宏-微机器人: 概念、动态、控制及几点看法

宏－微机器人即一小机械手附在一大机械手的末端构成的机器人系统，这种机器人有减小末端有效惯量、扩充频带的特性．本文介绍了这种机器人的概念、国外研究动态、控制方法，并对这一机器人的研究提出了我们的几点看法．

激光作业的宏-微机器人及其控制系统

一小机械手附在一大机械手的末端构成的机器人系统被称为宏－微机器人系统．本文详细介绍了我们研制的采用激光作业的宏－微机器人本体和控制系统的结构和工作原理，以及在连续轨迹跟踪和汉字雕刻方面的实验结果．

宏-微机器人末端惯量特性的数学分析

宏 -微机器人是指一个小的机械手附在一个大的机械手末端构成的机器人系统 .通过对宏 -微机器人运动学、动力学的分析 ,研究了宏 -微机器人的末端惯量特性 ;数学分析给出了宏 -微机器人末端有效惯量的解析表达式 ,并进一步证明了宏 -微机器人有减小末端有效惯量、扩充系统频带的特性 .

基于宏-微机器人的不连续轨线的跟踪

针对宏 -微机器人跟踪不连续轨线 ,本文采用轨线分割的方法 .轨线分割的结果 ,宏机械手的期望轨迹为一条连续轨线 ,轨线中的不连续部分将由微机械手跟踪 ;同时 ,宏 -微机器人这一冗余系统变为两个非冗余系统 ,按照两个非冗余系统分别进行轨迹规划 ;微机械手除了完成分割的任务外 ,对宏机械手的轨迹误差在线补偿 ;4自由度宏

控制FAST馈源的宏-微机器人系统

本文介绍了大射电望远镜 FAST光机电一体化设计方案 ,给出了由贵州 KARST地貌的地理位置得到的线馈源扫描运动轨迹 ,对六悬索并联索系结构和 Stewart平台组成的并联宏

基于奇异摄动的宏-微机器人控制方法

物理上包含快过程和慢过程的系统可以用奇异摄动方法分析和控制 .通过集中微机械手的小参数 ,提出了将宏 -微机器人的动力学模型表示为标准的奇异摄动模型的方法 .这一方法对刚体连杆机械手具有一般性 .基于奇异摄动方法设计了宏 -微机器人控制器 ,宏机械手采用计算力矩控制 ,微机械手采用非线性反馈控制 .四自由度宏

宏-微机器人微动机构研制

为改善工业机器人高速运动控制性能,扩大其在激光焊接、切割等高速精密加工中的应用范围,设计了一种可与工业机器人构成宏-微机器人的三维微动机构。分析了该微动机构的结构和运动形式,建立了运动学方程,并根据受力情况对结构进行了优化。所研制的微动机构重量1kg、精度高于0.04mm,负载能力大于3kg,满足宏-微机器人系统精密作业要求。

基于dSPACE并行处理平台的宏-微机器人控制系统

基于dSPAC并行处理平台研制了四自由度激光作业的宏-微机器人及其控制系统,系统结构开放、运行可靠、计算性能高,并且可以将实时控制与实时仿真相融合,实现了与MATLAB的无缝连接。宏机械手的关节位置测量采用30对级的多级旋转变压器,微机械手关节位置测量采用电容式位置传感器,通过PHS(peripheralhigh speed)总线接口采样关节位置,输出控制力矩。驱动电路采用双极性H桥型脉宽调制(PWM)功放。为了保证机器人运动的安全性,功放电路中设计了过流保护、电流负反馈和电源连锁电路。

运动学补偿的宏-微机器人连续轨迹控制研究

一小机械手附在一大机械手末端构成的系统称为宏 微机器人系统 .介绍了宏 微机器人连续轨迹控制的新方法 .对宏 微机器人的控制在关节空间进行 ,通过微机械手的快速运动对宏机械手的轨迹误差在线补偿 .宏 微机器人轨迹规划离线进行 ,通过任务放大的方法分解宏 微机器人运动学冗余 .

