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关键词： 机器人   研磨抛光   任务生成   轨迹控制   力控制  

摘要： 为了达到产品尺寸和表面质量的要求，在产品精加工过程中，研磨抛光是必不可少的加工工序。传统的研磨抛光主要是依靠人工进行的，它不仅费时费力、效率低下，而且产品均一性差，精度不高。另外，工业现场环境恶劣，噪声、粉尘严重影响工人的健康。所以，研磨抛光机器人的研究得到了广泛的关注。本文的研究工作是作为中国科学院知识创新工程重大项目“数字化智能制造装备与系统技术”的一个课题展开的，其目标是以军工应用为背景，研制开发一种专用的研磨抛光机器人。\n 目前，研磨抛光机器人在理论上和应用上都面临着许多技术难题，国内外大批学者投身于该领域的研究和探索，并且取得了大量的研究成果。本文是在这些成果的基础上，对透明件研磨抛光机器人控制系统中的关键技术进行研究。主要贡献概括如下：\n 针对机器人研磨抛光的不同阶段需要完成不同的控制任务，进行了研磨抛光任务生成研究，包括数学建模、任务规划和任务执行。其中，数学建模有运动学建模、动力学建模和雅可比矩阵的求解。通过采用基于时空分解的任务生成方法，有效解决了机器人在自由空间的轨迹控制和在约束空间的力控制之间，以及粗磨、细磨和抛光的不同工艺控制之间的自动切换问题。这些为后续章节的研究构建了总体控制框架。\n 当机器人从自由空间向约束空间过渡时，为了减小机器人末端执行器与工件之间的碰撞力，本研究提出了基于二次降速的轨迹规划方法，使得机器人末端执行器以极低的速度与工件相接触。实验结果表明，此方法克服了传统的T型或S型轨迹规划方法，由于接触速度过快而产生的较大碰撞力，从而抑制了振荡现象的发生，保护了机器人、力传感器和有机玻璃工件。\n 根据项目要求，本研磨抛光机器人的三个直线传动单元具有行程长、自重大的特点，所以机器人的重力对控制精度的影响是不可忽略的因素。然而，采用基于机器人运动学模型的轨迹控制是将重力作为外部干扰来处理的，要实现高精度控制往往不能满足要求。本研究中，提出了基于机器人动力学模型的计算力矩轨迹控制方法，并证明了考虑约束力情况下的算法收敛性。由于存在建模误差时，采用基于PD反馈的计算力矩控制方法，只能实现有偏轨迹跟踪，本文提出了基于CMAC(小脑模型神经网络)补偿的计算力矩方法进行机器人的轨迹控制。仿真实验表明该方法有效。\n 在机器人研磨抛光过程中，力传感器输出的力信号包含有高频噪声和工频干扰，往往与有用信号相混叠，本文提出了小波变换的方法，对力信号进行预处理，将信号的噪声去除，提取有用信号。仿真结果表明，采用小波变换滤波，能很好地抑制工频干扰和高频噪声，并且对力信号波形的损失很小，从而提高了机器人腕力传感器输出数据的精度，为机器人力控制的实现提供了保证。\n 由于机器人研磨抛光的过程具有重复性的特点，而迭代学习适合于控制可重复性运动的被控对象，所以本文提出了基于迭代学习的力控制策略。仿真实验表明，机器人在对研磨抛光环境不完全精确了解的情况下，迭代学习利用控制系统先前的控制经验，根据系统的实际输出力信号和期望力信号之间的差值，来修正系统的输入，最终能够使研磨抛光力达到较为理想的状态。\n 最后，本文在实际的研磨抛光机器人系统上开展了应用研究。为了解决全局划痕研磨抛光的最短路径寻优问题，采用改进的遗传算法进行路径规划；为了防止局部划痕研磨抛光后的工件出现光学畸变现象，采用模糊推理的方法确定加工范围和加工步骤，并证明了方法的有效性。通过大量实验，总结了研磨抛光工艺，并采用正交试验设计的方法进行了参数优化设计。实验结果表明，该研磨抛光机器人能够满足用户的功能和指标要求。

关键词： 红外技术   智能机器人   控制系统  

摘要： 基于红外技术、单片机技术等完成了智能机器人控制系统的设计。该机器人实现了步行、跟踪、避障、步伐调整、语音、声控、液晶显示、地面探测等功能。

关键词： 语音识别   模板匹配   机器人控制   Speech   SDK  

摘要： 研究语音识别技术在机器人控制系统中的应用及实现。分析以线性预测倒谱系数为特征矢量的模板匹配法语音识别原理,并利用VC++6.0和微软语音开发包Speech SDK设计出语音识别接口,提高了语音程序的开发效率,实现了对AS-R型移动机器人的语音控制。

