机器人的力控制和顺应控制研究进展

机器人力控制和顺应控制是机器人学研究的一个重要领域,对于提高机器人的性能,增强机器人的适应性,扩大应用范围具有十分重要的意义.本文对近年来国内外关于机器人力控制和顺应控制方面的研究情况进行了综述,着重讨论环境约束下的机器人的力与位置混合控制,阻抗控制,刚度控制,阻尼控制,主动式顺应控制。被动式顺应控制(柔顺手腕),主动式柔顺手腕控制和机器人的自适应力控制.介绍了将人工神经元网络用于机器人力与位置控制的研究动态,最后指出了机器人力控制和顺应控制研究中存在的问题和研究方向.

灰色预测在机器人力顺应控制中的应用

大部分机器人控制系统都存在时延性,而过长的时延势必对机器人力顺应控制产生不利的影响,利用灰色系统预测模型对机器人末端受到的力进行预测,提前将其输入到阻抗控制器中,驱动机器人提前响应,降低控制回路纯时延对系统实时性的影响。机器人试验平台是FANUCLRMate200ic六自由度工业机器人,采用在线预更新JOB的方法实现机器人的连续运动控制,造成控制系统存在较大的时延,所以需要对其受力进行多步预测才能达到预期的效果。试验表明,灰色预测模型将系统纯时延造成的位置误差降低到不加预测时的43.11%。

基于顺应性跟踪控制的工业机器人直接示教系统

研究了机器人直接示教问题,开发了St(a|¨)ubli TX90工业机器人的直接示教系统。该系统采用一种基于速度调节的顺应性跟踪控制方法,因而能够通过力控制器调节机械臂末端执行器参考速度,实现机械臂对牵引力的顺应性跟踪;同时定周期采集并存储机械臂运动轨迹,通过Douglas-Peucker矢量数据压缩算法去除冗余轨迹点,生成示教轨迹。基于VAL3机器人语言编写了直接示教程序模块,并嵌入St(a|¨)ubli工业机器人示教系统。最后,通过试验验证了所设计直接示教系统的有效性。

锻压操作机大范围顺应运动的动力学行为分析

主要研究平动式锻压操作机在拔长初期夹持短粗锻件大范围顺应运动时的动力学行为。使用拉格朗日方法建立锻压操作机顺应运动过程中的动力学模型,建模中计入大范围运动引起的构型变化与非线性刚度效应。研究操作机的主要设计参数对操作机夹钳受力性能的影响,其中包括操作机夹钳质量,竖直缓冲缸蓄能器气囊初始高度与阻尼孔面积。计算结果表明,操作机的竖向受力随着竖直缓冲缸蓄能器气囊初始高度增加而减小。竖向缓冲缸阻尼孔只在有限的范围内才起作用,在此范围内操作机的竖向受力随着阻尼孔的增大而减小。由于操作机机构构型的耦合性,操作机竖向缓冲的设计参数对操作机水平受力也有相似的影响,但是影响程度有限。而操作机两个方向受力均随着夹钳质量的增大略有增大。

面向微创外科手术机械臂的主动力摆位控制策略

为了实现微创外科手术机器人的主动手术姿态调整,针对微创手术机械臂的RCM机构特点以及主被动关节相结合的摆位方式,本文提出了基于关节力矩的虚拟工具控制算法以实现操作者与手术机械臂之间的力交互过程。该算法以在关节处安装力矩传感器的方式进行交互力的采集,并结合采样数据提出了一套完整的重力矩补偿方法。根据关节处的受力情况,力控制模型能够实时调整模型参数以响应主动力摆位不同阶段的动态要求。在自行研制的微创外科手术机器人样机上进行相关的实验验证,实验结果表明:各关节的重力矩补偿模型效果明显,基于关节力矩的虚拟工具模型能够实现柔顺自然的人机交互过程,并具有较高的可控性和稳定性,可以较好地完成微创外科手术机械臂的手术位姿调整。

基于神经网络的机器人阻抗控制研究

基于神经网络非线性补偿器原理,本文提出了一种机器人新型顺应控制方案,外力信号通过一个二阶阻抗模型来修正期望输入,神经网络非线性补偿器用于补偿机器人有界干扰和未建模动态,提出了机器人模型学习方案,仿真结果证明了学习过程的有效性以及顺应控制的渐近稳定性。

机器人化装配作业控制方法研究进展

本文详细地分析了装配机器人结构及其工作原理，总结了机器人顺应控制的实现问题，分析和比较各种实现方案的利弊，最后指出了装配机器人的努力方向。

机器人刚度控制及实验研究

本文采用腕力传感器构成力反馈，并用刚度控制策略，在五自由度机械手Movemaster－EX上实现了垂直方向、水平方向和任意斜方向的插轴入孔装配作业。

操作器力和位置混合控制——算法与系统行为分析

本文首先回顾了力控制技术的发展,对在操作空间一级实现力和位置混合控制的算法做了说明。着重分析了在约束空间中系统的动、静态行为。指出了环境刚度对主动力控制系统动态行为的影响,以及关节摩擦对力控制精度的影响。

第二语言学习者产出性词汇发展的理论模式

研究外语课堂环境下产出性词汇的发展,旨在评估课堂教学对学习者产出性知识发展的影响,并在此基础上来制定词汇大纲将更符合实际情况,同时对词汇习得的心理机制有更全面的认识。除了对词汇教学以启示外,还将激发更多相关研究:无论是充实解释性的理论,还是从事实证性研究,以进一步确定影响二语词汇能力发展的内外因素。

台达“智能生产 可视管理 ”工业节能解决方案——首次携SCARA工业机器人，参展中国工博会

台达集团以“智能生产可视管理”为主题，在2014年中国国际工业博览会上，首次展出台达SCARA工业机器人，不但速度、精度、线性度和垂直度性能优越，且具免感知器的顺应控制机能，可提升工业产线生产效益；台达智慧监控与可视化管理系统（iPEMS），可为用户提供完整的一体化运行管理和应急指挥平台；并以打造智能工厂为核心，展示台达高效节能的系统解决方案。