六自由度机器人综合创新实验

以自动化制造实验系统中的六自由度机器人为研究对象,开发了六自由度机器人创新实验技术.在分析机器人传动系统结构和各关节之间联动关系的基础上,介绍了运动控制器的使用方法,重点阐述了机器人控制源程序的开发技术.实践证明,所开发的机器人创新实验技术对于学生完成该创新实验具有良好的指导作用.     

并联机器人的模糊滑模跟踪控制研究

本文针对以交流伺服电机驱动的少自由度并联机器人,设计了一种模糊滑模跟踪控制律.仿真结果表明,该算法解决了传统变结构控制在数字实现时的抖振问题,且对系统参数变化不敏感,具有良好的跟踪性能,实现了对该并联机器人机构的高精度实时控制.     

捡乒乓球机器人系统关键技术的探索与实践

论述了捡乒乓球机器人的应用场景,确定了捡乒乓球机器人系统的总体设计方案,拟定了机器人工作流程。通过对捡乒乓球机器人关键技术进行研究,提出了基于彩色图像RGB颜色分量差值的二值化乒乓球特征快速提取方法。通过增加2个辅助乒乓球靶标,采用单目视觉系统实现了机器人平面空间内的定位及过程控制,保证六自由度机器人能够正确捡起乒乓球。最后,通过实验验证了机器人系统及其算法的有效性。     

二自由度扭转系统的线性二次型最优控制

以加拿大Quanser公司提供的二自由度扭转系统为控制对象,首先基于拉格朗日方程对整个系统进行数学建模,然后应用线性二次型最优控制策略(LQR)设计了系统的控制器,并在Matlab/Siumlink/WinCon 环境下进行了系统仿真和实际控制.实验表明,LQR控制策略能够良好地应用于二自由度扭转系统,并有较好的控制效果.     

水下机器人深度控制研究

实现PID控制器在水下机器人中的应用。提出水下机器人六自由度空间运动模型;借助SIMULINK平台,设计PID控制器对水下机器人深度控制进行仿真;将控制算法写入实际控制系统中,并在仿真控制参数的基础上微调,实现水下机器人深度控制。     

简易人形机器人设计

根据人体的形态特征和仿生学原理,设计接近于人体尺寸比例的机器人结构,并应用自由度最少的原则设计了符合机器人功能要求的自由度配置方案,设计了一个舵机的驱动器,可以与上位机进行通信,实现对人形机器人的控制,该驱动器可以把上位机发送的指令转换成控制舵机的信号.实验证明：人形机器人能够完成相应的动作,实现机器人的舞蹈演示.     

主从式远程康复机器人系统中力反馈的实现

设计了一种力觉辅助主从式远程康复训练机器人系统,该系统由主机械臂和从机械臂构成,二者通过Internet网络相连.治疗师在医院操纵主机械臂,远地从机械臂跟踪治疗师的运动,可以使患者在家或社区康复中心进行康复训练.从机械臂及其控制器用于引导患肢关节进行安全准确地伸展和运动.主机械臂及其控制器用于远程控制和监测患者的训练过程,并对输出数据进行分析,评估训练效果.基于二端口理论和电路等小阻抗模型,设计了力反馈-位置型的控制结构来实现力反馈,使治疗师可以及时感知到患者训练过程中与机械臂的交互力.在此基础上,建立了一套单自由度远程康复训练机器人系统,对一名健康男性进行了实验研究,结果表明治疗师可以通过操纵主机械臂引导实验对象训练并感受到实验对象与从机器人的交互力信息.与传统的康复方法相比,该方式无论对于医生和患者都更为经济方便.     

空间机器人关节空间轨迹跟踪的补偿学习控制

讨论了具有不确定性的漂浮基空间机器人系统的控制问题.在载体位置不控、姿态受控情况下,结合系统动量守恒关系对系统进行了运动学、动力学的分析,得到了漂浮基空间机器人的系统动力学方程.由系统的闭环动态误差方程,设计了漂浮基空间机器人的控制方案,提出了一种补偿学习控制方法,给出了漂浮基空间机器人系统的数值仿真,验证了该方法的有效性.     

开放式4自由度教学机器人设计与开发

为适应机械电子工程专业教学的需要,设计开发了具有开放式结构的4自由度教学机器人。机器人由4自由度机械手、PC机、伺服驱动系统和运动控制器4大部分组成。采用交流伺服驱动系统的关节驱动方式,设计了结构精巧的关节传动机构。利用DMC运动控制器,搭建了基于PC机的机器人开放式控制系统硬件结构。控制软件采用V isual C++6.0平台开发,人机交互界面友好,并且具有自动操作、示教再现和仿真模拟功能。整机试验测试表明:设计开发的4自由度机器人结构设计合理,重复定位精度为±2.5 mm,控制系统工作稳定可靠,能够满足教学工作的需要。     

六自由度运动的非接触式测量系统的研究

利用非接触式六自由度测量系统,测量了多种模型的运动情况,并对模型六自由度运动的测量方法进行了研究.该系统运用照相系统对安置在模型上的红外线光源进行测量,得出模型的六自由度运动情况.该方法避免了由于接触而产生的误差,测量结果精准,结果令人满意.