无等待多机器人制造单元调度模型和算法研究

为解决无等待多机器人制造单元的调度问题,应用禁止区间法,建立了无等待多机器人制造单元调度的数学模型。在分析模型的基础上,证明了问题的最优周期长度必定是某一个特定的周期长度值。提出了基于图论的算法,并以此验证这些特定的周期长度值的可行性。以上述工作为基础,为无等待多机器人制造单元开发了能求解最优解的多项式调度算法,并以自动化印刷电路板电镀生产线为例,对提出的模型和算法进行了验证。     

救灾机器人的研究现状与煤矿救灾的应用

针对灾害救援的复杂性、危险性,提出一种高负载自重比的救援机械臂构型,建立三维模型,通过Denavit-Hartenberg方法对五自由度机械臂建立正逆运动学模型,利用MATLAB机器人工具箱构建救援机械臂的仿真模型,验证运动学模型的正确性,采用10输入、5输出、3层的BP神经网络进行逆运动学解的预测,对用解析法得到的4组运动学逆解进行筛选,从而得到唯一的精确逆解,为后续机械臂的轨迹规划的实现奠定了基础.

     

多模块蛇形管道打磨机器人的设计与分析

提出一种基于时延控制的自适应混合位置/力控制算法,以提高机器人与不确定环境交互时位置和力的精度。在位置控制子系统中,采用不需要依赖系统模型的时延控制以抵消机器人系统的所有非线性项,并引入自适应增益来减小由于不确定环境而引起的时延估计误差。在力控制子系统中,通过递推最小二乘法在线辨识未知环境参数,得到机器人末端执行器与环境的接触力。运用李雅普诺夫函数法分析系统的稳定性,仿真结果验证了所提算法的有效性。该算法对未知环境具有适应性,可以使机器人末端执行器同时保证位置和力轨迹跟踪的精确性,位置误差约为 0.016 m,力误差约为 0.034 N。     

改良神经元PID控制在机器人灵巧手驱动中的应用

机器人手指驱动系统是一类典型的高阶非线性、时变系统;关节的动态特性随着手指的负载变化而变化。使用常规PID控制很难满足手指精确位置控制的要求,而采用依据BPNN原理设计成的常规单神经元PID控制器又因学习速率低,收敛速度慢,控制效果不能令人满意。文中设计了一种改良的单神经元PID控制器,控制参数具有很好的在线自适应性,且收敛速度快。     

一种基于支持向量机的数据融合方法的研究

提出了一种基于支持向量机的分类分级的数据融合方法,并将此方法应用于机器人手爪抓取状态的判别。支持向量机作为一种较新的机器学习方法,由于建立在结构风险最小化准则之上,而不仅仅是经验风险达到最小,从而使得支持向量分类法具有较好的推广能力。     

双轮驱动足球机器人加速性能的研究

从双轮驱动足球机器人的驱动方程式出发,对双轮驱动足球机器人的加速性能的影响因素和加速过程进行分析,得出了对足球机器人的设计和比赛具有参考价值的结论。     

Burr Contour Recognition and Coordinates Sequence Real-Time Generation for Robotic Deburring Efficiency Optimization

毛刺轮廓识别和坐标顺序实时生成下的机器人去毛刺效率优化

熊仁涛¹,赖增亮¹,管贻生¹,杨宇峰²,蔡传武²

（1. 广东工业大学 机电工程学院,广州 510006;

2. 佛山博文机器人自动化科技有限公司,佛山 528237）

创新点说明：

1） 提出一种基于视觉的毛刺轮廓识别方法;

2） 将毛刺轮廓坐标按照标准工件闭环轮廓去毛刺加工顺序实时生成;

3） 通过调整去毛刺速度提高机器人去毛刺的效率。

研究目的：

提供一种高精度和高效率的机器人自动化去毛刺技术和装备,解决现代机械制造行业中存在的加工精度差和去毛刺效率低的问题,包括但不限于机器人去毛刺、抛光打磨、焊缝处理、喷涂等机器人自动化作业。

研究方法：

1）基于局部可变形模板匹配算法,将标准工件轮廓与待加工工件轮廓进行配准;

2）计算两轮廓之间逐点像素距离,基于设定的距离阈值将毛刺大小划分为不同的量级;

3） 将毛刺轮廓坐标映射到标准工件轮廓中,实时生成机器人去毛刺闭环加工路径顺序;

4） 基于毛刺大小量化信息,实时调整机器人去毛刺的速度。

研究结果：

1）针对具有随机形变的工件,基于局部可变形模板匹配算法可以获得高的轮廓匹配度;

2） 在X和Y方向上,对毛刺轮廓坐标进行排序,可以生成与标准工件轮廓去毛刺路径一致的加工顺序;

3） 基于毛刺大小量化信息,可以实时调整机器人去毛刺的速度。

结 论：

基于视觉的提高机器人去毛刺效率的方法,相比传统离线编程去毛刺,去毛刺效率提高了13.53%。

关键词：机器人去毛刺;装配精度;轮廓识别;模板匹配;去毛刺效率

     

典型柔性铰链的结构参数对其刚度性能影响的研究

柔性铰链是目前被广泛用于微动机器人的主要部件之一,其刚度性能直接影响到微动 机器人的终端定位和操作精度．由于实际需要的多样性和复杂性,使得其实际结构的几何尺 寸不能完全满足传统理论分析的假设条件,因此影响到对其性能的准确分析．本文采用有限 元技术对三种典型柔性铰运动变形的力学机理进行了系统的研究,并与传统理论的分析结果 进行了比较,分析了二者间产生误差的根本原因,并给出其结构参数对刚度性能的影响关系 ．     

仿生机器鱼胸/尾鳍协同推进闭环深度控制

为改善机器鱼定深控制过程中的动态性能与稳态性能,根据深度误差的大小将定深控制过程分解为趋近阶段与巡游阶段,给出了一种基于中枢模式发生器(central pattern generator,CPG)与模糊控制相结合的闭环运动控制方法.为此,首先建立了以压力传感器信号为反馈输入,通过模糊控制器调节控制参数的CPG运动控制模型.在此基础上,针对误差较大的趋近阶段,采用胸/尾鳍协同方式,通过趋近模糊控制器改变摇翼关节的偏置量与幅值来使机器鱼快速到达期望深度;针对误差较小的巡游阶段,采用改变攻角方式,通过巡游模糊控制器改变胸鳍攻角来使机器鱼保持在期望深度.两阶段之间通过胸鳍CPG的启停实现切换.模糊控制器设计时利用了基于最小二乘法对实验数据拟合而得出的俯仰角变化率与控制参数的近似关系,提高了机器鱼趋向期望深度的速度并减小了在期望深度巡游时的稳态误差.仿真与实验结果验证了所提控制方法的有效性.     

Development of wheel-less snake robot with two distinct gaits and gait transition capability

Snake robots are mostly designed based on single mode locomotion. However, single mode gait most likely could not work effectively when the robot is subject to an unstructured working environment with different measures of terrain complexity. As a solution, mixed mode locomotion is proposed in this paper by synchronizing two types of gaits known as serpentine and wriggler gaits used for non-constricted and narrow space environments, respectively, but for straight line locomotion only. A gait transition algorithm is developed to efficiently change the gait from one to another. This study includes the investigation on kinematics analysis followed by dynamics analysis while considering related structural constraints for both gaits. The approach utilizes the speed of the serpentine gait for open area locomotion and exploits the narrow space access capability of the wriggler gait. Hence, it can increase motion flexibility in view of the fact that the robot is able to change its mode of locomotion according to the working environment.