用于核环境管道维修的宏-微机器人遥控焊接系统的惯性补偿

针对复杂极限环境下的管道焊接维修,提出了一种宏-微结构的机器人遥操作方法进行遥控焊接.通过基于六维力觉传感器的力控制来实现焊前管道装配.为消除宏机器人末端的微机器人运动惯性对力控制的影响,需要补偿在机器人运动过程中微机器人产生的惯性力.研究了宏-微机器人的惯性补偿算法,进行了惯性补偿仿真试验.结果表明,该算法能够消除微机器人的惯性力,补偿最大力偏差不超过2.5 N,补偿力矩精度达到0.3 Nm,满足宏-微机器人管道遥控焊接的精度要求.

宏-微机器人及其在林业与木工机械的应用

介绍了宏-微机器人的概念、性能特点和应用现状,及其在林业与木工机械行业的研究现状应用,展望了发展前景。

用于核环境管道维修的宏-微机器人遥控焊接

针对复杂核环境的管道焊接维修,提出了一种宏-微结构的机器人遥操作方法实现遥控焊接.通过工具转换接口和气动夹紧模块完成宏机器人与微机器人的快速连接.在宏机器人与微机器人之间加入六维力觉传感器,使宏-微的机器人遥操作中具有主动柔顺性.设计了宏-微遥操作机器人的控制器,并重点对重力补偿、管道自适应装配策略、弧长控制等进行了研究,实现了远端环境中的管道抓取、装配以及遥控焊接.结果表明,宏-微结构的机器人遥操作遥控焊接系统能够快速完成极限环境下的管道焊接维修,焊接质量稳定可靠.

柔性宏-微机器人末端有效惯量理论分析

利用柔性宏-微机器人的运动学、动力学分析结果,首次推导出了柔性宏-微机器人末端有效惯量的数学表达式,证明了柔性宏-微机器人具有减小末端有效惯量的特点。

柔性宏-微机器人可补偿性分析

基于宏-微系统的工作原理,提出了实现宏-微机器人补偿的几何条件,并对增大微机器人的补偿能力提出了可补偿性指标,数值仿真验证了理论分析。

并联宏-微机器人系统的逆运动学模型

介绍了新一代大射电望远镜光机电一体化设计的改进方案，针对悬索粗调和Ｓｔｅｗａｒｔ平台精调组成的两级调节系统，提出了并联宏－微机器人系统的概念．根据天文观测的要求，建立了宏－微机器人系统的道运动学模型，该模型是对馈源运动进行计算机控制的基础．

岸边集装箱宏-微起重机器人的机构、结构设计研究

岸边集装箱起重机是集装箱码头进行船舶装卸作业的主要设备．随着我国集装籀运输的高速发展，市场对岸边集装箱起重机的需求稳定增长．为了促进集装箱作业高效化和自动化程度，本文中采用了宏-微机器人这种策略，对振华港机（ZPMC）生产的常规型岸边集装箱起重机进行改造，将其进行机器人化，形成岸边集装箱宏-微起重机器人．对岸边集装箱宏-微起重机器人的机构和结构进行设计后，对其进行了运动仿真．岸边集装箱宏-微起重机器人是一种比现有的集装箱起重机更加先进的机器人概念，它可较容易地实现自动化控制，同时它还可起吊比以往重量更重的集装箱．

宏—微机器人系统及其连续轨迹控制研究

宏-微机器人即一小机械手附在一大机械手的末端构成的机器人系统，这种机器人有减小末端有效惯量、扩充频带的特性．介绍了研制的宏一微机器人，并进行了连续轨迹跟踪方面的实验研究。

大射电望远镜馈源指向系统轨迹跟踪自抗扰控制

采用独立控制策略实现新一代大射电望远镜馈源指向跟踪系统的高精度轨迹跟踪 .将两组成子系统之间的动力学耦合及其他扰动视为对精调Stewart平台子系统的未知扰动 ,设计了强鲁棒自抗扰控制器实现扰动补偿 .大射电望远镜馈源指向系统 5 0m缩比模型实验 ,验证了独立控制策略和自抗扰控制器的工程有效性和可行性 .