关键词： 空间机械臂   末端执行器   柔顺控制   目标抓捕  

摘要： 空间机械臂是广泛应用于空间探索与实验的重要机电设备,柔顺抓捕技术为其执行主要任务的基础。空间机械臂柔顺抓捕技术主要分为结构设计与控制方法两个方面。首先介绍了目前已成功应用的空间机械臂末端执行器系统,分析了其结构与抓捕原理特点,说明了相应优势与不足,并给出结构优化的合理建议。然后介绍柔顺抓捕的控制方法在空间任务以及部分非空间任务中的成功应用,比较了其特性与优劣,归纳出优化的空间机械臂柔顺抓捕控制策略。本研究期望为空间机械臂柔顺抓捕技术的研究提供思路。

关键词： 工业机器人   接触力   模糊PID控制   抛光作业  

摘要： 针对抛光作业过程中的恒力问题,研究了工业机器人恒力抛光作业的主动柔顺控制系统。通过六维力传感器对采集到的力信号进行了滤波、重力补偿,得到抛光工具与工件间的实际接触力;采用模糊PID控制策略,控制恒力补偿装置实现柔顺位置补偿,保证抛光工具与工件间恒定的接触力,从而完成机器人对工件柔顺恒力抛光作业的要求。该方案可以满足抛光机器人对位置和力分别控制的要求。

关键词： 行星齿轮   柔顺控制   齿轮装配  

摘要： 针对多级行星齿轮柔顺装配问题,首先介绍了国内外柔顺技术的发展状况,提出一种基于力/力矩的主动柔顺控制方式。然后,在对装配作业任务分析的基础上,设计一套两自由度的柔顺装配机构,并对控制系统构成、装配策略与柔顺控制算法进行研究。最后,通过多组齿轮的装配实验,验证了研制的柔顺装配机构与控制系统的性能。

关键词： 人机协作   力信息   机器学习   柔顺控制   意图识别  

摘要： 为了实现人机协作所需要的柔顺控制,需要机器人具有一定的合作经验。通过分析人进行意图识别的方法与过程,提出一种基于机器学习识别操作者意图的方法。建立了BP神经网络模型,对机器人进行意图识别离线训练,使其具有一定的合作技能,以便在合作过程中能够根据合作者的作用力和机器人的运动特征在线估计人的意图。该方法的优势在于克服了传统方法中建立人机合作模型困难,尤其复杂多变的人体运动模型,人体阻抗参数难以估计等缺点。实验结果证明:该方法减小了合作者作用力的同时,提升了人机协作的运动同步性,机器人柔顺性得以提高。

关键词： 气悬浮技术   柔顺控制   重型部件   六自由度操控  

摘要： 气悬浮技术目前广泛应用于在航空、航天领域的测试和试验等生产环节中,而在产品部件的装配中加入气悬浮技术可以减小装配部件的操控所需要操控力大小,进而使得对部件的操控更加柔和,同时获得较高的控制精度。本文针对基于气悬浮技术的重型部件自动化柔顺对接装配技术展开分析和研究,主要内容包括部件操控运动学原理设计、基于气悬浮技术的部件操控机构设计研究、基于测力反馈的部件柔顺控制方法研究。在所开展的对接试验过程中,部件在其各支撑点所受的力波动均不大。试验结果表明,本文所提出的机构设计及控制方法在工业实践中可以很好地保证真实产品在部件对接过程中的产品装配质量以及产品对接过程的安全性。

关键词： 力/位混合主动柔顺控制   重力补偿   最小二乘   模糊PID控制  

摘要： 以复杂曲面为加工对象,将机器人、砂带机和在线恒力控制算法相结合构成机器人恒力抛光控制系统。对抛光系统加工过程中所受作用力进行分析,根据机器人运动学坐标变化,提出重力补偿算法,消除工件重力对恒力抛光控制系统的干扰。建立力/位置混合机器人主动柔顺控制策略,提出了基于最小二乘参数辨识的力控模型求解方案,并基于模糊PID完成过程控制,实现对抛光力的恒定控制。通过对卫浴五金件的磨抛实验,结果表明该算法可以有效的实现机器人柔顺控制,保持恒力磨抛。

关键词： 柔顺控制   精密抛光加工   工业机器人   终端执行器  

摘要： 近年来,柔顺控制技术研究已成为零件精密抛光加工的热点问题。本文对柔顺控制技术在零件精密抛光加工中的应用现状进行了介绍,详细分析了主动柔顺策略中的被动式终端执行器控制策略以及主动式终端执行器控制策略,指出了其中存在的问题,并展望了柔顺控制技术的发展趋势。

关键词： 四足机器人   跳跃运动   运动规划   阻抗控制   柔顺性控制  

摘要： 针对四足机器人单腿跳跃时的柔顺性问题,建立四足机器人单腿运动学模型,分析模型求解单腿运动学逆解和速度雅可比矩阵。研究单腿的跳跃运动特性并将跳跃运动划分为4个阶段,根据不同阶段的运动策略规划单腿足端运动轨迹。以带速度前馈的位置控制器为内环,阻抗控制器为外环,设计了一种基于阻抗控制的单腿控制系统。利用Adams和Matlab联合仿真,对比分析单腿自由下落时有阻抗控制和无阻抗控制的着地表现,最后仿真分析单腿的竖直跳跃运动,仿真结果表明,合理的运动规划和阻抗控制能有效地减小接触冲击力,单腿系统在跳跃运动时具有较好的柔顺性。

关键词： 空间机器人   大型目标捕获   柔顺接触   阻抗控制   二次规划  

摘要： 多臂空间机器人操作大型目标时,由于受到来自目标把手的较大拖拽力,机器人无法对目标实施有效的操作和运动约束,这些无法预知的外部拖拽可能导致机器人支撑臂的损坏或者任务失败。为了应对上述挑战,提出了一种基于全身阻抗控制和独立导纳控制的组合式接触柔顺全身控制策略,分别在空间机器人多刚体系统质心层面构建机械阻抗特性和在每条机械臂建立导纳特性,实现对外部拖拽的有效管理。基于二次规划(QP)方法构建了系统控制器,将机器人全身运动行为统一起来,设计了包括全身柔顺控制和关节力矩优化在内的QP目标函数,用来实现接触柔顺控制。通过仿真和降维度气浮实验方法综合验证了上述方法的有效性。

关键词： 协作机器人   人机交互   柔顺运动控制   阻抗控制  

摘要： 协作机器人是下一代机器人的重要发展方向,其柔顺运动控制技术对于实现安全稳定的协作交互至关重要。本文针对协作机器人与环境和人交互协作的柔顺性需求,重点讨论基于阻抗控制的柔顺运动控制方法,对阻抗控制器设计的基本方法,阻抗控制的基本架构,改进的阻抗控制器设计方法,协作机器人动力学建模、外界交互环境建模、力感知和阻抗参数选取等关键问题的研究现状进行了综述,并对协作机器人柔顺运动控制的未来发展趋势进行了展望。