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关键词： 互联网络,远程机器人,人-机交互,人-机任务分工与协作,复杂轨迹控制  

摘要： 网络远程机器人控制系统是利用现代网络技术、通信技术、多媒体技术以及智能机器人技术构建的人-机合作控制系统。该系统的特点是：不需要专人专机进行远程控制；组建系统快捷；花费成本低；远程控制距离大；能在任意网络节点进行访问；适应远程管理的技术方向；有利于机器人技术的推广与普及.尤其在危险复杂的作业环境中，该系统具有独特的效用，如：该系统特别适用于有毒、污染、易燃、易爆等危险、恶劣环境中代替人类或辅助人类完成复杂的作业任务，极大地改善人们的劳动条件、降低人身伤亡事故，是一种全新的机器人应用模式。 本文针对网络远程机器人控制系统的特点，主要研究了网络远程机器人控制系统的体系结构、人-机接口界面、网络远程机器人信息控制机制、人-机系统的智能任务分工与协作、复杂环境下智能机器人操作手臂的轨迹控制、基于多智能体的机器人自主性变换控制机制、以及化工厂剧毒贮存罐的网络远程机器人控制系统实现。具体取得以下几个方面的研究成果： （1）基于CORBA技术的网络远程机器人集成系统框架 通过对客户机/服务器系统结构、任务分层控制系统结构、两层服务器控制系统结构、以及大时延环境下的远程控制系统结构特点的分析和研究，归纳,总结，并提出简单适用的基于CORBA技术的网络远程机器人集成系统框架。 （2）基于信息论的人-机接口界面性能评估框架 在论述人-机接口界面的一般概念基础上，通过讨论有关多模式接口界面的优点、潜在的使用前景、存在的问题、建模的一般方法（结构模型和行为模型）、以及接口集成等内容，分析了集中式多智能(multi-agents)系统模型，进一步提出了基于信息论的人-机接口界面性能评估框架，即信息一致性度量算法。 （3）网络远程机器人控制系统的通信控制机制 通过Internet的信息通信时延分析，建立了系统的状态空间模型，为构建预测仿真系统，实现无时延或准实时的控制，消除系统的不稳定因素等问题，提供了理论基础。根据网络的特性，讨论了网络信息控制的三种方式：时间前向观察器通信模式、实时通信模式、和无预测实时通信模式。 （4）人-机智能任务分工算法和人-机交互智能值计算 通过定义人-机系统的机器智能、人的智能和人-机交互智能的概念，并对机器智能、人-机合作系统建模、和智能任务图的分析和研究，提出了人-机智能任务分工算法和人-机交互智能值计算。利用ITG逻辑图，推导出人的智能（H）、人-机交互智能（Hinter）、机器智能（M）以及其它变量。从远程机器人系统的监控实例 中，验证了提出的检测过程。 （5）复杂环境下智能机器人操作手臂的轨迹控制 对于复杂环境下智能机器人操作手臂的轨迹控制主要研究了两个问题：其一是解决远程机器人手臂对复杂轨迹的学习和跟踪；其二是解决由于远程机器人手臂的结构化和非结构化的不确定性造成机器人的轨迹控制的不精确性。 针对机器人轨迹规划中存在的问题，以及目前用于机器人轨迹规划的自组织神经网络存在的缺陷和困难，并结合自组织竞争网络的特点，提出一个自组织神经元网络时序处理算法（TSPSONN）的理论模型，用来解决具有重复/共享状态易于产生轨迹重构时的模糊性或不确定性问题，从而为网络远程机器人控制系统进行复杂的轨迹控制提供了理论依据和应用基础。 根据机器人轨迹控制精度的要求，以及分析神经网络和模糊逻辑各自的优缺点后，提出了神经网络模糊逻辑控制机器人的算法，以克服单一方法控制轨迹时存在的缺陷。 （6）人-机智能系统自主性变换控制算法 根据决策控制变换策略思想，提出一个人-机智能系统自主性变换的新方法，以解决网络远程机器人控制中的人-机交互问题。控制变换策略由两类条件序列行动构成：一个智能体转移控制决策权给另一智能体的控制行动和改变多智能体之间预定义的协调约束控制机制。为此，在定义控制变换策略概念的基础上，通过分析智能体执行控制变换的过程，建立了控制变换策略的数学模型.通过远程机器人的4种自主性控制变换策略的人-机交互的仿真，验证了控制变换模型的有效性。 （7）网络远程机器人控制系统在化工厂剧毒原料贮存罐中的应用实现 针对网络远程机器人控制系统在化工厂原料贮存罐中的应用，提出了系统实现的主要功能，其中包括：剧毒原料贮罐外部的安全巡检，内壁清洗，剧毒垃圾的收集与搬运；同时，表达了系统实现的主要

