基于 ADAMS 的仿人机器人行走仿真

采用机械系统动力学仿真分析软件 ADAMS 进行建模和动力学仿真,提供机器人三维实体模型、运动学和动力学模型以及动画仿真.采用控制系统专业软件 Matlab 进行机器人控制系统设计,提供控制关节目标轨迹、稳定控制算法并输出驱动力矩.通过 ADAMS/Controls 接口模块建立起 Matlab 与 ADAMS 之间的数据接口.联合仿真方法为实现仿人机器人在线控制奠定了基础     

基于V-REP的机器人仿真实验系统及教学

机器人设计需要采用"设计—仿真—优化"的过程,因此仿真技术是机器人工程专业本科生必须掌握的技能。该文基于V-REP仿真软件设计了一套6自由度通用工业机器人仿真实验系统。首先建立了机器人的V-REP模型,进行系统动力学参数设置,然后与MATLAB的轨迹规划算法进行联合仿真和验证。开展了学生线上实验教学和探索,可替补实验室的现场实验。仿真实验系统可以进行机器人的运动学、动力学和轨迹规划算法的仿真实验,能够提高学生的机器人理论分析和设计能力。     

基于位置的机器人视觉伺服控制

大多数视觉伺服研究中,不考虑机器人的动力学特性,把机器人当作一个理想定位设备.结合机器人的运动学特性和动力学特性,采用基于位置的视觉伺服控制器和常规PD控制器相结合的方法,实现了机器人对目标运动的跟踪.并对一个二连杆视觉伺服系统进行了仿真,仿真结果说明了算法的有效性.     

仿人机器人行走稳定性分析

提出了基于虚拟零力矩点FZMP的在线仿人机器人稳定行走控制方法,以机械系统动力学分析软件ADAMS为基础,建立仿人机器人虚拟样机模型.开发了用于仿人机器人行走仿真的平台,实现了仿人机器人参数化建模,完成了基于虚拟样机技术的仿真.     

不确定机器人自适应鲁棒迭代学习控制研究

针对未知时变参数的不确定性和未知外部干扰的机械手轨迹跟踪问题,提出了一种具有抗扰能力的自适应鲁棒迭代学习控制算法。该算法引入鲁棒项,实现不确定机器人动力学系统鲁棒控制;结合系统模型的不确定性和干扰不重复,对系统进行相关数学理论分析,运用泰勒公式和Lyapunov函数分别进行线性化及稳定性分析;以二连杆机械手为例,基于MATLAB软件进行仿真,结果表明：改进后的算法跟踪效果好,收敛误差速度快。该智能控制算法可实现对不确定机器人系统轨迹精确跟踪,并加快跟踪误差的收敛速度。     

球形全向移动自平衡机器人的建模与控制

球形全向移动自平衡机器人模型源于倒立摆,是一个典型的多变量、非线性、高阶次、强耦合和静态不稳定系统。对传统飞控系统进行改进,提出一套适用于球形全向移动自平衡机器人的串级PID控制设计方法,完成机器人的定点直立与全向移动等控制任务。通过对机器人的IASMP模型分析,确定机器人内部电机控制参数,使用SimMechanics工具箱建立机器人的动力学模型,并在Simulink中设计控制器的仿真模型,对控制算法进行仿真验证。依据仿真模型设计控制器,并在Ballbot机器人上进行实物验证,结果表明,机器人定点直立过程中各方向欧拉角变化均控制在3°以内,机器人全向移动过程实际航向偏差在2°以内,并能自主完成圆周运动。仿真和实物验证结果证明了机器人的直立控制与运动控制的合理性与有效性,并表现出较强的鲁棒性。     

6-DOF仿生机器马模型分析与运动控制

主要对正交六自由度仿生机器马的动力学特性和运动控制进行了研究.首先分析了该机器人的运动学特性;随后以Newton-Euler法为基础,求解出了该并联机构的动力学方程.根据解出加速度法设计了非线性控制器,把机器人转化成一个更易于控制的线性系统,实现了对理论轨迹的跟踪.最后对期望轨迹通过偏差跟踪进行运动控制仿真,从仿真效果可以看出该模型的正确性和控制方法的可行性,为控制方案的制定提供了依据.     

基于DRNG与DLSS拓扑结构的网络模型优化研究

对基于邻近图的主流拓扑控制算法进行了阐述,通过OMNET++软件仿真建模,设计出基于DRNG与DLSS拓扑控制算法的网络模型,仿真并收集分析数据结果,结果表明:改进DLSS算法与DRNG算法都能够实现通信拓扑结构的简化,达到降能的目的;改进DRNG算法比DLSS算法优化的拓扑结构的鲁棒性更好,更适合实际应用推广.同时提出改进和优化的策略.     

