一种全向移动操作机器人建模与交互作用分析

全向移动操作机器人(Omni-directional Mobile Manipulating Robots,OMMR)是由全向移动平台以及在平台上加装一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。在移动平台上加装操作臂后,整个系统动力学行为的复杂性将会因为移动平台与操作臂之间的耦合效应而大大增加,涉及地面-移动平台、移动平台-操作臂、操作臂-操作环境的动态交互,给系统的建模带来极大困难。在建立OMMR运动学、静力学模型的基础上,提出了一种简化的OMMR系统动力学建模方法;基于该动力学模型,建立车-臂交互作用模型并对其交互作用进行分析。仿真和实验验证了车-臂交互作用模型的正确性,间接证明了所提OMMR系统动力学建模方法的合理性和有效性,为机器人运动规划和运动控制提供了模型数据。

基于具身智能的移动操作机器人系统发展研究

具身智能是新一轮科技革命与产业变革中的战略性技术,是当前世界各国重点竞争的前沿高地之一;移动操作机器人系统因其优秀的运动、规划、执行能力成为具身技术首选的硬件载体;基于具身智能的移动操作机器人系统作为实现跨领域、多场景、多功能的自主具身智能平台,将成为引领未来新一代信息技术和人工智能发展的关键。本文从基于具身智能的移动操作机器人系统发展的需求出发,总结了基于具身智能的移动操作机器人系统的发展现状,分析了该领域发展面临的问题和挑战,提出了涵盖多模态感知技术、世界认知与理解技术、智能自主决策技术、运动与操作联合规划技术等基于具身智能的移动操作机器人系统的共性关键技术。基于此,本文从国家政策倾斜、共性技术突破、交叉学科建设与人才培养、综合验证平台构建等方面提出了对策建议,以期助力具身智能发展浪潮下我国移动操作机器人领域的长足发展。

移动操作机器人运动控制与误差分析实验研究

针对汽车零部件装配线的物料分拣及供给问题,设计并组装了一台移动操作机器人用于实现智能化自动送料。以此移动操作平台为对象,建立了其运动学模型,并以此为依据提出了运动控制策略,分析了输入脉冲与机器人速度及转弯半径之间的关系。利用激光跟踪仪对机器人直线和圆周运动的轨迹进行标定,获取了轨迹误差随速度的变化规律。研究结果表明,通过控制电机的输入脉冲,提出的运动控制策略可以满足在不同场景要求下的移动机器人定位和运行。机器人直线速度与输入脉冲成正比,转向速度与输入脉冲差成正比,转弯半径与输入脉冲和成正比。由轨迹误差与速度的关系,得到机器人的最佳速度为(0.2~0.3)m/s,当运送小型零部件且需要提高运行效率时,可控制直线速度在(0.5~0.7)m/s,为分析运动性能提供了一种解决方法。

基于深度学习的移动操作机器人路径规划与控制

路径规划对于移动机器人的智能化实现至关重要,是机器人核心技术之一,在无人驾驶、移动机器人中应用比较多。传统的路径规划算法包含了全局规划算法以及局部规划算法,这种规划效果受到的地图信息、算法效率以及计算力影响比较大。而深度学习能够让机器人在环境中基于交互试错的方式不断学习,不需要进行额外的数据采集和先验知识作为基础,在连续决策任务场景中应用效果比较好。所以,深度学习在移动机器人研究中发挥着重要作用。本文基于深度学习原理,探究移动操作机器人的路径规划和控制方案,旨在为移动操作机器人的优化设计提供一些思路和经验参考。

轮式移动操作机移动操作过程中的动力学分析

针对由双轮差速驱动自动引导小车和6自由度操作机构成的移动操作机器人,采用NewtonEuler方法,分别建立了操作机和AGV小车的动力学模型,再将两者联系起来,分析移动操作过程中小车的运动对操作机关节力矩的影响以及操作机关节运动对小车受力状态的影响情况,提出了该种移动机器人相对于单个AGV小车和工业机器人操作机,在设计与控制中应满足的条件。给出的动力学模型为该种移动机器人控制提供了依据。

新型移动操作系统测试验证体系研究

移动操作系统是移动智能终端设备的核心部件,目前在移动操作系统领域安卓和iOS占据绝对统治地位。5G+AIoT的万物互联新时代为我国新型移动操作系统的发展提供了契机。从移动操作系统生态中的测试角度,对新型移动操作系统测试验证体系进行研究分析,总结相应的测试内容和测试方法,探讨测试场景,为我国移动操作系统产业的发展提供质量保障。