关键词： Internet   远程控制机器人   图像传输  

摘要： 随着Internet的广泛应用和遥操作技术的发展，通过Internet控制异地的硬件设备已成为可能。Internet连接了全球的计算机，它为人们提供了分享数据、图片、影像甚至实时影像的机会，但与远程地点的真实交互还是离不开象机器人这样的智能设备。Web技术与机器人控制技术的结合，促成了基于web的远程控制机器人概念的诞生。基于Internet网络技术的机器人遥操作平台的实现，扩大了操作的远程化距离，实现了任意节点的访问机制，适应远程管理的技术方向，有利于机器人技术的推广与普及。对远程机器人实现遥操作是目前机器人控制研究领域的前沿课题，它对于危险环境下的远程作业、远程医疗、远程教育及远程制造等技术具有深刻的现实意义。 本系统的功能是通过Internet网络实现对远程机器人的控制。一方面，用户在本地发送控制命令给远端的机器人，由远端机器人系统对控制命令加以解释、执行，从而控制机器人完成相应的动作;另一方面，由远端的摄像机把现场的图像加以采集，并实时传输到远程控制方。 系统采用C／S(客户机／服务器)模型，由Internet服务器和机器人服务器构成的两层服务器结构建立了一个基于Internet的遥操作机器人系统。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示教再现机器人进行控制。同时，将图像压缩技术和实时传输技术结合起来，提供了一个有效的方法，使得可以在Internet上实现机器人现场图像的远距离传输。

关键词： 分布式系统   DCOM   机器人   在线控制   实时控制   实时分布式控制系统  

摘要： 摘在线实时分布式系统应用于机器人是控制网络系统发展的一大趋势。文章开发了基于DCOM(DistributedComponentObjectModel)技术和Internet技术的分布式机器人在线实时切割系统。实验结果表明该系统有良好的实时性和稳定性。

关键词： 现场总线技术   拆箱机器人   控制系统   FCS  

摘要： CXJ—001、002拆箱机器人是用于原料烟叶箱的自动搬运、自动拆箱、自动空箱叠合、自动空箱码垛的专用机器人,是国家高技术研究发展计划(863计划)自动化领域的研究成果。该机器人控制系统采用了FCS现场总线技术,具有一系列优点。

关键词： 机器人   控制技术   遥操作   自主移动机器人   网络技术  

摘要： 随着网络技术的飞速发展 ,传统的机器人控制技术与先进的网络通讯技术不断融合 ,使基于网络的机器人控制技术也得以不断发展 .本文首先介绍了国内外基于网络的机器人控制技术的研究现状 ,对其研发的技术特点和应用领域进行了着重分析 ,并对这一研究领域的发展方向进行了探讨 .

