关键词： 机器人   自由曲面   研磨加工   环境建模   运动规划   柔顺控制  

摘要： 针对自由曲面研磨精加工过程,研究了机器人柔顺控制及其作业环境建模的问题,研究内容涉及了机器人作业环境辨识和机器人本体柔顺控制等热点主题。论文取得的主要创新性成果有:应用弹性波的衍射与动应力集中理论,揭示了研磨工具与工件之间的超声弹性接触非连续的物理特性,探明了超声弹性斜角研磨和超声电火花加工的加工机理,通过实验,研究了由机器人控制的研磨过程对加工质量的影响规律,完成了对自由曲面精加工作业的机器人任务描述。 论文首次研究了自由曲面研磨精加工的机器人空间轨迹规划方法,利用等距轨迹优化法,推导了机器人关节位移、关节角速度和关节角加速度的求逆公式,构建了基于关节转速控制的研磨机器人运动控制系统。在不改变位置控制器的基础上,提出了研磨机器人的被动结构,以及由此而形成的主-被动结构机器人力外环柔顺控制策略,并由实验证明了该策略的可行性和有效性。推导了研磨机器人的动力学方程,建立了依赖主动力矩伺服电机角加速度和力矩输出控制的机器人主动柔顺控制系统框架,为自由曲面研磨精加工的机器人力/位姿混合控制,提供了新的解决方案。

关键词： 遥操作机器人   柔顺控制   共享控制   力反馈控制   地面实验系统   设计  

摘要： 主要对遥操作空间机器人地面实验系统的设计及基本结构进行了系统分析 .同时对柔顺控制、共享控制及力反馈控制等关键性技术进行了探讨 .

关键词： 机器人灵巧手   多维力传感器   位置控制   柔顺控制  

摘要： 为了提高机器人的智能化水平和作业水平,灵巧手成为机器人领域中一个重要的研究方向.该文结合国家\"863\"课题\"具有多种感知功能的多手指仿人机器灵巧手及其远程遥控作业的研究\",研究了具有力感知功能的机器人灵巧手手指及其控制.该文研制了微型五维指尖力/力矩传感器;研究了一种新型的直线驱动器及共数学模型,并且设计了驱动器的滑模位置控制器;建立了手指的运动学和动力学模型;设计和实现了手指的位置控制和柔顺控制.

关键词： 双足机器人   步态轨迹规划   行走控制   柔顺控制   零力矩点控制  

摘要： 双足机器人融合仿生学、复杂动力学系统建模、多传感器信息融合以及控制工程等多学科,可为控制理论应用、动力学问题的研究以及各种优化算法提供理想的模型.较轮式机器人,特别是在不平整地面下的行下次和上下楼梯,双足步行方式具有较高的灵活性.在危险环境下取代人类工作以及在日常环境下与人协作完成各种任务等方面,具有广阔的应用潜力.该文以HIT-Ⅲ双足机器人为雏形,以实现稳定行走为目的,针对双足机器人步行运动分析和控制技术中存在的不足,主要研究了双足机器人完备数学模型、步态分析、规划和行走控制方法.

关键词： 遥操作机器人   柔顺控制   共享控制   力反馈控制  

摘要： 主要对遥操作空间机器人地面实验系统的设计及基本结构进行了系统分析 .同时对柔顺控制、共享控制及力反馈控制等关键性技术进行了探讨 .