Android与iOS移动操作系统技术创新模式对比研究

伴随着智能手机设备在世界范围内的普及,智能手机操作系统的技术创新也在不断发展,向着更加智能与便捷的操作系统进行优化改进。安卓与iOS作为目前主流的智能手机移动操作系统,An原droid与iOS移动操作系统技术创新模式对比是一个非常值得研究的课题。对Android与iOS移动操作系统技术创新模式相关进行了简单概述,对Android与iOS移动操作系统技术创新模式对比进行了研究,针对Android与iOS移动操作系统技术创新模式进行了分析。

移动操作臂研究现状和发展方向

阐述了移动操作臂的研究现状和关键技术。移动操作臂在传统轻量高自由度机械臂的基础上结合自主移动平台,极大地扩展了灵活工作空间,提高了工作柔性,更适应复杂的工作环境和工作要求。通过分析几种典型移动操作臂的结构设计和功能指标,探讨了移动操作臂的本体结构设计、运动过程控制、路径规划、移动定位导航以及多移动操作臂协作等关键技术,展望了移动操作臂的发展趋势和应用前景。

面向可避障域的移动操作机运动规划解析方法

针对传统避障运动规划方法求解时间较长且不能保证避障充分性的不足,从移动平台与串联手臂联合避障的角度出发,通过整体自运动分析和障碍分类来求解可避障区域,进而得到一种移动操作机避障运动规划的新方法。对环境模型、障碍物、操作机关节轴线分布的几何特征进行分析,在此基础上结合8自由度轮式移动操作机自运动的特点,建立典型操作环境下障碍物的可回避性判据,利用此判据求解移动平台的可避障区域,进而面向可避障区域完成移动操作机的运动规划。该方法将空间避障对应的三维搜索问题转化为平面解析问题与一维搜索问题的叠加,虽然还不是一种纯解析方法,但较传统的数值优化方法大大减少了计算量,且保证了避障的充分性。试验结果验证了方法的可行性。

具有冗余自由度的移动操作臂逆运动学分析

针对一类具有冗余自由度的移动操作臂,提出了一种逆运动学求解策略,它将操作臂末端的自由度在移动机器人与操作臂各关节间进行了合理分配,并根据该自由度分配方案对移动操作臂系统引入了两个约束条件,在尽量保障了操作臂末端工作空间完整性的同时,极大地方便了逆运动学的求解。最后对加入约束前后的移动操作臂工作空间大小进行了对比分析,并通过实验对所得到的逆运动学求解结果进行了验证。在实验中,利用固定在移动机器人上的CCD摄像机对目标物体进行定位,然后根据目标物体的位姿信息,通过逆运动学分析的结果控制移动操作臂实现了对目标物体的抓取操作。

赛道存储器移动操作的温度模型及控制策略

赛道存储器(racetrack memory,RM)作为一种新型的非易失存储器件,对于未来存储结构设计具备很高的竞争力.RM通过将多个位信息存储在一个条带状的磁材料纳米线上,从而达到很高的存储密度.同时,又能够提供很快的读/写访问速度.为了能够访问RM条带上不同位置的位信息,需要引入一种特有的"移动"操作.然而,研究人员观察到移动操作需要较高驱动电流并产生大量热量,从而引起性能和稳定性的下降,甚至由于温度过高引起存储单元的损坏.现在仍缺乏一个关于RM移动的热力模型来估算运行中的温度.更重要的是,RM急需一个体系结构级的管理策略来避免温度过高带来的稳定性问题.针对这些问题,首先提出了一个热力模型来研究RM使用时温度与设计参数的关系.同时,为了提高RM的稳定性,一种基于"配额制度"的移动操作管理策略被讨论,以保证单位时间内的移动强度被限定在特定阈值下.实验结果表明,该方法能够以3.5%的性能代价将温度升高控制在20℃之内.

基于微分几何的非完整移动操作臂解耦控制

针对在非完整移动操作臂（NMM）系统协调控制中传统解耦线性化方法所带来的局部线性化及近似线性化等问题，采用微分几何方法，通过适当的微分同胚和非线性反馈实现NMM系统多输入多输出非线性解耦控制，将多变量、强耦合、非线性的复杂系统精确转换为线性解耦系统。由NMM系统的状态方程建立其仿射非线性系统模型，并进行解耦条件验证，通过微分几何方法得到NMM的线性解耦系统，同时对解耦后的线性子系统设计PD轨迹跟踪控制器。仿真结果表明该控制器具有良好的跟踪效果，并验证了利用微分几何方法解耦后线性系统的正确性。

粒子群法在非完整移动操作机运动规划中的应用

研究了给定末端点路径条件下非完整轮式移动操作机运动规划问题,提出了基于粒子群法的运动规划方法.将移动操作机的末端点路径离散化.移动操作机从初始位形出发,利用粒子群法来搜索下一个最优位形,直至达到末端点路径终点.选择平台的控制输入矢量作为粒子,使得非完整约束条件自然被满足.在障碍环境下,将具有启发信息的势函数引入粒子的适应度函数,有效地实现了系统的无碰运动.通过计算机仿真验证了该算法的有效性.