关键词： 抗干扰   力觉临场感   控制系统   可靠性   机器人   遥控  

摘要： 论述了多自由度力觉临场感遥控机器人控制系统的抗干扰问题 ,分析了其干扰源及干扰的传播途径 ,并从抑制干扰源、破坏干扰的传播途径和提高受干扰处抗干扰能力三项措施 。

关键词： 并联机器人   三维动画   控制  

摘要： 与现代工业中正在大量采用的串联式机器人不同,并联机器人各驱动单元的运动不能相互独立,而必须保持十分严格的运动耦合关系.它具有传动刚度大、传动链短、传动结构简单、承载能力强、惯量小、位置误差不积累、易于力反馈控制等优点,可用于航空航天、加工制造、精密装配等领域,已成为机器人研究的热点之一.关于并联机器人的运动解耦问题国内外已经有过相当充分、深入的研究,其中一个非常突出的问题就是如何在并联机器人实时控制过程中有效地实施解耦计算(受计算机运算速度和存储容量的限制)以及精确地实现各执行部件(一般是油缸)的运动(在传动刚性好的情况下基本不容许有误差,否则理论上无法实现运动).该论文对6-DOF并联机器人控制中的几个关键问题进行了分析和研究,提出了一种利用电-气比例/伺服执行机构和三维动画控制技术相结合的方法,提出虚拟模型解耦器和宽容型控制概念.所涉及的内容包括6-DOF的传动控制方法和液压执行机构,三维动画技术的逆解运算,运动仿真及电-气比例/伺服执行机构.对计算结果进行了分析比较和方案验证,并编写相应的控制模块.课题的研究内容主要包括:第一章,介绍了机器人的概况、并联式六自由度平台的特点,产生和历史、国内外的发展概况、研究近况、应用及前景、结构形式和存在的问题,提出了该课题研究的目的和内容.第二章,控制方案分析.针对六自由度并联机器人的控制给出了三种控制方案:专用控制软件与液压驱动、专用控制软件与气压驱动、动画控制软件与气压驱动.并分别对每种控制方案进行了适用性分析.在进行了系统地分析比较之后最后决定采用动画控制软件与气压驱动的方案.第三章,动画控制方案实施.对六自由度并联平台进行了结构尺寸设计,利用AutoCAD软件进行了三维实体造型,并将其转换到场DSMAX软件中,进行结构关系设定;编写了相应的逆解解耦软件;计算机出解耦结果;最后使用该软件分析了中位时的极限运动范围.第四章,动画控制方案验证.分析了六自由度并联机器人的空间位置关系,用解析法进行了运动学逆解的求解;与相同情况下动画解耦模型的计算结果进行了分析和比较,充分验证了动画控制方法的可行性.第五章,论文总结与展望.该论文对于其他多自由度运动、具有复杂运动轨迹的多自由度机械装置的运动轨迹分析、控制、空间位姿模拟仿真等有一定的指导意义和参考价值.提出了一种新的解耦方法和控制概念,为机器人的研制和动画技术的推广应用开拓了新的思路.动画控制技术的功能在其他类型机器人实际应用中的完善和推广,有待计算机软件和硬件技术的进一步发展.

关键词： Internet   机器人   遥操作   控制技术   浏览器  

摘要： 将机器人与Internet连接,可以在不同的地方通过浏览器访问机器人,实现对机器人的远程监视和控制,是一种新的低成本的机器人遥操作技术。本文介绍了基于Internet的机器人控制技术的国内外发展概况,分析了系统中的一些关键技术,提出了解决的思路,并对该技术的应用前景作了描述。

