两协调运动机器人的运动学研究

某种场合的操作,单个机器人是不可能完成的,必须两个或两个以上机器人协同动作才能完成.例如,搬运一重物,该物体已超过单个机器人的负荷,因此只得使用两个机器人同时夹持重物同时运动(象两人共抬一物一样需要合作),两机器人必须协调合作.那么,如何使它们实现“协同合作”呢? 本文就从运动学角度,用回转变换张量的方法,说明两机器人协调运动的运动学条件.     

双臂机器人两手臂间的协调运动

本文研究了双臂机器人的运动学协调问题.双臂机器人在工作过程中,两操作手的运动必须是相互配合的、协调的.本文结合其结构与工作特点.就两手同时抓持一物体运动时,由主动手的运动状态.推导出了从动手在其自身坐标系中的运动状态.     

双机器人协调完成复杂边缘跟踪的运动规划

本文以空间复杂边缘跟踪任务为对象，系统地讨论了利用双机器人协调跟踪复杂边缘所遇到的问题，提出用双机器人协调解决此问题的基本策略与方法．结合汽车车门涂胶的实验，把一般性的理论推导深入到实际的应用中．     

双机器人协调完成复杂边缘跟踪的运动规划

本文以空间复杂边缘跟踪任务为对象，系统地讨论了利用双机器人协调跟踪复杂边缘所遇到的问题，提出用双机器人协调解决此问题的基本策略与方法．结合汽车车门涂胶的实验，把一般性的理论推导深入到实际的应用中．     

平面复杂边缘的双机器人协调跟踪运动规划研究

研究双机器人协调跟踪平面复杂边缘所涉及的问题.在笛卡儿空间内对跟踪任务进行协调分解,并分析双机器人的位置约束关系,采用双曲线函数规划双机器人基于关节空间的运动轨迹,以满足位置、速度以及加速度等平滑运动的约束条件,采用基于曲线极大值的分段跟踪算法扩展平面复杂曲线的一般性.仿真实验和应用均表明了所研究内容的可行性和正确性.     

机器人双手协调运动中的误差分析及补偿

本文首次分析了机器人双手协调运动中的动态与控制误差,导出了误差矩阵方程,据此提出了补偿算法,实验验证了算法的有效性,由于本算法并不局限于某一特定类型的机器人,因而具有较普遍的意义。算法已应用于机器人双手协调运动的实时控制,文中并对误差引起的目标物体变形进行了讨论。     

基于能源消耗最小的自治水下机器人一机械手系统协调运动研究

描述了自治水下机器人搭载的三功能水下电动机械手的设计．鉴于自治水下机器人一机械手系统是运动学冗余的且自带能源，因此将系统阻力优化函数引入逆运动学求解，设计了基于系统能源消耗最小的系统协调运动规划算法．仿真表明，该算法在解决系统冗余度的同时，有效地减小了系统能源消耗．     

基于能源消耗最小的自治水下机器人-机械手系统协调运动研究

描述了自治水下机器人搭载的三功能水下电动机械手的设计．鉴于自治水下机器人—机械手系统是运动学冗余的且自带能源,因此将系统阻力优化函数引入逆运动学求解,设计了基于系统能源消耗最小的系统协调运动规划算法．仿真表明,该算法在解决系统冗余度的同时,有效地减小了系统能源消耗．     

弧焊机器人与变位机协调运动的实现

研究了弧焊工作时机器人和变位机的协调运动并推导出数学模型.从实际应用出发,首先通过在线示教的方式,建立变位机各轴坐标系并确定它们与机器人基坐标系之间的关系.然后运用机构运动学分析的方法,通过联合轨迹插补解决焊接同步工作站中机器人和变位机的协调运动问题,并给出了联合轨迹插补算法的具体步骤.最后通过应用实例验证了算法的正确性.     

基于运动性能分析的双臂冗余度机器人协调运动研究

为了提高双臂冗余度机器人在其交互工作空间中的协调运动能力,以ABB YuMi为例,提出了一种计算简便并且能够有效反映双臂协调运动灵活性的性能指标。利用D-H法建立了YuMi机器人的运动学模型,分析了双臂可操作度的分布情况,分别研究了两种协调运动方式的运动学约束关系以及相应的运动控制规律,基于灵活性分析构建了双臂协调装配电机转子与轴承以及字母绘制的任务,通过仿真和实验验证了本文双臂可操作度指标的有效性及协调运动规划方法的正确性。     

肢体协调运动康复机器人的机构设计与实验

针对临床上缺少一种肢体协调运动康复训练设备的现状,研制了一款适用于偏瘫患者个性化训练的上下肢协调运动康复机器人.首先,在探究正常步态上下肢协调运动规律的基础上,选择以肩、膝关节角度协调变化规律作为机器人的设计目标;然后,基于五杆变胞机构设计了康复训练机构及主/辅传动链,并对训练机构进行了运动学分析;最后,在样机上进行了实验,结果表明该机器人能够满足设计目标.     

