香蕉采摘与吊运作业机器人运动与动力性能分析

由于香蕉果串的结果高度和果形尺寸较大,且采摘过程极易发生损伤,给其采摘带来极高难度,目前仍停留在比较落后的人工采摘方式上,劳动强度大。为此,提出了一种香蕉采摘与吊运作业机器人,可将香蕉果柄的切割、夹持和香蕉果串的吊放作业整体性完成,其机械系统主要由伺服连杆机械臂、夹持与切割末端执行器和液压履带行走动力单元等部分组成。工作时,末端执行器夹持与切割香蕉果柄的直径范围为40~150mm,液压履带车行走的最大行走速度为1.07m/s。通过基于ADAMS的机械系统运动和动力学仿真分析获得了伺服连杆机械臂的作业范围,以香蕉按照宽窄行宜机化种植模式为基础,对接近实际情况的伺服驱动作业流程进行了仿真研究,验证了各伺服电机的驱动能力。

一种移动作业机器人环境交互作用模型分析

移动作业机器人(Mobile Manipulating Robots,MMR)是由移动平台以及在平台上加装1个或多个操作臂,组成的具有主动作业能力的新型机器人系统。本文提出一种MMR环境交互作用模型,并分析其交互作用。仿真验证了所提MMR系统环境交互作用建模方法的合理性和有效性,为建立完整的移动作业机器人动力学模型提供数据。

危险环境作业机器人设计原则与技术挑战分析

危险环境作业机器人技术能够将现代化科学技术的优势以较高的效率转化为作业力的进步,而且有着稳定性强、安全可靠的优势,不仅能够降低危险环境作业对人力资源的依赖,减轻相关工作人员的工作压力与工作强度,而且还能强化危险环境作业过程中的安全性。现阶段我国危险环境作业机器人技术已经形成了相对完善的理论体系,因此后续发展过程中需要对发展方向进行规划,并在技术手段与实践经验的基础上优化危险环境作业机器人技术的应用。

基于DWA算法的配网作业机器人避障路径规划

配网作业机器人运行环境中存在不同大小的障碍物,作业过程中会出现路径冗余问题,导致配网作业机器人避障能力差,为此提出基于DWA算法的配网作业机器人避障路径规划方法。根据机器人质量、车轮半径和轮间距信息构建机器人运动学模型,描述机器人在不同时刻的位姿;确定机器人作业空间,结合起点与目标点位置构建局部地图,约束机器人运动范围;设计DWA算法的速度向量空间,多采样机器人速度,获取限速区域,在该区间内生成多条待选择的路径;利用方向评价、障碍物距离评价和速度评价3个子函数组成DWA评价函数,分别对子函数做归一化处理,选取评价值最高的路径作为最优避障规划路径。实验结果表明,该方法在简单和复杂的作业环境下均能准确避障,且路径最短。

一种电力作业机器人硬件系统的设计

本文针对面向多变配电检修作业环境的电力作业机器人项目,开展机器人电气控制系统关键技术研究,提升带电作业的效率、安全性和准确性,实现多模块的有效控制,解决传统电气控制系统拓扑复杂,可靠性差、接线困难,生产效率低的问题,进一步提高电力作业机器人的带电作业能力,并进行作业试验,以验证所设计电气系统的有效性。

配网带电作业机器人的人机共融控制系统设计

提出了一种用于配电网机器人作业的共融控制系统,该系统具有动态的控制权重分配以实现遥操作和自主导航的切换。系统赋予了本地操作员最高的控制权限,本地端手柄设备实时检测用户的输入力,其结果用于生成机器人自主性和用户远程控制的权重。控制系统可以确保专业操作员和机器人自主的两个命令的同步,并将它们结合起来确定远程机器人的运动。在实验室构建的机器人平台上的实验结果表明了该方法的有效性。通过多组跟踪目标点实验进行了测试,以比较纯手动远程控制和所提出的融合控制方法的综合性能。实验结果表明,与纯手动控制相比,人机共融控制器提高了跟踪的成功率和效率。