关键词： 柔顺控制   机器人装配   模糊控制   力／位置混合控制  

摘要： 智能化是自动化的最高表现，机器人的智能化研究已成为科学技 术发展的一个主要方向。对智能机器人来讲，主要有这样2个核心内 容：一是在行动中系统对环境的感知；二是感知后机器人的实时行动， 感觉和行动的高度统一是智能机器人研究的必然要求。因此，智能机 器人力觉和力控制研究是智能机器人基于感觉和行动综合研究的重要 组成部分，属于智能机器人研究的基础。 力控制研究是力觉研究之核心，力觉和力控制贯穿于智能机器人 作业的全过程。力控制的典型特点是力/位置强耦合，是一种极其复 杂的混合控制，与智能机器人研究紧密联系着，一直是研究的主要方 向。 近二十年来，机器人装配作业逐渐成为科学家们研究的热点。它 涉及自动化技术、机构学、传感器技术、材料科学、信息处理等多种 学科，机器人力控制是其中最基础和核心的内容。 机器人装配作业是自动柔性制造系统的关键环节，它要求高精度 的位置信息和装配工件的精确几何特征。机器人装配作业的研究对于 扩大机器人的应用范围，有极其重要的意义。在机器人装配操作中， 由于装配任务的不确定性（包括产品公差、控制不确定性和传感误差 等），单纯的位置控制机器人不能胜任带有接触约束的装配任务，即 使是较小的位置误差都可能引起工件与环境之间较大的接触力而损坏 机器人或装配体。如何使工业机器人实现快速、精密的装配作业是目 前尚未完全解决的问题。 在实际装配过程中，由于装配件尺寸、定位、传感信息以及机器 人运动所造成的不确定性的存在，使得装配过程极易发生故障。因此， 许多学者对装配过程进行了大量的卓有成效的研究。由于机器人装配 实质是一系列接触状态的变迁过程，装配控制策略应随装配状态的不 同而进行调整，才能进行快速有效的控制。 本文主要介绍了国内外的最新的机器人柔顺控制方法，并对其进 行了较为详细分析、研究。指出了机器人柔顺控制方法中存在的关键 问题以及解决这些问题的途径，并指出了今后研究的方向。 在此基础上，本文提出了一种基于模糊控制理论的机器人柔顺控 制方法，并利用此方法在Motoman UP6机器人上进行了机器人装配 实验，实验结果表明了本方法的正确性和有效性。同时提出了一种基 于前馈迭代的机器人柔顺控制算法，对此算法进行了仿真研究，得出 0；自霎霎ZI 0十9什个了 t：自自自／／J”人 上 丁B－－－x卜乙 八 ＼‘。”、－八1u乃RS 了HESIS 了仿真结果，对机器人柔顺控制算法的进一步研究有借鉴作用。

关键词： 柔顺控制   机器人   插入装配   位置控制  

摘要： 柔顺控制能使机器人对外力的变化作相应的响应 ,本文通过实际的插入装配实验来证实在有偏心或偏角的情况下 。

关键词： 边界层转捩   运动控制   柔顺壁  

摘要： 应用主动柔顺壁运动抑制平板边界层内扰动的增长和推迟边界层转捩的实验研究结果表明，边界转捩过程中的扰动即使已发展到非线性阶段，也能被主动柔顺壁的运动所控制。通过控制柔顺壁下方空腔内的输入声激励强度所产生的控制扰动，可以明显地抑制边界层内扰动的非线性增长率和推迟边界层转捩过程。改变控制扰动与初始扰动间的相位差，对于二维初始扰动，可以明显地提前和推迟边界层转捩过程；但对三维初始扰动，改变相位差对边界层转捩影响却很小。

关键词： 机器人   柔顺控制   智能控制  

摘要： 回顾了机器人柔顺控制研究历史．介绍了目前的研究现状，详细分析了现有的４种研究策略，提出了机器人主动柔顺控制的４大关键问题。

摘要： Smart structures are "active" structures capable of sensing stimuli, and responding with active control. Static shape control of a smart structure is a controlled response involving quasi-static change in its configuration from a given state into another desired state. Static shape control of smart structures finds numerous potential applications, especially in the aerospace field, and is accomplished in the current practice by interfacing an "inert" structure with a distribution of a multitude of discrete smart materials based actuators and control capabilities. Such a distributed actuation approach has several advantages. However, the implementation of this technology in many practical applications is currently impeded by certain limitations such as inadequate stroke and response time of the state-of-the-art smart materials based actuators, numerousness of the actuators required, and the associated complexity of the distributed parameter control. Therefore, motivated by the need for improved actuation schemes, a novel approach for static shape control of flexible structures has been developed in this dissertation. The new approach offers practicable solutions for real-scale applications while reducing the number of actuators and control complexity of the system. In this approach, a given beam segment is "deformed" into prescribed shapes by transmitting controlled displacements to "optimal" points on the segment from one or two actuators (not limited to smart materials) located away from the segment through a special class of mechanisms called compliant mechanisms--mechanisms that achieve mobility from the elastic deformations of its links and joints. This research has developed two procedures for systematic syntheses of complaint mechanisms for effectuating desired shape changes in a given segment in two possible modes: one involving pure bending and the other involving bending plus a rigid-body motion. The procedures are based on the first-principles of kinematic