基于Web与V-REP的机器人远程控制虚拟仿真平台

设计并开发了基于Web与V-REP的机器人远程控制虚拟仿真平台。该平台整体设计框架包括Web浏览器层(客户端)、服务器层、仿真环境层(机器人端)三个层次,采用JavaWeb和MVC设计模式开发Web应用,利用V-REP远程API和Python编程实现机器人控制服务器和图像服务器。操作者通过Web浏览器即可完成对V-REP中仿真机器人的控制,同时相应图像信息传输至Web浏览器,从而实现基于Web的机器人远程交互控制。该虚拟仿真平台对于机器人控制相关的实践教学有着重要意义。

新型四足并联军用机器人步态控制算法及仿真

在多关节步行机器人控制策略中,全部采用中央模式(CPG)网络进行控制的方法具有参数繁多、网络结构复杂的特点;机器人的工作环境通常多变且复杂,对机器人的灵活性和抗干扰能力提出了更高的要求,故仅采用单一的控制模式很难满足上述需求。针对上述问题,在机器人控制上把基于CPG的控制方法和基于虚拟模型的控制方法进行综合,对单腿为3-UPS机构的四足并联军用机器人设计了一种新型步态控制算法,用CPG完成机器人的基础步态,完成输入输出之间的非线性振荡器网络模型的搭建,并将模型的输出与关节电机的驱动力矩构成映射关系;再用虚拟模型生成行走时保持机器人平稳姿态所需要的足端虚拟力,并将足端虚拟力映射为关节驱动力矩。通过V-REP与MATLAB软件对该步态控制算法进行联合仿真实验。仿真结果表明:所提出的步态控制算法有效;新算法的优势在于简化控制网络的同时还能保证机器人在行走过程中拥有较强的灵活性和抗干扰能力,这种新型控制模式为四足并联军用机器人的步态控制提供了新的思路与方法。

蛇形机器人蜿蜒运动性能的仿真研究

基于用V-REP仿真软件建立的蛇形机器人动力学模型,对蛇形机器人的蜿蜒运动性能进行了研究。首先通过蛇形曲线控制蛇形机器人实现蜿蜒运动,对关节角度和力矩情况进行了分析,其次通过变化蛇形曲线公式中的起始弯角、体内形成波个数、弧长变化率来观察分析这些参数对蛇形机器人蜿蜒运动性能的影响,最后研究分析了蛇形机器人蜿蜒运动的爬坡、转弯性能,得出了对实现蛇形机器人的实用化有理论、技术意义的结论。

基于Canfield型关节的蛇形机器人运动仿真研究

应用虚拟机器人实验平台(V-REP)构建了一种基于Canfield关节型的运动机构,通过动力学仿真添加关节角度约束对其运动空间轨迹进行了观察与分析。利用该Canfield型机构作为关节模块组建成了蛇形机器人,并对该类蛇形机器人关节运动生成的蜿蜒、转弯和伸缩步态进行了实验研究和分析,为该类蛇形机器人设计提供了可行性。

基于Python的UR10机械臂可视化仿真平台设计

本文以UR10工业机械臂为模型,通过Python语言编写的操控软件将UR10机械臂和V-REP EDU仿真平台结合起来,以实现UR10可视化仿真,并进行了仿真交互验证。结果表明,该仿真平台精度达标,延迟率低,对同类机械臂的研究具有很大的借鉴和参考价值。

水下自主作业机械臂轨迹规划与抓取仿真

水下自主作业机械臂通常搭载到自主式水下潜航器或水下无人驾驶运载器上,主要功能为根据目标物位置执行抓取任务,而机械臂末端机械臂与抓取控制方法是其功能实现的关键技术。本文借助V-REP平台,设计轨迹规划与抓取算法,通过仿真实验进行了机械臂轨迹规划与抓取算法的效果验证。

脉搏诊断机器人力反馈式位置跟随控制与仿真

脉搏诊断过程中手臂的轻微晃动会造成脉搏位置点发生变化,影响脉搏信息获取的准确性。控制机器人带动脉搏传感器跟随脉搏点运动,并保持传感器中心与脉搏点接触,这对获取准确的脉搏信息至关重要。因此,提出一种基于压力反馈的跟随控制策略,采用安全性较高的协作式臂型机器人对人体脉搏进行诊断,并在V-REP仿真软件中进行实验。实验结果表明,基于该控制策略的机器人可在2s内调整传感器中心接触到脉搏点,控制策略可行,为下一步搭建实物建立了理论基础。

改进模糊算法的六足机器人自主导航研究

六足机器人具备良好的地形适应能力来应对复杂的不平展路面,在遇到可跨越障碍物时可选择越障,而遇到不可跨越的障碍物则选择避障。将基于腿部运动学分析和足端轨迹规划得出的六足机器人越障最大高度作为是否越障的重要参考。针对六足机器人在复杂情况下的自主导航问题,设计出基于改进模糊算法的控制系统。该控制系统使用单个超声波传感器转动测距获取距离信息,双目摄像头获取航向环境高度信息,GPS传感器和电子罗盘获取位置信息,并结合六足机器人较强的越障能力,通过预设的模糊控制器,实现自主导航。六足机器人通过V-REP平台实现运动仿真,仿真结果证明,相较于传统模糊控制算法,结合六足机器人越障能力的改进模糊控制算法,在仿真环境中行进时间缩短11,457s,能够有效的缩短行走路径并准确地到达目标点,验证了此改进模糊算法的可行性和实用性。