微操作机器人视觉与误差分析研究

在现有的微操作机器人系统基础上,增加其视觉处理及轨迹规划功能,实现闭环控制,分析系统误差产生的主要原因,根据传统的图像处理,针对微操作机器人细胞操作的特点,对图像处理方法进行深入的研究,主要涉及图像灰度处理、图像二值化处理、图像平滑和锐化以及编写处理。对细胞图像自身特点进行分析,获得微动机器人操作的特征点。     

微动机器人运动学分析的基础研究

本文针对微动机器人的特点,采用微分的方法对微动机器人的运动学进行了分析,得到的六自由度并联微动机器人的输入输出的位移方程、速度方程、加速度方程均具有显式的正逆表达形式,使微动机器人的运动学分析十分方便,具有通用性。     

视觉图像在擦窗机器人位置检测中的应用

介绍了一种新型吊蓝式高层建筑擦窗机器人系统，该系统已成功用于高层建筑玻璃幕墙请洗作业中。在简单介绍了机器人结构、工作过程和控制系统组成后，着重对视觉图像在擦窗机器人位置检测中的应用进行了详细讨论，利用Sobel算法对玻璃窗框进行边缘检测和提取，井在实际使用中收到了满意效果。     

微动机器人弹性体有限元分析

建立结构解耦6 DOF并联微动机器人的有限元模型,通过仿真得出有限元位移输出,与理论值相比,误差在允许 范围内,证明该微动机器人良好的解耦效果。     

微机器人的研究现状与发展趋势

微机器人学包括微型机器人和微动机器人,微/纳米技术的迅速发展促进了微机器人技术的发展.微机器人在一些不便于人直接操作的狭窄环境(如管道)和微细作业技术中有广泛的应用,文中主要分析了微机器人特别是并联微动机器人的国内外研究现状,提出了目前微动机器人研究的不足及发展趋势.     

一种新颖的并联微动机器人结构的承载能力和速度指标分析

提出一种新颖的用于微动机器人的六自由度并联结构，应用并联机器人机构学理论，建立其力方程与速度方程，并对其承载能力和速度性能指标进行分析计算，为设计具有该结构的微动机器人提供了理论依据。分析计算结果表明，该并联结构是承载能力和速度各项同性的。的以，采用这种结构的微动机器人，具有算法与控制简单的特点。     

应用闭环矢量原理建立三自由度平面并联微动机器人运动学模型

近年来面向生物工程、医学工程及微加工等领域的微操作机器人技术受到国内外学术界和工程界的广泛关注,发展速度极快,已被应用于实现细胞的注射和分割,微机电产品的加工和装配以及微外科手术等。微动机器人具有无摩擦无间隙、响应快、结构紧凑、刚性好、误差积累小等特点,以柔性铰链代替传统铰链后并联机构就正好具备以上特点适合用作微动机器人。本文对三自由度平面并联机器人(3-RRR型)采用闭环矢量原理建立了线性且有效的运动学模型,并利用MATLAB7.1软件编程计算出输出平台的位移、方位角与输入位移的关系。     

圆弧型柔性铰链结构参数对其刚度性能的分析

微动机器人具有无摩擦无间隙、响应快、结构紧凑、刚性好、误差积累小等特点,以柔性铰链代替传统铰链后并联机构就正好具备以上特点适合用作微动机器人.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微动机器人的终端定位.由于实际需要的多样性和复杂性,使得其实际结构的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.采用有限元软件ANSYS分析了多个不同尺寸参数的圆弧形柔性铰,并与其解析计算结果进行了比较,分析了二者间产生误差的根本原因.     

基于压电陶瓷驱动的并联微动机器人静力学及其微动平台的静刚度分析

并联微动机器人通过弹性铰链的弹性变形实现终端平台的微运动,静力学和静刚度是微动机器人必须解决的问题。充分考虑弹性铰链的弹性反力/力矩,对6-PSS并联微动机器人进行静力学分析,建立了压电陶瓷驱动力与微动平台外载的关系模型,并定义了微动机器人的驱动刚度矩阵。基于并联微动机器人的特殊性,定义了微动平台的刚度,通过静刚度分析推导出了微动平台刚度矩阵,为并联微动机器人结构刚度设计、弹性铰链刚度综合和动力学分析提供了理论基础。     

3-PRR微动操作机器人刚度及工作空间分析

微动操作机器人在精密制造、生物技术和微创医疗等领域中发挥着日益重要的作用。本文对3-PRR微动操作机器人进行了研究,考虑柔性铰链在非功能方向上的变形,利用齐次变换矩阵和材料力学方法,建立3-PRR微动操作机器人输入力和输出位移之间的关系,求出了其刚度矩阵,并在此基础上研究了该微动操作操作机器人的工作空间。最后通过有限元分析,证明本文提出的方法的有效性,为类似的微动操作机器人分析提供了简便精确的方法。     

面向生命科学领域的微操作技术的研究综述

在生命科学领域的研究中，操作对象的微小性迫切要求进行与之相适应的微操作技术的研究。总结了生命科学领域中微操作机器人的应用现状及系统特点，对微操作机器人系统研制中涉及的一些关健技术作了简要的分析，并对微操作技术在生命科学领域中的发展前景进行了展望。     

