有效性.     

施釉机器人静力学分析的研究

根据6自由度施釉机器人的终端受力，利用雅可比矩阵，求解出各转动关节在稳定平衡状态下的受力和所需的驱动力矩，为设计施釉机器人确定各转轴的电机及其他动力元件提供了可靠的依据。     

How social distance shapes human–robot interaction

This paper investigates how social distance can serve as a lens through which we can understand human–robot relationships and develop guidelines for robot design. In two studies, we examine the effects of distance based on physical proximity (proxemic distance), organizational status (power distance), and task structure (task distance) on people׳s experiences with and perceptions of a humanlike robot. In Study 1, participants (n=32) played a card-matching game with a humanlike robot. We manipulated the power distance (supervisor vs. subordinate) and proxemic distance (close vs. distant) between participants and the robot. Participants who interacted with the supervisor robot reported a more positive user experience when the robot was close than when the robot was distant, while interactions with the subordinate robot resulted in a more positive experience when the robot was distant than when the robot was close. In Study 2, participants (n=32) played the game in two different task distances (cooperation vs. competition) and proxemic distances (close vs. distant). Participants who cooperated with the robot reported a more positive experience when the robot was distant than when it was close. In contrast, competing with the robot resulted in a more positive experience when it was close than when the robot was distant. The findings from the two studies highlight the importance of consistency between the status and proxemic behaviors of the robot and of task interdependency in fostering cooperation between the robot and its users. This work also demonstrates how social distance may guide efforts toward a better understanding of human–robot interaction and the development of effective design guidelines.