关键词： 机器人控制器   实时控制   虚拟设备驱动   多任务  

摘要： 本文在广泛收集和综合国内外有关文献基础上，论述了当前机器人控制器的研究现状和发展趋势。提出以工业PC微机为硬件平台，以Windows操作系统为软件平台，开发研制机器人控制器。为解决基于视窗平台机器人控制器的实时性等难题，深入研究了基于视窗的机器人控制技术，作者成功研制了“基于工业PC和视窗(Windows95／NT)平台的机器人控制器”。 本文主要研究内容包括：机器人发展状况和趋势、基于视窗机器人控制器的硬件结构和软件结构、基于Windows 95设备驱动程序研究及实现、设备驱动程序与应用程序的接口技术、多线程及异步程序设计技术、Windows NT设备驱动程序设计、机器人控制算法、机器人运动和受力异常检测的智能控制算法及实验、机器人远程监控技术和仿真等。 第一章简述了机器人概况、机器人和控制器的发展历史和趋势。分析了国内外典型控制器的控制结构，并对PUMA-560和我国精密1号机器人控制系统的分级控制结构进行了描述，阐述基于视窗和工业PC机器人控制器是机器人控制器重要发展方向。 第二章简述了机器人实验平台，机器人控制器主要的硬件和软件组成，论述了机器人控制器硬件组成，硬件具有实时中断功能，详细分析了多轴伺服控制卡及控制器主要硬件的原理功能。 第三章对术语Win32及有关特性进行了详细解释。介绍了 2001年上海大学博士学位论文 机器人控制器控制软件的体系结构，控制软件的主要组成模块， 详细论述主要模块的功能和特点，模块间的通信和调度. 第四章分析了V西ndows95硬件设备驱动程序机制，对中 断、I/O及V西ndows95操作系统体系及相关技术进行了分 析，介绍了虚拟机vM、虚拟机管理器vMM.详细阐述了vxD 的结构及设备驱动程序的设计方法. 第五章论述了多线程技术，采用多线程和异步设计技术， 加快了应用程序的响应速度，极大提高了CPU的利用率和协调 后台任务的能力，使控制器具有多任务执行的能力.灵活利用 异步技术构造了高效、快速、强大和健壮的应用程序. 第六章论述了设备驱动程序与应用程序的通信机制，实现 了中断实时获得数据和快速的响应，针对机器人控制器的伺服 控制卡和FO卡，设计了设备驱动程序与应用程序的接口.并对 程序接口进行了封装. 第七章用D一H法求解了实验平台Pr一500机器人控制器的 运动控制算法，采用神经网络设计了智能控制算法，并阐述了 机器人智能控制算法的作用及有关算法程序的设计. 第八章论述了样本如何采集和处理，多种网络的训练、仿 真，其中LM法BP网络具有比较快的收敛速度，仿真结果在 误差范围之内，符合实际输出.所以在机器人运动或受力异常 检测中，选用了LM法BP网，实验取得了成功. 第九章详细介绍了机器人网络通信功能的作用及实现手段. 简要说明Windows 95lNT的通信方式、V肖nsock基本原理，在 机器人控制器中采用winsock技术，使机器人控制器具有网络 通信功能，论述了机器人的三维建模及仿真技术， 第十章简要比较了W知dowsN，r 4.0和Windows95，对 基于视窗平合的机器人控制技术研究及实现 windows Nl，4.0硬件设备驱动程序进行了研究，并设计了有关 设备驱动程序，实现基于NT的机器人控制器. 第十一章对全文进行了总结，介绍了基于视窗平台机器人 控制器的特点和优越性.并为“基于视窗平台的机器人控制器” 的进一步研究，提出了自己的建议.

关键词： 壁面机器人   无线遥控   多音多频   容错技术   DTMF信号  

摘要： 该文将计算机系统领域里的容错技术引入到壁面机器人控制系统的设计中,并对此进行了较为系统深入的研究.该文的主要内容包括:(1)分析和研究了壁面机器人行走机构的控制原理,以及正压系统和负压系统在壁面机器人动作执行中所起的作用和控制方法.(2)设计了具有一定容错能力的壁面机器人控制系统.在硬件设计上采用冗余技术,设计了双机容错系统.(3)设计了基于DTMF(双音多频)的无线遥控系统.将无线通讯网中普遍采用的DTMF信号编码用于无线遥控系统的信号编码中,使得该遥控系统指令信号的数据传输快速准确,可靠性好.