合作机器人的控制策略及实验研究

为了实现合作机器人（cobot）与人直接合作,根据其特性,建立了cobot不完全约束关节机构的模型和它的控制模型,提出了cobot的控制策略,并对cobot跟踪直线和圆弧轨迹进行了实验研究。研究结果表明,该控制策略是可行的,能在人机合作的条件下使cobot跟踪期望轨迹,并不会因为机器人的失控而伤害操作者,可满足人机合作的要求。提出的cobot控制策略可以应用于外科手术、物料搬运和零件装配的合作机器人中。     

基于闭环矢量法的五杆合作机器人运动学建模及仿真

利用闭环矢量法对五杆机构进行正运动学建模,给出了五杆并联机器人的闭环矢量方程,推导了其运动学方程,并用MATLAB软件编写MATLAB函数来求解运动学方程.利用Simulink仿真工具建立了五杆合作机器人的运动学仿真模型,仿真分析得到了运动学仿真曲线.研究过程表明,采用闭环矢量法对五杆并联机器人进行运动学分析既简便又快捷.这种方法对其他复杂平面并联机构的运动学分析具有一定的参考价值.     

基于双超越离合器和SimMechanics的合作机器人建模及仿真

为了分析合作机器人(Cobot)的动力学性能,根据Cobot的特点和单向超越离合器的特性,建立了基于双超越离合器的不完全约束关节机构的模型和Cobot关节机构的驱动控制模型,并仿真验证了该关节机构的被动约束特性.设计了基于SimMechanics的Cobot轨迹控制的仿真程序,并对Cobot机构的动力学特性进行了仿真研究.仿真结果表明,该Cobot能够跟踪期望轨迹,具有被动的约束特性,满足Cobot与人合作的要求.这种Cobot模型可以应用在外科手术、物料搬运和零件的装配等需要人机合作的场合.     

合作机器人的被动约束特性及实验研究

合作机器人(Cobot)是在同一作业空间与人直接物理合作的机器人。为了实现Cobot与人直接合作,Cobot的关节机构必须具有被动约束特性。建立了一种基于双超越离合器的不完全约束关节机构的模型和它的控制模型,对关节机构的被动约束特性和Cobot的轨迹跟踪特性进行了实验研究。实验结果表明,不完全约束关节机构具有被动特性,并能约束Cobot关节的运动状态,并能使Cobot在不同操作力作用下跟踪期望轨迹,不会因机器人失控伤害操作者,满足Cobot与人合作的要求。具有这种关节机构的Cobot可以应用在外科手术、物料搬运和零件的装配等需要人机合作的场合。     

合作机器人轨迹规划及实验研究

为实现合作机器人(Cobot)的虚拟轨迹控制,提出了基于操作力的轨迹规划方法;根据操作力、期望轨迹和Cobot末端当前位置,对Cobot进行了轨迹规划,建立了Cobot的轨迹规划模型,并对Cobot跟踪直线和圆弧轨迹进行了实验研究。结果表明,基于操作力的轨迹规划方法能在人机合作的条件下使Cobot跟踪期望轨迹,且操作力的大小不影响Cobot的运动轨迹,Cobot的运动速度随着操作力的增加而增大,符合人机合作要求。基于操作力的轨迹规划模型可应用于外科手术、物料搬运和零件装配的人机合作机器人中。     

合作机器人的关键技术及实验研究

为了使合作机器人(Cobot)在同一作业空间内与人直接进行物理合作,对Cobot的不完全约束关节机构和虚拟轨迹控制2项关键技术进行了建模及实验研究.建立了基于双超越离合器的不完全约束关节机构的模型及约束控制模型,并以五杆式Cobot为实验样机对关节机构的被动约束特性进行了实验验证.提出了基于操作力的轨迹规划方法,建立了轨迹规划模型,并对Cobot跟踪给定直线和圆弧轨迹进行了实验研究.研究结果表明,不完全约束关节机构具有被动特性,可以约束Cobot关节的运动状态;轨迹规划方法可以实现Cobot的轨迹控制.文中的研究成果经过进一步完善,可以应用到合作机器人系统,对完善人机合作技术、扩大机器人产业和提高机器人的作业水平等具有重要的实际意义.     

合作机器人微操作力提升系统的控制策略及实验研究

根据合作机器人提升系统的组成和工作原理,提出了顺应操作者特性的阻抗控制策略,建立了微操作力提升系统的数学模型和Simulink仿真模型,对阻抗控制策略进行了仿真分析.基于dSPACE半物理仿真平台对提升系统的控制策略进行了实验研究.研究结果表明,该控制策略是可行的,操作者施加较小的操作力,提升系统就能顺应人的操作升降重物,且能满足操作者提升操作的柔顺性要求.