一种基于能量函数和矢量场的点集曲面构造方法

点集曲面是直接从离散点构造的光滑曲面,在计算机图形学、计算机视觉、几何建模等领域都有应用。提出一种新的点集曲面构造方法。所构造的点集曲面被称为加权平方极值曲面。该方法采用到二次曲面的代数距离的加权平方和定义能量函数,采用一致法矢量的加权和定义矢量场。然后将加权平方极值曲面定义为能量函数沿矢量场的局部极小点的集合,并给出空间一点向加权平方极值曲面的投影过程。与传统点集曲面相比,加权平方极值曲面能在去除数据噪声的同时更好地逼近理想曲面。     

基于误差标定的医疗机器人视觉跟踪方法研究

影像在疾病诊断和手术计划中占有重要地位,随着机器人技术的发展以及微创手术的广泛采用,影像与机器人构成一体,形成计算机集成外科手术系统。影像不仅是疾病诊断的重要工具,它也对手术机器人进行定位、引导,对手术器械进行跟踪和控制。由于视觉和机器人具有各自的坐标系统,它们之间存在误差,当在视觉空间控制机器人运动时,该误差会映射到机器人的轨迹上。在前期手术计划、机器人视觉控制、自动显微操作的研究成果基础上,研究计算机集成外科中的手术机器人轨迹精确控制问题。采用机器人在视觉空间的运动误差对视觉系统和机器人系统间的坐标系误差进行标定,从而精确控制机器人的轨迹。误差标定方法只需要让机器人走三个点就可以完成系统坐标标定。在实验中,利用视觉系统控制机器人运动,模仿微创手术中对机器人末端器械的导引,结果表明,采用递归标定方法可以将机器人的轨迹误差控制在2个像素范围内。     

CAD/CAM/Robotic集成技术及其在石材产品加工中的应用

与数控加工技术相比,机器人加工具有成本低、工作空间大、可扩展外轴、加工和上下料一体化的特点,能完成数控加工无法完成的产品制造,但其缺乏CAD/CAM集成系统,阻碍了机器人加工的应用。利用数控加工的CAM软件生成机器人的位置刀轨迹,利用自主研发的软件将位置刀轨迹转换成机器人位置轨迹。借助于相邻三点的机器人位置刀轨迹点生成机器人刀轨迹点姿态,组合机器人刀轨迹点的位置和姿态,形成机器人的加工轨迹。将机器人加工轨迹下载到机器人控制器后,可以对产品进行加工。利用CAD/CAM/Robotic集成技术生成的机器人加工轨迹对石材产品进行加工,对比产品的CAD模型和实际加工的产品,证明方法的有效性。     

微装配技术的发展现状

微器件的装配并不是一个新兴的领域 ,但随着微加工技术、显微技术和集成电路技术的发展 ,微装配概念发生了根本性的变化 ,产品的范围和应用领域被拓宽 ,出现了许多新的技术 ,它的发展是与微机电系统 (MEMS)、纳米技术 (Nanotechnology)密切相关的。本文对微装配技术的发展现状进行了综述 ,介绍了微装配的特点和使用的许多新技术     

间歇性单足弹跳机器人落地冲击及稳定性分析

弹跳式机器人落地时与地面的撞击会造成机载设备的损坏 ,而且由于足部受力不均导致机构易翻转 ,难以保持正常的姿态继续弹跳。本文首先建立间歇式弹跳机构的双质量弹簧模型 ,对其进行动力学分析 ,并将弹跳动作划分为四阶段 ,分析了除起跳外其他三个阶段中所受外界作用。经过计算分析 ,最终归纳总结出五条减小落地冲击力及保持稳定的改善措施 ,这些措施为实用弹跳机构的设计提供了有益参考     

磁悬浮微装配系统理论模型及实现技术

针对现有微装配系统存在的问题，给出了一种新的理论模型；将微产品装配离散化，便于建立标准化、模块化的实用微装配系统．该模型为灵巧加工及CIMS微系统打下了基础．利用磁悬浮平台代替幸臣／细运动平台传送装配子单元；同时，也利用它作为微装配平台，在一个运动平台实现了瘫臣／细运动；没有导线与运动平台相连。实现了平台的长距离运动．巧妙地利用平台运动实现线激光对微装配环境的扫描，获取微装配环境的三维信息．将全局／局部视觉系统分离，增加了操作空间．采用两种模型对磁悬浮系统进行控制，满足了瘫臣／细运动精度．采用该理论模型可以简化系统的结构，提高装配效率．     

机器人压铸件下料与去毛边一体化系统研究

建立了工业机器人自动化下料与去毛边加工一体化系统,减少压铸件使用设备的种类,降低压铸件制造成本.在工业机器人下料时,其末端夹具对压铸件形成负压吸附和压板的立体空间定位,精确定位压铸件与夹具的位姿关系,保证毛边的加工精度.利用软件仿真系统编制工业机器人加工压铸件毛边的轨迹,在压铸件毛边加工轨迹编制前,首先对软件仿真系统和工业机器人加工系统进行标定,建立软件环境与实际工业机器人加工系统的一致性,确保软件中编制的轨迹点映射到实际工业机器人加工系统中的精度.实验结果表明,软件环境和实际工业机器人加工系统标定后,其毛边加工精度可以达到0.28 mm.     

机器人加工在数字化制造中的应用

利用机器人作为测量工具,建立CAM空间与作业空间的映射一致性。利用集成系统结构化的参数,对CAM产生的刀轨迹进行后置处理,生成机器人加工轨迹,从而实现CAD/CAM/Robot集成的数字化编程。针对本体中的几何参数和零位误差,采用静态力控传感器和缩放产品CAD模型的方法,校正和补偿机器人的轨迹误差。集成系统结构化建立后,其石材雕塑不同加工侧的错位误差不超过0.7 mm,采用静态力控传感器和缩放模型的方法,可以有效校正和补偿本体非结构化以及零位误差产生的轨迹误差,其磨削和铣边精度达到0.25 mm。     

机器人雕塑加工中的轨迹生成与优化研究

为了实现雕塑的双侧加工,首先对作业空间进行标定,建立CAM空间与作业空间的映射一致性;其次利用最大轮廓法对CAD/CAM生成的轨迹进行优化,使机器人只在雕塑最大轮廓内加工;双侧加工后雕塑沿最大轮廓处与未加工毛坯分离,从而提高雕塑的加工效率、减少刀具的损耗。实验结果表明,最大轮廓法可以完整地加工出雕塑,并且双侧加工轨迹的配准误差小于0.7 mm。     

4自由度双目立体视觉系统的设计

本介绍了一种4自由度双目立体视觉系统,该系统是本实验室设计的仿人双臂冗余自行走机器人的一部分,由于安装了该视觉系统,机器人的操作范围扩大,可以跟踪移动的工件,使得该机器人特别适合柔性制造系统中的装配作业和搬运作业,可以将装配和搬运一体化。同时由于该机器人具有自行走功能,可以在视觉控制下使柔性制造系统具有动态自动重组的能力。