关键词： 空间机器人   双臂捕获卫星操作   事件采样   RBF神经网络   避撞柔顺控制  

摘要： 讨论漂浮基空间机器人双臂捕获非合作卫星过程避免关节冲击破坏的避撞柔顺控制问题,提出在机械臂与关节电机之间加入一种旋转型串联弹性执行器(rotatory series elastic actuator, RSEA)作为柔顺缓冲机构,其作用在于:1)捕获碰撞过程,通过其内置弹簧的拉伸或压缩吸收捕获操作过程中被捕获卫星对空间机器人关节产生的冲击能量;2)捕获完成后的镇定过程,利用设计与之配合的避撞柔顺控制策略保证关节冲击力矩限制在安全范围.利用第二类拉格朗日方程推导得到捕获操作前含柔顺机构双臂空间机器人系统及目标卫星的各分体系统动力学模型;基于系统动量守恒关系、系统运动几何关系及牛顿第三定律,得到捕获操作后双臂空间机器人与被捕获卫星混合体系统综合动力学方程;针对捕获操作后受碰撞影响而产生不稳定运动的混合体系统,提出一种基于事件采样输出反馈的RBF神经网络避撞柔顺控制方案.上述方案与柔顺机构相结合不仅能有效吸收被捕获卫星的冲击能量,还能在冲击能量过大时应时开、关双臂空间机器人关节电机,以防止关节电机发生过载和破坏.通过李雅普诺夫稳定性理论证明系统的全局稳定性,并通过仿真结果验证所提避撞柔顺控制方案的有效性.

关键词： 机器人   磨抛力   主动柔顺控制   被动柔顺装置中国  

摘要： 低成本、高灵巧度机器人在磨抛领域中的应用越来越广,而对机器人磨抛力的柔顺控制是降低工件表面粗糙度、获得高形状精度和表面完整性的关键。综述了国内外学者在机器人磨抛力主动柔顺控制策略、被动柔顺控制装置、主被动柔顺控制方法等方面的主要研究成果,分析了各种典型控制方法的原理及实现过程,比较了各方法的优缺点,并指出了目前研究存在的问题。最后总结了关键技术难点并展望了发展趋势。

关键词： 腿式机器人   单腿机器人   着地缓冲   仿人体下肢   主动柔顺  

摘要： 在复杂地形环境下,腿式机器人与地面接触发生碰撞,冲击力会影响其运动稳定性,甚至损坏其内部结构。人体下肢的柔顺性,使其在运动过程中表现出优异的着地缓冲特性,为此,通过仿生研究实现腿式机器人柔顺性,对于提高其移动能力非常重要。作者基于人体下肢生物力学特性,将人体下肢结构特性映射到单腿机器人上,开展着地任务下机器人着地缓冲策略的仿生研究,提高机器人的适应性和稳定性。基于搭建的测试平台,研究在不同控制参数下单腿机器人样机的着地缓冲性能。研究发现,基于主动柔顺的单腿机器人,通过改变控制参数来改变腿部等效刚度。当机器人腿部等效刚度较低时,可起到缓解地面冲击力的作用。

关键词： adaptive control scheme   vibration suppression   compliance   flexible joint robot(FJR)   stability  

摘要： An adaptive control scheme is presented,which can simultaneously realize vibration suppression and compliance control for flexible joint robot(FJR).The proposed control scheme provides a unified formulation for both vibration suppression mode,where FJR tracks the desired position with little vibration,and compliance mode,in which FJR presents *** of designing multiple controllers and switching between them,both modes are integrated into a single controller,and the transition between two modes is smooth and *** stability of the closed-loop system is theoretically proven via the Lyapunov method,with the considering the dynamics uncertainties in both link side and motor *** results are presented to illustrate good performances of the proposed control scheme.