理性遗传算法及其在多机器人运动协调中的应用

面对传统遗传算法在解决一些复杂问题时所存在的收敛慢或早熟等困难,基于仿人理性决策原则,提出一种具有更丰富进化含义的进化算法--理性遗传算法.其通过遗传信息的反馈或理性规则的建立来指导遗传操作的进行,从而将种群内部知识与经验的继承和学习更有效地结合在遗传算法之中.相对于传统遗传算法,较好地解决了多机器人确知环境下协调运动规划问题.理论分析和仿真实验结果都是令人鼓舞的.     

基于PLC技术的焊接机器人主从协调运动控制系统研究

焊接机器人运动控制系统的控制功能直接决定了焊接工作质量,利用PLC技术优化设计焊接机器人主从协调运动控制系统。在系统硬件设计方面,装设位置、速度、旋转电弧等传感器设备,利用传感数据检测焊接机器人实时位姿。在考虑焊接机器人组成结构、工作原理以及动力驱动方式的情况下,构建焊接机器人的数学模型。结合当前位姿和控制目标之间的位置关系,规划焊接机器人主从协调运动轨迹,在约束条件的作用下,利用PLC控制器生成控制指令,作用在改装的焊接机器人驱动器上,实现系统的焊接机器人主从协调运动控制功能。通过系统测试实验得出结论：与传统控制系统相比,优化设计系统的速度控制误差、姿态角控制误差分别降低了0.075mm/s和0.38°,在优化系统控制下,主从焊接机器人的运动轨迹与规划轨迹之间无明显差异。     

多微型机器人系统的协调策略的研究

本文在成功研制毫米级全方位微型机器人系统的基础上,对多微型机器人系统中的机 器人协调方法进行探讨研究．结合微型机器人系统的特点,提出了适合于本多微型机器人系 统的集中 分布协调算法,给出了该协商 协调算法的结构．实验证明该协调算法是简单有 效的．     

基于HMS的双臂机器人运动学协调约束模型研究

论文主要研究了双臂机器人的协调运动。建立双臂机器人协调运动模型,根据双臂机器人进行实际任务时的相对位置控制关系,建立一种基于两机械臂协作过程中相对运动的约束协调算法模型,通过和声搜索算法,期望能够根据所得运动最优解增进双臂协调运动过程中的平稳性,并且能够减小仿真过程中的相对误差,保证双臂机器人在进行任务的过程中双臂之间的约束关系。     

应用遗传算法的多机器人协调动作学习

本文力图做出的系统是应用遗传算法使多机器人学习可以动作协调而总体实现最多的搬运。多机器人移动的环境采用图表表示，移动的规则是用遗传算法优化制订的，在两预定结点之间的往返次数取为适合度，用计算机构造环境并进行仿真，结果表明多机器人协调作学习时可视情况需要而互相让路。     

双机器人协调控制系统

本文描述了基于集散控制原理,采用分层递阶结构建立的一个3级结构双机器人协调控制系统.该系统共分3层,最高层为任务规划级.它对双机器人作业进行离线编程及仿真,并负责对整个系统的监控和管理.第2层为协调级,它实现机器人作业的协调控制.并通过传感器信息对机器人轨迹进行实时修正.该层既可接收来自上层的命令或指令.对机器人进行控制,亦可在该层上独立编程.实现对机器人的控制.第3层为执行级,它实现高精度伺服控制.此外,该系统还提供了灵活的编程环境及良好的人机界面.用户可根据需要选择离线编程环境或实时编程环境,并且可在其相应的界面下工作,运行结果表明,系统性能稳定可靠,结构合理,编程环境灵活.我们在该系统上,成功地进行了PUMA562机器人和PUMA760机器人的点位协调和轨迹协调以及复杂的联合作业.     

表征空间中的机器人分层运动规划

由于对机器人的任务要求日趋复杂和多变,如何使机器人具备灵活的配置和运动规划能力,以适应复杂任务的需求,成为了目前运动规划领域所研究的核心问题.传统的基于任务空间和配置空间的建模方法虽然在机器人运动规划领域得到了非常广泛的应用,但在用于解决复杂规划任务时无法对不可行任务进行进一步地处理.本文在表征空间模型的基础上,提出了一种分层的运动规划算法,一方面借助于表征空间维度的扩展,使对运动规划任务的描述更为灵活;另一方面通过任务层与运动层的循环交互,使生成的路径满足更高层次和更丰富的任务要求.在仿人机器人和多机器人系统上的应用结果表明了本文所提算法的有效性.     

4足步行机器人斜坡运动的研究

在4足步行机的运动环境中,上下坡是一种基本的典型环境.本文研究了缩放式4足步行机在上下坡环境中运动的一些基本规律,得出了上下坡时4足步行机在不同坡度下的最大步长,最佳机体高度.对4足步行机上下坡时能保持稳定运动的边界环境条件也进行了研究.     

双机器人系统的其坐标标定

多机器人协调系统研究中，机器人基坐标系之间的关系标定是一个重要而困难的问题，本文研究一种基于视觉传感的双机器人基坐标系关系的标定方法，通过一个机械手持有的摄像机观察另一个机械手末端的主动运动来实现。该方法独立于机器人系统中的其它关系的标定过程，由于系统自动完成，且不需要任何人工标定辅助。文中还给出了消除标一误差的直角坐标系坐标在交归一化的方法。仿真研究表明所给方法的有效性。