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关键词： Internet   机器人   控制技术   应用  

摘要： 将Internet与机器人连接起来,能够在不受地域限制的情况下,运用通过浏览器访问机器人,最终实现远程控制与监控机器人,乃是一种低成本的遥控操作机器人的技术形式。本文从多方面分析了系统当中的一些关键技术,并指出了具体的解决思路,最后探讨了此技术今后的应用前景。

关键词： 工业机器人   控制技术现状   发展趋势  

摘要： 随着工业机器人领域的不断成熟,机器人应用越来越广泛,为实现生产制造智能化、精密化做出巨大贡献。工业机器人拥有着广泛的应用前景和巨大的市场潜力,迎来了前所未有的竞争压力和挑战。整体而言,我国工业自动化水平与国外相比处于较低地位,需要根据当前国情,利用自己的优势进行技术改进和突破,努力缩短与国际水平的差距,相信在未来几年内将进人工业机器人新时代。

关键词： 机器人   视觉引导   抓取   控制技术  

摘要： 机器人因其高效灵活与精准稳定的特点,已在工业中得到广泛应用。随着机器视觉的发展与研究,越来越多的机器人配备了视觉图像系统,各样的视觉图像为机器人提供了十分需要的外界信息,明显推动了机器人在自主移动和机械臂准确定位、抓取技术方面的实质性提高。本文对视觉引导的抓取机器人控制技术进行了研究。

关键词： 弧焊   焊接机器人   摆动算法   插补算法   运动控制  

摘要： 弧焊加工是工业机器人的重要应用领域之一。与传统手工焊及焊接机焊接相比，机器人焊接具生产效率高、焊接质量好及柔性化强的特点。随着汽车、工程机械等产业的发展，弧焊机器人的应用前景十分广阔，目前国内弧焊机器人应用广泛，市场需求巨大，但应用的弧焊机器人大多是从国外公司引进的，因此实现弧焊机器人的自主研发设计和产业化有着重要的意义。\n 本文以深圳某公司RB1400六自由度焊接机器人为研究对象，在完成机器人空间摆动算法、插补算法的基础上，基于PC架构，结合自动化软件开发平台CODESYS和实时以太网EtherCAT技术，构建了一套机器人运动控制解决方案，主要研究内容如下:\n 在深入分析焊接机器人摆动工艺参数基础上，开发了弧焊机器人空间直线摆动算法和圆弧摆动算法，并利用Matlab软件进行仿真，验证了算法的正确性和精确性。\n 针对笛卡尔空间的运动轨迹规划，研究了空间直线和圆弧两种基本的插补算法。在此基础上，通过弗格森曲线实现了焊接轨迹间的平滑过渡，为焊接过程中的匀速控制提供了技术保障。\n 基于IEC61131-3标准规范，开发了上述算法功能块;构建了基于开放式软件平台CODESYS和EtherCAT总线技术的机器人运动控制系统，采用OPC通信技术实现了机器人示教器和控制器之间的数据交互。完成了焊接机器人控制软件设计。\n 通过对整个系统功能的测试和摆动过程中摆动的速度和位置测试，测试表明机器人速度运行平稳，位置精度达到焊接要求。

关键词： 工业机器人   手势识别   固定增量   联动控制   动态轨迹  

摘要： 随着机器人控制技术和计算机视觉的发展，基于视觉手势识别的工业机器人控制技术研究渐渐引起了人们的关注，相对于通过人机界面、示教器等传统的机器人控制方式，用手势来控制机器人使得人与机器人之间的交互显得更加简单和直接。\n 本文以ABB-IRB120工业机器人为研究对象，采用基于视觉的手势识别技术作为机器人理解手势的方式，实现对机器人单关节轴和六关节轴的联动控制，并且以基于固定增量的方法规划了机器人运动过程中的动态轨迹。主要研究内容:\n (1)使用D-H参数表示法对ABB-IRB120工业机器人进行建模和运动学分析，在逆运动学问题中，通过解析解详细推导了各个关节角的求解过程，并给出了一种最优解的选择方法。\n (2)在手势分割和跟踪中，通过对颜色空间和肤色在不同颜色空间上的聚类效果分析，选择了基于YCbCr颜色空间的高斯肤色模型的手势分割方法，并引入了人脸检测技术，去除了人脸对手势分割的干扰。对于手势跟踪，重点研究了Camshift跟踪算法，分析了它的工作原理，通过对其进行改进实现了手势的自动跟踪。\n (3)在手势识别中，对于静态手势，首先研究了基于曲率的指尖检测方法，利用余弦法、聚类分析和质心距离法对指尖点进行了筛选，然后研究了基于Hu矩特征向量的匹配方法。在这两种方法的基础上，通过对手势包含的手指个数的分析，提出了一种静态手势的分层识别方法。对于动态手势，将手势质心运动轨迹的方向角进行12方向的量化编码后作为动态手势的特征，然后利用此特征对隐马尔可夫模型进行训练，用得到的隐马尔可夫模型实现对动态手势的识别。\n (4)根据课题的研究要求，对视觉手势控制的工业机器人系统进行了方案设计，搭建了系统的实验平台，使用Qt设计了系统的总体界面，完成了手势对机器人的动作映射和机器人运动过程中的动态轨迹规划，最后使用手势控制工业机器人进行了抬放实验。\n 实验表明，本文使用的手势识别方法，在实验室环境下，能够实现对机器人的控制，验证了本文方法的可行性，具有一定的实用价值。