上肢机器人辅助作业疗法对脑卒中偏瘫患者上肢功能及日常生活活动能力的影响

目的:探究脑卒中偏瘫患者接受上肢机器人辅助作业疗法干预后上肢功能及日常生活活动能力变化情况。方法:回顾性分析北京市第六医院于2022年10月—2024年1月神经内科住院及康复科门诊就诊的60例脑卒中偏瘫患者。以随机数字表法为标准将患者分为研究组(30例,行常规康复+上肢机器人辅助作业疗法)、对照组(30例,行常规康复),两组患者均接受6周治疗。收集两组患者临床资料,比较两组患者Fugl-Meyer上肢部分运动功能评分量表(FMA-UE)、手臂动作调查测试(ARAT)、改良Barthel指数量表(MBI)、功能独立性评定量表(FIM)评分、上肢Brunnstrom分期及康复满意度。结果:与对照组相比,研究组干预3周、6周后FMA-UE、ARAT、MBI、FIM评分更高,干预后研究组上肢Brunnstrom分期优于对照组,研究组患者康复满意度高于对照组。结论:脑卒中偏瘫患者实施上肢机器人辅助作业疗法可显著改善上肢功能与日常生活活动能力。

煤矿井下辅助作业机器人研究与应用进展

我国煤矿以井工矿开采为主,数量约占90%,井下作业劳动强度大、危险系数高,作业人员超过100万人,而煤矿辅助作业机器人是替代矿工高强度施工、远离危险区域的重要手段,其研发与应用迫在眉睫。但煤矿井下辅助作业工序多、工艺复杂,煤矿辅助作业机器人研发应用面临精细化、智能化、仿人化作业等巨大挑战,相关研究处于起步阶段,辅助作业机器人应具备实现工艺参数化与工程机械智能化的有机结合。

面向架空线路的作业机器人路径修正问题研究

针对架空线路检测中因线路摇摆造成作业机器人轨迹偏移的问题,结合带电作业机器人运动学模型,提出一种面向架空线路低幅摆动的作业机械臂路径修正算法。首先选择改进RRTstar算法对作业机械臂路径进行规划;其次在架空线路出现低幅摇摆时,通过正逆运动学方程进行偏差计算;最后根据偏差值进行路径的二次规划,从而实现导线低幅振动下的作业机械臂路径修正。试验表明,改进RRTstar算法在2 s内的规划成功率可达100%,且规划与执行作业的平均耗时更短,更贴近导线摇摆的实际路线。

配网带电作业机器人精准作业定位措施研究

配电网带电作业机器人精准作业定位措施的影响因素主要有户外光照、斗臂车震动、作业场景不固定等,配电网带电作业机器人精准作业定位措施研究主要针对上述因素进行。本研究概述传统带电作业存在的不足之处,介绍了配电网接引线带电作业,并提出基于场景语义的自动作业定位方法,最后以试验验证本方法在实际应用的可行性。

基于三维点云处理的辅助作业机器人位姿控制方法

煤矿井下辅助作业机器人位姿控制是提高机器人作业效率和质量的重要手段,目前控制效果不佳,机器人控制误差较大,因此本文提出基于三维点云处理的煤矿井下辅助作业机器人位姿控制方法。对煤矿井下进行三维激光扫描,获取井下三维点云数据,进行三维点云处理,搭建井下空间三维场景模型,提供识别障碍物和作业目标,确定机器人位姿调控量,基于三维点云处理对煤矿井下辅助作业机器人进行位姿控制。试验证明,当采用本文方法时,机器人避障效果较好,位置跟踪误差较低,机器人作业位置与目标位置误差仅为0.1 m,可以对煤矿井下辅助作业机器人位姿进行精准控制。

基于主从控制技术的配网带电作业机器人研制

研制一种10 kV配网带电作业机器人以代替人工开展不停电作业。根据D-H法对机械臂建模和运动学分析,通过Matlab验证模型的正确性。采用关节空间控制方法,降低了控制系统复杂性,解决了主从控制的延时问题。配网机器人主从控制系统通过电磁兼容检测,测试过程中未出现卡顿现象,符合国家检测标准。经上杆断接引流线测试,验证了配网带电机器人关键技术的有效性和实用性。