全方位移动操作臂运动控制研究

为了提高全方位移动操作臂完成任务的效率,提出了基于绝对定位的适时运动规划与控制策略.首先在全方位移动操作臂的控制结构中用CAN总线技术来提高控制的实时性与控制精度.然后研究了全方位移动操作臂全方位行走与原地转向两种模式的运动控制以及机械臂的运动控制.接着详细研究了运动规划与控制策略,通过超声波绝对定位来适时调整优化全方位移动操作臂完成任务的控制量从而提高完成任务的效率.最后用全方位移动操作臂做了3个实验,两个全方位移动操作臂运动精度实验表明全方位移动操作臂运动精度高;一个控制策略实验表明运动规划与控制策略是正确的.

轮式移动操作机器人的鲁棒跟踪控制器设计

针对轮式移动操作机器人的非完整性和不确定性,为其设计了鲁棒跟踪控制器.即采用分段运动学到动力学方法为移动平台设计动力学跟踪控制器,并分别为移动平台和机械手设计神经网络控制器,利用遗传算法来搜索神经网络的优化权系值,从而补偿平台与机械手间的不确定量.通过Matlab的Simulink以及CMEX文件对所设计的控制器仿真,结果表明此控制器具有较强的鲁棒性.

基于模糊神经网络的移动操作机路径规划方法

针对复杂工作环境下移动操作机路径规划中存在不确定性环境信息、建模困难、分析计算复杂的问题,采用基于遗传模糊神经网络混合智能控制方法,可实现快速的路径规划,并已应用于半已知环境中的可移动操作机的路径规划,该控制器具有较高的学习速度和良好的收敛性.

轮式移动操作机器人的动力学模型

为了揭示移动平台与机械手间的相互耦合作用力,运用牛顿—欧拉方法推导了轮式移动操作机器人的动力学模型,该动力模型具有以下特点:(1)非完整约束被溶入动力学方程中;(2)移动平台和机械手间的耦合作用力在动力学方程中被完全地表达出来。

电厂防误操作智能移动操作票信息系统的设计与实现

国华沧东发电有限责任公司防误操作智能移动操作票信息系统使用互联网+的概念,根据生产现场运行专业工作的实际需要,依托4G智能手机作为信息载体,研究并开发防误操作智能移动操作票APP,通过有效的人机信息交互来满足现场的实际需要,同时完成现有纸质操作票的电子化转变,实现国华沧东发电有限责任公司运行专业操作票的申请、审批、执行、监护、批阅、统计、存档等全过程的信息化管理,使得监护、操作及安监管理人员能够随时审批、浏览操作票,并查看操作票统计等信息内容,同时有效地预防生产现场由于工作人员精简造成的相关人为误操作事件的发生。

移动操作系统体系结构的研究分析

移动操作系统是国际上研发竞争激烈的基础软件。移动操作系统是移动设备中最基本的系统软件,它控制移动设备的所有资源并提供服务和应用程序开发的基础。体系结构设计是研发新移动操作系统最主要的任务。分析主流移动操作系统Andriod、iOS、Symbian、Windows Phone的体系结构,并对体系结构及实现技术的异同进行研究比较,提出自主移动操作系统的技术路线,探讨移动操作系统的发展趋势,为移动操作系统发展提供技术支持和帮助。

电力巡检移动操作机控制系统的分析与设计

为了提高电力巡检移动机器人的实时性和可操作性,介绍一种以嵌入式Linux系统为核心的电力巡检移动操作机控制系统的软硬件体系结构。给出移动操作臂的动态模型,并基于D-H方法和公式法,给出基于该体系结构的具有冗余自由度电力巡检移动操作机逆运动学分析。在实验中,利用固定在移动机器人上的CCD摄像机对目标物体进行定位,然后根据目标物体的位姿信息,通过逆运动学分析的结果控制移动操作臂实现了对目标物体的抓取操作。进一步分析说明了所设计的体系结构的合理性和可行性。