基于位置误差的真空机器人碰撞保护研究

要保证碰撞发生时真空机器人与晶片的安全,避免造成较大的损失,真空机器人必须具有碰撞保护功能.在研究真空机器人位置误差变化的基础上,不使用额外的传感器,建立基于位置误差模糊推理的碰撞保护系统.该系统选用二维的模糊控制器来确定位置误差的阈值,以机器人加速度、机械惯量作为输入条件,估计的系统位置误差作为输出条件;并提出了不同的保护策略.最后给出了真空机器人碰撞的实验结果,结果表明该碰撞保护方法具有较高的准确性和灵敏度.     

轮桨腿一体化两栖机器人控制系统设计

为满足轮桨腿一体化两栖机器人控制系统各模块间信息交换的实时性、灵活性、可扩展性和可靠性的要求,将CAN总线应用于轮桨腿一体化两栖机器人控制系统中.从硬件和软件两方面,介绍了CAN总线在轮桨腿一体化两栖机器人中的应用方案,设计了基于ARM7处理器的CAN总线控制节点,提出了适用于两栖机器人的CAN总线应用层协议方案.     

基于运动发散分量的四足机器人步态规划

为了使四足机器人在出现较大的轨迹跟踪误差时仍然可以稳定运动,提出基于运动发散分量（DCM）的在线步态规划方法. 将四足机器人抽象成三维线性倒立摆模型（LIPM）,根据离线规划的落脚点,应用DCM方法论递推出保持DCM有界的参考轨迹;在满足步幅约束、零力矩点（ZMP）约束的条件下,步态规划运用宽松初始状态模型预测控制在线优化出可快速收敛到参考轨迹上的落脚点以及期望状态轨迹;全身运动控制器通过构建二次规划优化出满足运动约束、动力学约束、摩擦力约束等条件下跟踪期望状态轨迹的力矩. 通过仿真验证以上算法,仿真结果表明：与经典模型预测控制相比,宽松初始状态模型预测控制可以承受较大的轨迹跟踪误差,四足机器人可以在出现较大的轨迹跟踪误差时以troting步态稳定运动并尽快收敛到离线规划的轨迹上.     

洁净机器人反应转矩观测与碰撞保护研究

提出一种基于反应转矩观测器的机器人碰撞保护方法;机器人的反应转矩由基于模型的干扰观测器估值得到,模型的建立包括电机系统转矩模型与机器人系统动力学模型两部分;由于洁净机器人特殊的构型及关节耦合关系,机器人的动力学建模被大大简化,同时对简化后的模型采用最小二乘法对惯性参数和摩擦参数进行辨识,提高了模型的精度;根据永磁同步电机的转矩模型与机器人动力学模型,可以得到基于电机电流的机器人关节转矩;机器人与外界环境接触时,关节转矩的增加量即为反应转矩;通过设计反应转矩观测器并采用力/位混合控制结构,实现基于电流的机器人主动柔顺控制功能,并在洁净机器人进行碰撞保护实验,实际运行结果验证了该方法的有效性。     

整体式自动化物料运输系统防拥堵调度策略

为解决自动化物料运输系统中的车辆拥堵问题,提高生产运输效率,根据混合布局建立轨道的图网络模型,提出基于实时交通信息的动态调度方法.在调度过程的运输任务指派和运输路径规划阶段均使用加入交通信息的预测时间,运输任务指派根据系统状态变化使用匈牙利算法动态求解,路径规划也会根据轨道权重变化选择最快到达目的地的路径.实验结果表明,提出方法可以有效缓解车辆拥堵,减少晶圆的平均运输周期.