煤矿井下吊运作业机器人智能充电风险自动评估方法

由于煤矿井下属于爆炸性环境,且井下吊运作业机器人工作环境复杂,为确保机器人动力不间断并自动完成充电风险评估,本文设计一种机器人充电风险自动评估方法。通过构建风险监测模型,判断充电桩工作状态是否会出现异常,完成自动评估。可以实现安全充电功能,侧置式充电模式存在异常。选取风险评估指标,计算总体安全评估得分为82.67,属于较安全等级。说明该方法能客观地反映煤矿井下吊运作业机器人智能充电的风险,具有应用可行性。

配网带电作业机器人精准作业定位措施研究

本文主要论述了户外光照、作业场景不固定以及斗臂车振动等因素对于配网带电作业机器人的影响以及应对措施。意在增强相关从业人员的选择性以及降低作业难度,提升配网带电作业机器人的工作效率。

立面作业机器人姿态感知系统设计与分析

针对立面作业机器人在大型立面设备中容易发生姿态倾斜的问题,本文设计了一种基于惯性测量单元对立面作业机器人的姿态进行全方位感知、检测的立面作业机器人姿态感知系统。该系统分析了机器人在滑移和倾覆状态下的受力情况,得出机器人稳定吸附的条件。同时,本文还提出了一种基于扩展卡尔曼滤波算法对获取的传感器数据进行滤波融合,并结合PID控制算法对系统进行动态调节的方法,该方法有效改善了机器人姿态倾斜问题。最后通过联合仿真实验验证了该系统的有效性,为后续立面作业机器人的设计和应用提供了技术参考。

基于深海作业机器人的海上升压站管线安装技术探索

本文研究了深海机器人在海上升压站管线安装中的技术应用方法。通过对深海作业机器人技术的发展历程、分类和特点进行综述,分析了其在海洋工程中的应用现状。探讨了海上升压站的定义、作用以及管线安装面临的挑战和技术要求。详细阐述了深海作业机器人在深海管线敷设、连接接头处理和升压站构建安装中的具体应用技术。最后总结了深海作业机器人在提高作业效率、降低人员风险及适应深海环境等方面的优势,同时指出了技术成熟度、操作复杂性及设备可靠性等方面的挑战。

配网带电作业机器人系统的智能化设计与控制

针对配网带电作业机器人系统的智能化设计与控制进行深入探讨。通过系统分析现有技术的不足,设计并开发了一款智能化程度高、操作灵活的配网带电作业机器人系统。该系统能够显著提高配网带电作业的安全性和效率,降低人工操作的风险。同时,提出了一种高效的控制策略,实现机器人作业的精准化和自动化,为配网带电作业领域带来了重要的技术创新和实用价值。

基于遗传算法的机器人作业单元布局优化

针对机器人作业单元内设备的布局问题,提出了一种基于遗传算法的优化布局方法.引入了工程师的经验和知识描述布局过程中的作业单元空间及机器人运动学约束,减小了优化空间,提高了算法的收敛速度.基于压铸作业的实例研究结果表明了该方法的有效性.该方法已与商业化的机器人编程与仿真软件相结合,表现出了较高的实用价值.

一种具有力觉触觉临场感的主从机器人装配作业平台

本文介绍了一种具有力觉触觉临场感的主从机器人系统．该系统以改造后的ＰＵＭＡ手作为从手，和主手一起构成异构主从手，实现了力觉触觉临场感以及对工件的自动识别和抓取等功能，其中对ＰＵＭＡ手的改造以开放性作为改造的主要目的，以期能为多种传感器的集成提供一个开放式的机器人装配作业平台．

管内作业机器人的发展与展望

本文在回顾管内作业机器人发展历史的基础上，分析了目前的管内作业机器人中所面临的主要问题。