关键词： 工业机器人   主动安全   交互感知   柔顺控制   运动规划  

摘要： 在目前工业生产中,机器人越来越多地取代了人工作业,伴随生产效率提高而带来的是频繁发生的操作员安全事故。为解决此类问题,企业往往采用被动安全方式来保障操作人员的安全,但该类方式欠缺灵活性和安全实时性。因此,机器人主动安全问题的研究对提升操作人员安全性、从而促进制造业的发展具有重要的现实意义。本论文对工业机器人主动安全控制技术进行介绍,从工业机器人交互感知、柔顺控制及轨迹规划三方面对机器人主动安全控制技术研究现状进行综述,并对工业机器人主动安全的研究进行展望。

关键词： 车载机械臂   清洗作业   柔顺控制  

摘要： 长行程机械臂在清洗作业中要求末端与清洗表面之间的接触力受到约束,以防止被清洗表面受到损害。针对这一问题,提出了一种基于位置的柔顺控制策略,引入清洗机械臂末端力矩信息,构造了一种在离线轨迹规划基础上的实时阻抗修正方法,从而有效改善了清洗过程中的接触力控制效果。

关键词： 控制系统   汽车门框打磨   机器人   模糊PID   系统设计   对比实验  

摘要： 由于在利用原有系统进行汽车门框打磨机器人主动柔顺控制时,机器人负载为60%~90%的情况下存在重复定位精度较低的问题,因此设计一款基于模糊PID的汽车门框打磨机器人主动柔顺控制系统。系统的硬件构成包括控制器模块、外部设备模块以及机器人执行机构模块。其中,控制器模块由控制器与操作台触摸屏构成;外部设备模块由工件夹爪与打磨工具构成;机器人执行机构模块由机器人执行机构、六轴力传感器与I/O硬线构成。系统的软件构成包括编程模块、主动柔顺控制模块。其中,编程模块中包含三种用户程序,分别为中断程序、可调用子程序、主程序;主动柔顺控制模块由模糊PID控制器构成。通过硬件与软件相结合实现了汽车门框打磨机器人的主动柔顺控制。通过对比实验证明该系统的重复定位精度高于原有系统,实现了定位性能的提升。

关键词： 双足机器人   柔顺性   阻抗控制   滑模控制  

摘要： 为了实现双足机器人在不平整地面的稳定行走,提高双足机器人的柔顺性,在阻抗模型的基础上,将滑模控制和阻抗控制相结合应用到双足机器人的控制中,建立了双足机器人系统的数学模型;基于阻抗控制模型设计滑模阻抗控制器,建立了被控对象模型、阻抗模型以及控制算法;应用SIMULINK分别对阻抗控制和滑模阻抗控制进行仿真,分析了两种控制方法的轨迹跟踪图,仿真结果表明:采用所设计的滑模阻抗控制器具有较高的跟踪精度和良好的鲁棒性。

关键词： 协作机器人   钢轨   磨抛   力/位混合控制  

摘要： 线上无缝钢轨焊接形成的焊瘤经推瘤刀处理后仍会残留凸起瘤疤。为了解决人工磨抛焊瘤过程中存在加工时间长,劳动强度大,环境污染严重等问题,提出一种基于协作机器人的钢轨磨抛方案。首先建立磨抛力、钢轨打磨及UR5机器人运动学模型,讨论最佳磨抛方法。针对外力突变的情况提出了基于变参数PID的力/位混合控制方案,并从总体上进行设计控制系统。最后联合仿真提出的控制系统。仿真结果表明,相较于传统PID算法,基于变参数PID的力位混合控制算法能够实现较好的机器人末端打磨力控制与位置跟踪的效果。

关键词： 工业机器人   智能制造   智能化应用   智能感知   位姿估计   柔顺控制   运动规划  

摘要： "十三五"国家战略性新兴产业发展规划指出:推动基础理论研究和核心技术开发,实现类人神经计算芯片、智能机器人和智能应用系统的产业化,将人工智能新技术嵌入各领域。我国制造业正处于从数字制造向智能制造发展的阶段,工业机器人智能化应用是制造业转型升级的核心技术。首先,通过分析工业机器人在不同行业的应用情况,确定智能化升级的典型技术路线;其次,对涉及的智能感知、位姿估计、柔顺控制及运动规划等技术进行综述分析;最后,以本团队在喷涂、打磨、装配等领域取得的工业机器人智能化应用为案例,分析在人工智能技术与工业机器人应用融合过程中所取得的创新性技术成果,为我国不同行业的智能制造升级提供案例参考和技术指引。