关键词： Internet   机器人   远程控制  

摘要： 文中采用Client/Serve(r客户机/服务器)模式,建立了基于Internet的机器人遥操作系统,该系统允许任何地方的使用者通过WEB浏览器对一台五自由度机器人进行控制。

关键词： 机器视觉   摄像机标定   图像处理   边缘检测   视觉集成技术   机器人控制系统  

摘要： 本文以四自由度SCARA机器人为控制对象，重点研究并设计了一套机器视觉系统。该系统与通用运动控制器相结合，为控制领域实现机器视觉技术奠定了基础。首先本文基于通用运动控制器，研究了数字图像处理技术，并开发了一套与控制器相结合的视觉集成软件。然后在摄像机标定过程中，针对本课题的精度要求，采用了一套简单、快速的摄像机标定方法。在图像边缘检测技术中，对几种算法的实验结果进行了比较，并针对本实验中目标物体的特点，对传统的LOG边缘检测算法进行了改进，最终检测出了好的单一像素边缘。 最后在边缘检测的基础上，确定了图像中物体的中心位置和直线斜率，利用标定的结果和机器人运动学方程，得到世界坐标系中物体的中心位置和转角，从而驱动各个关节运动，准确地抓取目标物体。本课题完成的视觉集成软件与运动控制系统有效地结合起来，已应用到FMS控制系统中，主要完成物料存储系统中传送带和加工机床间的物料交换功能，突破了工件机构定位的局限性，大大提高了系统的柔性。

关键词： 机器人   控制技术   认识论  

摘要： 机器人技术是当代最具有代表性的高技术领域之一。对于机器人技术的研究和应用形成了一门新的 综合型的技术学科———机器人学。作为机器人的核心部分,机器人控制技术也经历了经典控制技术、现代控制技术 和智能控制技术的发展过程。机器人控制系统的设计,是一个典型的认识世界和改造世界的过程。控制理论和技术 的发展,反映了人的控制思维方式经历了从原始模糊思维———精确思维———科学模糊思维的螺旋式上升的发展过 程。从控制技术的三个发展阶段对机器人控制技术进行哲学层次的认识论反思,具有重要的现实意义。

关键词： 5连杆式机器人   示教再现   不完整约束  

摘要： 介绍了一种新型5连杆式示教再现机器人,它采用不完整约束驱动方法,可以实现手把手自由示教,自动再现和轨迹控制等功能,还可以实现人机合作功能.详细地介绍了不完整约束驱动系统的工作原理、机器人的控制系统和控制方法.对平面五连杆式机器人样机进行了示教和再现控制试验,并给出了试验结果.

关键词： 汉语   语音识别技术   隐马尔可夫模型   HMM技术   智能机器人   人机交互系统   听觉系统   控制系统   Mel倒谱系数   LPC倒谱系数  

摘要： 研究实用的机器人汉语语音识别系统 ,对于机器人的广泛应用具有重要意义。利用TMS32 0VC541 6DSK板为平台 ,可实现一种机器人的汉语语音控制。在此应用中 ,确定端点检测算法、特征矢量的提取算法 ,并采用当今语音识别领域的主流技术———隐马尔可夫模型(HMM)技术进行模型训练和匹配。同时采用LPC倒谱和Mel倒谱系数分别建立系统 ,并对两个系统的识别性能进行比较。实验证明在多个人的语音样本对系统的训练识别下 ,系统在词汇量为 40的非特定人、孤立词识别上取得很好的效果。

关键词： 运动控制系统   运动控制器   机器人   复合控制   重复控制   路径规划   机器人示教编程   机器人语言编程  

摘要： 该论文研究了几种重要的运动控制技术并运用这些运动控制技术研制开发了一个四自由度用于搬运和装配作业的机器人运动控制系统,此机器人运动控制系统的软硬件设计均严格依照工业机器人的行业标准,并在实际搬运和装配作业中取得了高速高精度的满意控制效果.论文内容包括运动控制原理和运动控制系统组成介绍、单轴运动控制系统模型及其控制技术、提高运动控制精度方法的研究、多轴运动协调控制和四自由度用于搬运和装配作业的机器人控制系统的设计和实现.

关键词： 电力线载波通讯模块   机器人控制   电磁干扰   应用   通讯线缆  

摘要： 机器人控制中通讯是必不可少的技术环节,现有通讯方式可分为有线与无线两种。无线通讯不必配置专用的通讯线缆,但抗空间电磁干扰能力低,受无线电管制约束。有线通讯可靠性高,但需配备专用的通讯电缆。近年发展起来的电力线载波通讯技术为机器人控制技术提供了新的通讯手段。电力线载波通讯使用公用的电力线,不必专门铺设通讯电缆,系统得以简化,因而大大提高了机器人设计与制造的性能价格比。本文结合工程实践,采用了美国Intellon公司的电力线载波通讯模块SSC P200与单片机结合组成了实用系统,实际运行表明电力线载波通讯技术应用在机器人控制中是行之有效的。