基于非完整运动规划的多指手灵巧操作

灵巧操作是多指手操作的一个重要方面,探讨实现这种操作的纯滚动方法.首先利用纯滚动的非完整特性,进行非完整运动的最优路径规划,然后根据规划结果应用多指手操作运动学方程确定手指的运动.为多指手灵巧操作的实现提供了一条途径.

基于轴不变量的空间机械臂多臂协同灵巧操作控制策略研究

面向未来航天器在轨组装与维修等需求,针对空间大型航天器,设计了一套多航天器多臂协同操作系统.在此基础上,开展了基于轴不变量机械臂动力学模型研究,并设计了模糊变结构控制器,为多臂协同操作提供了控制策略.在对机械臂原理样机的工程D-H参数进行测量后,导入开发的多体动力学仿真系统中,对多臂协同操作过程开展了动力学仿真与测试,从而验证了多航天器多臂协同操作系统的可行性,为未来的在轨组装与维修任务奠定了技术基础.

面向灵巧操作的视觉目标识别

为了能够实现灵巧手对目标物体进行精准操作,研究了一种利用Kinect检测出目标物体,在帧差法的基础上对获取的深度进行背景相减,获取出目标物体的运动点,在此基础上利用获取的目标物体的特征采用T-S模糊逻辑判断出目标物体的方法,以BH8-280对目标物体进行抓取实验为例,在实验中,Kinect在帧差法的基础上检测出目标物体的位姿,大小,形状,以此为基础建立起T-S模糊逻辑系统,判断出目标物体的属性和类别,通过实验结果进一步说明了利用本文研究的方法显著地提高了判断物体的准确率和效率,为灵巧手的精细控制抓取奠定了基础。

面向灵巧操作的主动感知与技能学习

如今,在人们日常生活的多个场景中都可以窥见机器人的身影,人们希望它能够像人类一样完成更为灵巧的操作。在2019世界机器人大会上,清华大学教授、清华大学人工智能研究院智能机器人研究中心主任孙富春,从专业角度分析了机器人灵巧操作过程中所需要的主动感知与技能学习。

机器人手灵巧操作中变接触点的几何求解方法

灵巧手操作中的接触状态和接触点检测对应操作尤为重要,传统研究中,多采用分布式触觉压力传感器直接测量接触点和接触力,但其精度受触觉传感器单元分布密度影响较大,而将操作中接触点简化为固定接触点则会引入较大误差。本文分析了固定接触点模型的不足,分析了接触面轮廓曲线,以刚性接触为接触模型,从几何角度提出了一种不同位姿下灵巧手与被操作对象的变接触点的求解算法,实现不借用触觉传感器确定接触点,并通过MATLAB求解出一特定操作中接触点的变化规律。

一种灵巧操作手设计与分析

大多数操作手只能实现简单的捏、夹、握功能,和人手的高度灵巧性相比,还存在较大的差距。本文从人手仿生学的角度出发,提出了一种仿拇指与食指操作物体运动特性的灵巧操作手设计。首先,基于对人手操作物体旋转运动特性进行分析,设计出一种具有柔性结构的手掌以及能对物体进行旋转操作运动的灵巧性操作手,对其工作原理进行了阐述,然后,根据灵巧操作手一具体设计实例,分析了其对不同形状物体的抓握能力,最后,分析了灵巧操作手抓取物体并进行旋转操作运动的灵巧性能,为灵巧操作手的发展及应用提供了重要技术参考和研究思路。

灵巧手操作的重构规划

根据人类利用滑动或滚动方式进行灵巧操作的几种模式 ,在多指灵巧手—物体的抓持系统中 ,把实现这些灵巧操作模式的规划问题作为一个位形空间的重构问题进行全局和局部级的操作规划 ,开发了实现灵巧操作的规划算法 .仿真结果表明了方法的有效性和正确性 .

手指机构的速度操作灵巧性分析

在简要介绍开端钢缆传动结构及其特征矩阵的基础上，将操作臂速度可操作性椭球的概念引入钢缆传动手指机构，给出了手指具有各向同性速度传递性质的条件．建立了开端钢缆传动中各缆速间的协调关系，并根据缆速空间与指端速度空间之间的映射关系，给出了建立手指指端操作速度矢量集合的方法．为评价指端实际的速度操作灵巧性，还提出新的度量指标。

多指手的操作灵巧性设计

将多指手的设计分解为手指机构的灵巧性设计及手指的合理布位两个子问题。针对子问题一，以手指雅可比矩阵条件数的倒数为位形操作灵巧性指标确定了合理的手指杆长比例及指端的灵巧操作区间。以灵巧操作速度和灵巧操作力为指端操作灵巧性指标，给出了确定手指驱动器功率的算法。对于子问题二，根据操作灵巧性对各指端灵巧操作区间相对位姿关系的要求，给出了手指布位的一般性原则。

手指机构力操作灵巧性的分析与评价

本文对开端钢缆传动手指机构的力操作灵巧性问题进行研究 .首先 ,定义了钢缆张力椭球 .在此基础上 ,分析了手指机构力操作的位形灵巧性及钢缆传动结构对位形灵巧性的影响 .其次 ,根据钢缆张力空间与指端操作力空间之间的映射关系 ,给出了建立指端在给定操作位形处的操作力矢量集合的几何方法 .得到的矢量集合反映了考虑钢缆张力限制时 ,指端实际的力操作能力 .为评价指端实际的力操作灵巧性 ,还提出两个新的度量指标 .最后 。

如何实现机器人灵巧操作的主动感知与技能学习?