关键词： 手势识别   体感传感器   多自由度机器人   控制系统   机器学习  

摘要： 随着物联网技术的快速发展，人与物之间的交互活动日益频繁，利用很自然的方式——人的手势动作，去与物进行连接，用简单的手势动作代替纷繁复杂的操作与机器人进行交互，而基于光学的手势识别已成为研究热点，为利用Leap Motion进行手势识别、多自由度机器人控制技术研究提供了可能。本文主要包括两个部分：一是手势识别算法的研究，二是利用识别到的手势动作实现机器人的控制，让机器人执行特定的动作。主要研究工作如下：\n (1)分析了各种体感传感器的优缺点，选用Leap Motion作为本文的传感器，分析了国内外的手势识别算法，最终确定用机器学习的方法对手势动作识别进行研究。\n (2)对于静态手势动作，提出了基于虚拟球半径和基于力度值两种特征。利用提出的k-meansplus算法求出特征阈值ST：基于虚拟球半径的手势识别，握拳动作的ST1=45.57315，伸展动作的ST2=58.8543。基于力度值的手势识别，握拳动作的ST3=0.805725，伸展动作的ST4=0.126575。相比于k-means算法，k-meansplus算法在基于虚拟球半径特征中，握拳手势动作正确率提高16%，伸展手势动作正确率提高13%。基于力度值的特征中，握拳手势动作正确率提高41%，伸展手势动作正确率提高12%。\n (3)对于手指数量识别，一是利用k-meansplus算法对图像进行了二分类，分类效果好。二是基于骨骼模型识别手指数量，五个手指伸出与弯曲关节点信息不同，通过给伸出手指分配密钥的方式，实时检测动态密钥数组ArrayList的长度，数组长度就是手指的数量。\n (4)对于动态手势识别问题，采用HMM，通过EM迭代求出最优参数prior(2n)、transmat(2n)、obmat(2n)，利用最大对数似然的方法确定出手势动作所属的类别，对Roll、Yaw、Pitch手势动作进行测试，取得了较高的识别率。\n (5)对于相似的手势动作，使用引入松弛变量?和惩罚因子C的SVM，测试不同惩罚因子C在不同的核函数下各自的识别率，得出选择高斯核函数作为本文的手势识别SVM方法的核函数，并且在其它相似手势动作提前不知道是否线性可分的情况下，优先选用高斯核函数。\n (6)设计与开发了手势识别系统，对手势动作进行测试，体现了系统具有实时性、识别手势动作多样性、识别率高、快速性等特点。\n (7)设计与开发了多自由度机器人控制系统，将识别的手势动作应用于机器人的控制中，进行了搬运物体测试，完全依靠手势动作完成了机器人的控制，真正实现了人与机器人之间的人机交互。体现了用手势动作控制机器人的简单、易用、方便，证实了手势动作控制机器人的可行性和可用性。

关键词： SCARA   相贯曲线   CODESYS   三维仿真   上位机界面  

摘要： SCARA型机器人是工业机器人中应用最广泛的类型之一,传统的SCARA机器人结构特点是旋转关节的轴线平行,特殊的结构使它的控制系统的设计尤其简单,被广泛应用与搬运、贴片等场合,结构轻便,速度较快,当用于焊接时,直接加持焊枪控制的情况下没法保证对焊枪的姿态控制,因此提出增加另外一个姿态轴与变位机进行协调轨迹控制,保证焊接质量。机器人控制系统机器人的重要组成部分,用于实现机器人运动和轨迹控制,实现预定的任务。该课题是使用德国3S公司的CODESYS软件开发SCARA型多轴工业机器人控制系统,并使用WPF开发机器人上位机使用界面。主要的研究内容如下:第一部分是SCARA型多轴焊接机器人运动学分析,包括空间描述与变换,建立D-H坐标系,进行了机器人正逆运动学的计算,并讨论多重解的选择,以及在机构的奇异位型处的解的选择。第二部分研究SCARA型多轴焊接机器人系统中坐标系关系,建立垂直正交的管管相贯曲线的数学模型并进行MATLAB仿真,研究了机器人与变位机进行协调控制的算法,包括末端工具的姿态控制、机器人位姿的控制、变位机的旋转过程中焊缝点的位置与姿态变化矩阵。第三部分基于CODESYS开发平台进行SCARA型多轴机器人控制系统的设计。包括:轴参数配置、主从站设置、视图管理、点动控制设计、示教控制设计、速度与路径规划设计等,搭建了硬件平台。第四部分建立SCARA型多轴焊接机器人的仿真模型,通过OPC通讯实时传输轴位置进行状态控制。并且在上位机中进行不同工具的模块化仿真设计,模拟不同的现场,可进行工具切换和功能块切换,实现不同的功能。最后一部分是SCARA型多轴工业机器人上位机控制界面的开发,包括:建立通讯、G代码控制、离线编程、示教、轨迹仿真等。

ISBN: (纸本)9787118110074

关键词： 慕课   混合式教学   机器人控制技术  

摘要： 近年来,慕课(MOOC)学习得到了教育界的广泛重视,然而高职院校推行慕课教学仍然面临许多困难。以《机器人控制技术》课程为例,探讨如何对高职工科类课程开展基于慕课的混合式教学。从教学准备、课前预习、课堂教学、课后拓展四个环节实施,通过课程难易程度问卷调查分析实验成效,总结经验并提出思考,逐步完善混合式教学的改革与创新。