基于网络直角坐标机器人视觉伺服系统研究

为了实现定位抓取任务，提出基于网络的直角坐标机器人视觉控制系统。针对机器人运动控制的非线性与强耦合特性，采用神经网络控制器，构建了图像偏差与运动控制量之间的对应关系。通过对图像增强、边缘提取、特征提取等图像处理方法的综合分析，提出了一套优化组合图像处理法。在计算机网络环境下，采用自定义协议实现图像处理器与运动控制器协调控制，并将远程监控应用到机器人控制中。实验结果表明，该系统能够在视野范围内自动实现定位抓取动作。     

港口机械用攀爬机器人视觉导航定位方法研究

为研究攀爬机器人在港口机械金属结构表面的自主移动,提出了一种应用于攀爬机器人的视觉导航定位方法。针对港口机械金属结构复杂,表面存在油污和阴影,解决现有的视觉边缘识别方法对金属结构边缘识别效率低且不连续的问题。首先通过自适应阈值的Canny进行边缘特征提取;之后根据边缘线角度特征建立约束关系,利用Hough变换剔除干扰线,并用最小二乘法拟合最终金属结构边缘;求取结构中心线方程和运动方程并计算偏航角和偏距,实现对机器人的运动控制。以港口机械某一支腿为例进行试验,实验数据表明,该方法可以很好地引导机器人的运动,满足实际应用。     

全自主清扫机器人智能结构设计

详细的阐述了一种全自主清扫机器人的智能结构设计,机器人以“迂回推进”的方式进行多次不同方向的清扫,并根据结果得出障碍物和环境信息,再利用边缘跟踪对障碍物及整个环境进行边缘清扫,根据仿真实验,对所得信息进行校正,证实该机器人能够实现全区域的覆盖。整个过程路径段简单,能源利用率高。     

基于计算机视觉对目标识别检测的研究

机器视觉是工业机器人获得外部环境信息的方法之一,通过视觉所得到的图像信息能实时地提取工件参数、判断出工件所处的位置。为了改善从 CCD 摄像头摄取的工件图像的质量,需通过理论分析和MATLAB软件对图像进行预处理,利用直方图均衡化、中值滤波、边缘检测等方法,提取出板材矩形类工件的边缘特征,用Halcon软件计算测量板材边缘,利用Canny算子取得板材在精度误差之内的边缘检测效果。     

仿生机器蟹单足惯性参数在线识别神经网络模型

机器人惯性参数识别是机器人精确建模以及机器人控制和仿真的关键问题之一。足端力传感器的接入会影响机器蟹系统的动力学特性,同时力传感器的输出也真实地反映了机器蟹的力作用和机器蟹足端的动力学特性。文中基于足端力传感器的输出信号,对在线识别仿生机器蟹单足末端惯性参数进行了分析和研究,并建立了惯性参数在线识别的神经网络模型,网络学习后其权值即为辨识的惯性参数。     

基于单片机的蟋蟀玩具机器人研制

服务机器人是当前机器人及其相关领域前沿研究的一个主攻方向,其中的玩具机器人是服务机器人的一个重要分支。该文以蟋蟀玩具机器人为例,介绍了蟋蟀机器人的系统功能原理和软、硬件系统组成。蟋蟀玩具机器人以STC89C51单片机作为控制器,通过光电三极管和触碰开关等传感器,将输入信号传输给单片机进行处理和控制,单片机的输出信号再驱动多个电机旋转,可以模拟实现斗蟋蟀的过程。     

工业机械手视觉/力混合控制方案研究

对于未标定刚性环境,给出一种基于位置的视觉/力混合控制策略,实现对机械手的运动控制。在视觉引导下,机械手的末端寻找并稳定接触目标物体;当接触完全建立后,采用视觉和力同时控制机械手的运动。在任务空间内,基于边缘的刚体跟踪器把动态过程中的线性动态误差提供给局部稳定的观测器。实验和仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于视觉的机器人抓取技术的研究

该文提出了一种基于智能相机的机器人抓取系统,采用图像处理算法对相机捕获到的图像使用模板匹配、边缘查找及坐标变换,得到工件在机器人坐标系的位置和姿态,通过串口将处理后的工件位姿数据发送给机器人控制器,控制器向机器人发送运动指令。经实验验证,系统达到设计要求,在工业机器人系统中引入计算机视觉提高了机器人的柔性以及对环境的适应能力。     

3-RRRT并联机器人位置正解的快速解法

研究3-RRRT型并联机器人的运动学及正向求解方法.根据3-RRRT型并联机器人机构特点以及关节运动的取值范围,提出了以并联机器人支链中支杆的方向余弦和动平台绝对位置坐标为系统的广义坐标的方法,并详细地推导了3-RRRT型并联机器人运动学模型.提出了一种位置正解的数值求解方法,推导了位置正解迭代格式,并利用MATLAB进行了位置正解数值仿真,结果表明求解程序稳定、快速、有效.