关键词： 机器人示教   变参数导纳控制   柔顺控制  

摘要： 针对在工业化人机示教场景下,考虑人机交互的柔顺性与安全性需求,提出了一种基于变参数导纳控制的机器人直接示教方法。首先对示教系统的组成结构进行说明,再基于导纳控制原理以及交互柔顺性与安全性需求设计变参数导纳控制器,最后通过路径拖动示教实验来验证所设计的控制器的有效性。结果表明,提出的控制方法具有较好的准确性,并能保证转向时的安全性。

关键词： 并联机构   仿生躯干   肌肉模型   柔顺控制  

摘要： 模仿动物躯干的构造搭建了六自由度仿生并联躯干。提出一种神经肌肉控制方法,通过控制虚拟肌肉的伸缩使仿生并联躯干在外力冲击下进行柔顺运动。建立了神经运动控制网络,根据非线性振荡器生成的节律信号规划了仿生并联躯干的运动轨迹。运用逆运动学求解了关节转角,按照转角信息控制电机带动仿生并联躯干运动。构建的虚拟肌肉模型在外力作用下驱动躯干关节产生顺应运动。仿真模型和并联躯干实体测试结果表明该方法可有效提高并联躯干的柔顺缓冲性和快速响应性。

关键词： 移动机械臂   未知环境   自主导航   路径规划与避障  

摘要： 在行星探测、军事侦察、灾害救援和智能工厂等各个方面,由于环境的未知性和复杂性,给机器人的感知、规划和控制带来了巨大挑战。而移动机械臂凭借其精细操作能力和灵活的运动能力,获得了广泛的关注。面向未知环境精细作业的需求,自主设计一款移动机械臂,开展移动机械臂自主导航与柔顺控制算法的研究。研究了一种在未知环境中轮式平台的自主导航与避障算法以及机械臂的抓取自适应柔顺控制技术。

关键词： 弹药传输机械臂   奇异摄动理论   柔顺驱动   基础振动   轨迹跟踪   柔性抑制  

摘要： 弹药传输机械臂是坦克自动装弹机系统中的重要组成部分,其易受到坦克车体振动而与炮尾发生碰撞,导致机械臂的工作可靠性变差;引入柔顺驱动能在碰撞时起到缓冲作用,但会引起机械臂的柔性振动,并与车体振动相互耦合,导致跟踪精度降低。针对基础振动以及柔顺特性带来的柔性振动、且具有惯量变化影响下的弹药传输机械臂的轨迹跟踪问题,运用奇异摄动理论引入双时间尺度,将复杂系统降阶解耦,分解为彼此独立的快变子系统和慢变子系统并分别设计控制器进行控制。针对慢变子系统,将基础振动和惯量变化转化为不确定干扰项,采用抗干扰能力较强的神经网络鲁棒控制对机械臂进行轨迹跟踪控制;针对快变子系统,利用速度差值反馈控制器对柔性振动进行抑制。仿真验证了所提出控制算法的鲁棒性,以及对柔性振动的抑制能力。

关键词： 整体叶盘   研磨抛光   零点漂移   负载标定   柔顺控制   阻抗控制  

摘要： 针对整体叶盘机器人自动化研磨抛光接触力控制的技术难点,对磨抛过程磨抛工具与叶片之间接触力进行分析,将负载静态标定与传感器零点在线补偿相结合,提出了基于零点漂移的机器人磨抛加工负载标定与补偿算法,并将其与基于位置的阻抗控制结合应用于整体叶盘的自动化磨抛加工。负载标定与补偿试验表明,加工过程中采用基本的标定与补偿算法的接触力和力矩的平均误差值从–0.12853N和0.0055N·m增加至–1.9826N和–0.1680N·m,而采用基于零点漂移的标定与补偿算法可将接触力和力矩的平均误差降低至–0.1532N和0.0083N·m,证明了该算法能够有效降低传感器零点漂移对接触力实现计算的影响。同时,力控试验表明,该算法与基于位置的阻抗控制结合能够有效实现对期望接触力的跟踪控制,从而明显提高整体叶盘磨抛加工的表面质量。

关键词： 空间机械臂   在轨加注   柔顺装配   阻抗控制  

摘要： 针对空间机械臂在轨加注过程中将加注主动端同时插入双组元推进剂加注口的需求,提出了一种机械臂的柔顺控制方法,该方法可满足插孔控制过程中,同一零件上两相对独立的结构部分同时进入两个孔径的需求.首先对双轴孔的插孔过程和接触状态进行分析,提出了最优插孔参考轨迹,而后设计了一种基于阻抗控制的柔顺控制器,在接触力反馈的作用下实现了插孔过程柔顺的自主配合,最后在仿真环境下建立仿真实验模型验证双轴孔插孔控制器的应用效果.本文提出的柔顺控制方法满足在轨加注、在轨装配等需要同时实现双轴孔配合的空间操作要求,适应于空间在轨服务机械臂遥操作以及智能化操作技术的发展需求.

关键词： 柔顺控制   力位混合控制   xMate3柔顺协作机器人  

摘要： 协作机器人完成装配、焊接等精度要求较高的工作时,其末端执行器必须能够同时控制末端的位置以及接触力,避免接触力对机器人和环境造成损坏。主要基于xMate3柔顺协作机器人(7轴机械臂),在机械臂的末端执行器建立适当的坐标系,然后将控制问题分解成两个独立的解耦子问题——力控制问题和位置控制问题,从而实现力位混合控制。

关键词： 康复机械臂   变导纳控制   柔顺控制   康复示教  

摘要： 针对康复机械臂在康复示教过程中随动效果不佳的问题,设计了在关节空间内结合力矩微分项的导纳控制器,并利用双曲正切函数设计了改进的变导纳控制策略。在Adams与MATLAB/Simulink联合仿真平台上进行了示教仿真,并搭建了实物示教试验平台进行了验证。结果表明,该变导纳控制器能够较好地实现示教功能,同时降低了轨迹跟随误差及人机交互力矩的大小,提高随动效果,示教重复性高。

关键词： 机器视觉   铁路信号   机房巡检机器人   柔顺控制  

摘要： 目前研究的铁路信号机房巡检机器人柔顺控制方法容易受到外界干扰,稳定性极差。为了解决上述问题,基于机器视觉研究了一种新的铁路信号机房巡检机器人柔顺控制方法。该文设计的核心是在信号集中监测和巡检机器人基础上,研发高智能无人巡检系统,通过监测数据和机器人检测的设备、环境状态数据,开展大数据融合分析,实现对机械室设备状态、环境的检查,监测系统及时报警;通过监测终端机可视化查看机械室设备状态和环境,构建一种集应急作业、设备和环境巡视、分析及预报警联动于一体的机房维护管理系统,以实现机房养护无人化,通过系统大数据分析、可视化联动功能的运用为状态维修提供支撑。实验结果表明,基于机器视觉的铁路信号机房巡检机器人柔顺控制方法能够有效避免外界干扰,提高铁路信号机房巡检工作的效率。