危险作业机器人机械臂设计及其运动学分析

从危险作业机器人的任务需求出发创新设计了一种带有平移自由度的六自由度机械臂,建立了机械臂的虚拟样机模型,机械手工作域的仿真分析表明较好的满足了设计要求。同时,运用D-H法建立机器人的连杆坐标系,进行了正向运动学分析,推导出机械臂的运动学方程以及手爪坐标系相对于基坐标系的位姿矩阵,针对运动学方程的特点,提出了解析法和基于正向运动学分析的可行解估计法相结合的试探搜索算法进行逆运动学求解,实例分析和编程验算表明该方法稳健可靠,计算精度和处理速度能够满足机器人实时在线控制的要求,并且可以应用于机器人轨迹规划和跟踪控制。     

MEMS陀螺与编码器在机器人自主定位中的应用

为提高微机械陀螺仪输出精度及移动机器人定位精度,研究了基于微机械陀螺仪与光电编码器的移动机器人自主定位方法。实时小波滤波法算法去除微机械陀螺仪输出数据噪声;通过微陀螺精度校正平台,用加权最小二乘支持向量回归机算法对微机械的先验数据作回归运算,构造先验回归决策函数,运用回归决策函数补偿微机械陀螺仪输出误差,提高微机械陀螺仪的角速率输出准确度;实验证实了方法能较好提高了MEMS陀螺仪的准确度,可以应用于移动机器人的自主定位之中。     

机器人实验及开发柔性平台的研究

针对当前国内对机器人技术人才的迫切需求,开发一套既能实现基础教学又能激发学生创造力的机器人实验及开发柔性平台,该平台的机械结构、软硬件控制系统均采用模块化、开放式设计,具有很好的可重组性,在此基础上可进行机器人的二次开发。平台集成了机械、电子、通讯、计算机等多种技术,其控制软件采用了三维仿真技术,具有网络管理和远程控制功能。该平台适用于学生进行试验、创新与竞赛、课程设计和毕业设计,对于学生实践能力的提高有较大帮助,为学生的就业和更高层次的深造做了良好的铺垫。     

基于ADAMS的垂直弹跳机器人动力学仿真

针对一种垂直弹跳机器人,利用Pro/E软件创建三维实体模型,然后利用Pro/E与ADAMS的数据接口软件Mechanism/Pro将模型及其特征参数导入ADAMS中,并在几何模型上施加适当的约束、接触力、驱动、传感器等,最后进行动力学仿真,主要分析了弹簧刚度对机器人的弹跳高度、弹跳速度和弹跳加速度等的影响。     

基于SW平台的6R机器人的仿真研究

为了更好地进行6R型机器人轨迹的规划和工作任务的拟定,使用SolidWorks的虚拟样机技术插件COSMOSMotion对拟定的6R型机器人工作任务进行逆过程仿真,得到了相关运动参数,为机器人的物理机工作轨迹规划提供了可行性数据。该种基于SolidWorks平台的机器人逆过程仿真方法能为机器人的轨迹规划快速提供运动参数,提高设计质量,缩短设计周期,使得并行设计的优势得到充分的发挥。     

移动机器人全覆盖路径规划算法研究

针对静态未知环境下移动机器人全覆盖路径规划问题,提出了一种改进优先级蚁群算法。该算法首先通过机器人本体上的传感器构建基于动态栅格法的工作环境;综合考虑栅格属性、机器人转向、邻域栅格距离和未覆盖区域面积大小的基础上构造优先级启发规则,然后利用该规则进行路径全覆盖工作。针对机器人工作过程中出现的死锁问题,文章提出采用蚁群算法寻找逃离死区的最优路径,从而保证机器人实现路径全覆盖,并使覆盖路径的重复率尽可能小。仿真实验中,通过与传统算法比较,验证所提算法能在保证面积覆盖率为100%的同时,降低了死锁次数和轨迹重复率,从而提高了机器人工作效率。     

机器人导航路径的动态细化分工花授粉算法规划

为了减少机器人点对点工作路径长度,提出了个体动态细化分工花授粉算法的路径规划方法。以花授粉算法为基础,将花粉按照适应度划分为精英个体、优等个体、差等个体,并对个体进行动态细化分工。精英个体引领进化方向,优等个体使用改进搜索方式进行寻优,差等个体使用柯西变异逃出局部最优,由此提出了个体动态细化分工花授粉算法。使用个体动态细化分工花授粉算法搜索最优路径结点,依据最优路径结点和三次样条插值法规划出最优路径。在简单环境和复杂环境下进行仿真验证,个体动态细化分工花授粉算法规划的路径长度、收敛速度和寻优稳定性均优于传统花授粉算法和改进蝙蝠算法。     

柔性双臂医疗机器人无传感器零力控制算法研究

提出了一种无传感器零力控制算法,来实现机器人的牵引示教功能。首先,根据机器人的结构特点建立机器人动力学模型;其次,将采集的混杂有高频噪声的驱动器数据进行滤波得到了可供辨识使用的有效信息数据;再次,结合摩擦力数据分布不规律的特性,采用切比雪夫拟合法对摩擦力模型进行辨识,模拟牵引到停止过程中完整的加减速过程中的摩擦力补偿变化,并分析了其相对于传统的最小二乘法的优势;最后,通过拟合实验证明本算法的准确性,验证机器人本体在工程上的有效性,并根据操作的实际情况分析了拟合次数对于摩擦模型准确度的影响。     

Dual arm robot for flexible and cooperative assembly

Dual-arm robots provide efficient approach for automated execution of complex assembly operations. With bimanual-manipulation, a dual-arm robot can simultaneously control relative motion and interaction of assembly counterparts in a dexterous human-like manner. This requires, however, sophisticated programming and control algorithms for arms cooperation. This paper addresses the development of an advanced industrial dual-arm robot system with novel capabilities, such as easy and rapid commissioning, compliance control of bimanual interaction in all assembly process phases, as well as intuitive planning and programming. The robot can be leased and easily integrated in assembly environment sharing the same workspace with human workers.     

气门电镦热锻成型机器人系统PC与PLC串行通信的实现

提出一种气门电镦热锻成型机器人系统PC机与PLC串行通信的实现方法,即采用定时扫描通讯状态的方式等待PLC发送回握信号或数据,基于Visual C++6.0 MSComm控件编写了应用程序。实验结果表明:该应用程序实现了PC与PLC间的串行通讯,且在连续读写PLC时,应用程序占用系统CPU资源少,实时性好,提高了发动机气门电镦热锻成型机器人系统控制的可靠性。