作为国内顶尖学府之一,清华大学是我国最早开展智能机器人研究的单位之一。早在1985年该校就成立了智能机器人实验室,1990年智能技术与系统国家重点实验室又在此成立。

灵巧手运动学分析

本文研究了灵巧手操作物体的运动学问题,在分析手指与物体接触条件的基础上,建立了手指与物体之间单点接触作纯滚动和作可控制滑动的运动学方程,给出了3R,4R 和5R 手指的运动约束条件,并对5-4-5型灵巧手进行了速度仿真和图形仿真.

防护手套活动性能研究进展

为全面评价防护手套的活动性能,定量分析防护手套对手部活动能力造成的影响,更好地促进防护手套的研发,文章回顾了有关防护手套活动性研究的起源。从防护手套、人体、环境三方面归纳了防护手套活动性能的影响因素,并从运动学和动力学两个层面出发,探讨了佩戴防护手套时手指和手腕活动范围、操作灵巧性、触觉敏锐性、握力、扭矩、肌肉活动和疲劳六个方面的活动性能评价方法。最后提出,未来应建立防护手套活动性能的综合评价体系和评价标准,在虚拟现实/增强现实条件下开展防护手套活动性能的评价研究,模拟真实工况条件以全面揭示防护手套活动性能影响因素,从而提高活动性能评价准确性。

面向机器人操作任务的视触觉传感技术综述

得益于高空间分辨率、多触觉模式的感知,视触觉传感技术已被广泛应用到机器人主动感知、位姿估计及掌内操作等各类机器人操作任务中。首先根据传感原理分类总结了目前主流的视触觉传感技术,主要可分为GelSight类视触觉传感器、双(多)目视触觉传感器以及其他类型视触觉传感器3类。在此基础上,进一步对主要触觉传感信息建模方法进行了介绍,包括接触表面三维几何形状、力/力矩、滑动等不同触觉模式。此外,聚焦机器人操作领域,对视触觉传感器的具体应用场景进行了探讨。最后,讨论了视触觉传感器的下一步发展方向以及如何将其进一步应用到机器人灵巧操作任务中。

面向线状柔性物体的机器人操作研究进展与展望

线状柔性物体具有强变形特性且模型复杂、个体差异大,使用机器人对其进行自主、灵巧的操作具有极大的挑战。本文对面向线状柔性物体的机器人操作研究进行了系统、详细的梳理和总结。首先,从基础研究角度对线状柔性物体的建模、感知、规划、控制等基础问题进行了概述,并从应用研究角度对打结、布线、插孔等具体任务进行了整理。之后,对近年来面向线状柔性物体的机器人操作研究发展趋势进行了总结,并对有待进一步探索的热点问题进行了分析和展望。

热门智能机器人商品归类指引

截至目前,人们对机器人的研究与开发历史已逾60载,并不断将其应用在日常生产和生活中,这对提高生产效率与质量、改善人类工作环境、提高人类生活品质大有裨益。目前流行的第三代机器人是智能机器人,它实现了多传感器的高度融合,各种具有视觉、触觉、听觉、嗅觉,以及会话、高灵巧操作、行走等能力的智能机器人陆续出现,具有明显的自学习、自适应控制和自治行动等特点。

PPRRRP和RRRPU肩关节康复外骨骼机构运动性能的分析比较

基于外骨骼机构的构型综合和优选原则,提出PPRRRP和RRRPU两种外骨骼构型.在优选的构型中,通过在人机连接处引入被动关节,使外骨骼机构和人体上臂形成的人机闭链转化为3-DOF(自由度)运动学恰约束系统,实现人机运动学相容.从人机闭链整体的角度,分别建立PPRRRP和RRRPU人机闭链运动学模型,通过对被动关节的合理分解及运动学特征分析,推导其运动学约束方程,并分别求得两闭链的速度雅可比矩阵,该方法降低了人机闭链运动学分析的复杂性.通过对速度雅可比矩阵的数值仿真,在冠状面、矢状面和水平面对2种外骨骼构型进行条件数倒数、可操作度椭球以及灵巧操作速度的分析比较.结果表明:在上述3个面内,PPRRRP构型的运动灵活度、运动各向同性和速度操作灵巧性的运动学性能要优于RRRPU.在此基础上,研制了PPRRRP构型的上肢康复外骨骼样机.