水陆空三栖机器人设计与研究北大核心

为适应在多栖环境中的运动,设计了一款三栖机器人。机器人以螺旋机构为主要动力源,以被动轮为陆地行走机构实现三栖运动;基于NSGA-II多目标优化算法,量化机器人整体结构设计指标,完成参数优化模型构建,求解结构参数最优解空间;设计双回路PID控制器和自适应Backsteeping控制器,基于机器人动力学模型完成机器人位置与姿态控制;机器人姿态数据由多传感器姿态融合得到,通过卡尔曼滤波求解最优姿态角。通过实验验证了控制方法和控制器的有效性,实验结果也验证了本文机器人动力学模型的有效性。     

3D打印并联机器人实验平台的设计

以基于4-RPR冗余并联机构的3D打印机器人为研究对象,首先,确定了3D打印机器人并联机构的具体尺寸,对机架进行结构设计,利用Solidworks建立机器人平台的三维模型。其次,将模型导入Adams进行运动学和动力学仿真分析,得出该机构的位移、速度和加速度变化曲线,根据仿真结果,得出关键点受力数据,对电动推杆进行选型。最后,利用Ansys Workbench对机器人实验平台的主要连接件进行有限元仿真,对其进行应力应变分析,保证机器人工作的安全性及稳定性。     

柔性机器人动力学跟踪变阻抗控制

在人与机器人协调的过程中,控制系统不仅要考虑运动轨迹的位置精度,还要考虑人和机器人与环境接触的灵活性和平滑性。针对柔性多关节机器人动力学前馈的方法进行了研究,使得机器人可以快速、准确地移动到指定位置,控制精度高。提出了一种阻抗控制算法,通过调节机器人末端的阻抗来实现机器人的柔顺控制。依靠动力学的控制策略可以通过调整目标阻抗参数使机器人适应环境。通过对算法的有效性进行仿真验证,该算法可以改善大多数柔性串联机器人的运动控制问题,并且不涉及降低性能以适应操作和控制。     

两轮自平衡机器人的滑模控制方法研究

基于拉格朗日函数法建立了机器人的动力模型,并基于滑模控制方法设计了机器人的鲁棒控制器,实现了机器人的平衡、转向和行走等控制任务。滑模控制器是一种鲁棒控制方法,当进入滑模态后,控制能够保证机器人在外力干扰和参数变化等情况下依旧保持控制性能。通过MATLAB和ADAMS联合仿真环境,控制器的控制效果得到了验证,证明了所设计的控制方法是可行的,能够达到所要求的控制性能。     

移动式工业机器人设计的动力学分析

移动式工业机器人的操作臂是一个复杂的动力学系统，它由6个连杆和6个关节组成。具有多个输入和输出，存在着错综复杂的耦合关系和严重的非线性。论文从构造操作臂的雅可比矩阵入手。从系统功能的观点出发。建立机器人动力学方程。分析动力学正反两个方面问题。     

Children’s solving of ‘Tower of Hanoi’ tasks: dynamic testing with the help of a robot

Abstract

The present study investigated the usefulness of a pre-programmed, teleoperated, socially assistive peer robot in dynamic testing of complex problem solving utilising the Tower of Hanoi. The robot, in a ‘Wizard of Oz’ setting, provided instructions and prompts during dynamic testing to children when they had to solve 3?D Tower of Hanoi puzzles. Participants were 37?second grade 8-year-old children, of whom half received graduated prompts training between pre-test and post-test, delivered by the robot, and half did not. It was found that children’s progression in task accuracy varied considerably, depending on whether or not children were trained in solving Tower puzzles. Trained children showed greater progression in the number of Tower problems that they could solve accurately, made considerably fewer steps, although the Tower puzzles increased quickly in difficulty level. The mean completion time of trained children decreased at a slower rate than that of the untrained children, but both groups of children took considerably more time to think and plan ahead before they started the solving process. Only moderate relations with planning behaviour were found. In general, the study revealed that computerised dynamic testing with a robot as assistant has much potential in unveiling children’s potential for learning and their ways of tackling complex problems. The advantages and challenges of using a robot in educational assessment were discussed.     

点焊机器人驱动系统的逆运动学仿真分析

如何确定机器人驱动系统中各轴的运动学与动力学参数是机器人运动学逆解的关键。其传统求解方法需要进行大量的矩阵方程计算,耗时费力,本文以点焊机器人为例给出了一种由ADAMS软件实现的机器人逆运动学求解的仿真分析方法。通过仿真分析,能够便捷地求出各驱动轴的运动曲线,为机器人驱动系统中电机和减速器的选型、系统的运动控制与优化设计提供了依据。     

虚拟现实遥操作机器人系统研究平台的设计策略

提出了基于虚拟现实技术的临场感遥操作机器人系统研究平台的新的设计策略, 简述了其系统的设计框架, 详细描述了其中重要的核心技术. 利用八叉树数据结构构筑虚拟仿真环境的运动学和动力学模型, 采用Delphi OpenGL 3DS MAX对从机器人及其环境进行可视化仿真. 并采用摄像修正法修正虚拟几何模型定位偏差和建模误差. 所实现的研究平台软硬件设备成本低, 主、从机器人(机械手)系统及系统中所有软件均由本课题组设计、研制, 系统性能达到了研究所需要的水平, 为虚拟现实临场感遥操作机器人系统的研究提供了不可缺少的实验床.     

教育机器人资源网站的比较分析及开发建议

目前,随着与教育机器人相关的各项活动的开展,因特网上的教育机器人资源网站也越来越多,这些网站各具特色、各有侧重点。本文试从资源提供者的角度对现有的教育机器人资源网站进行分类,随后对分类后的网站做了比较分析,并在此基础上从网站的信息内容,开发团体,以及与人工智能学科教育资源建设相结合这三个方面对教育机器人资源网站的开发提出了思考。     

Mechanism design of palletizing robot based on translating cam principle

Palletizing robot technology has been applied more and more extensively in logistics automation field.But there are some limitations in the current single-arm palletizing robot that it cannot do effective work in the process of moving back to the taking-end and the mechanical arm has so many freedoms that its control system is relatively complex.Based on the translating cam principle,a novel palletizing robot is designed.The horizontal movement of the palletizing mechanical arm is controlled by changeable outer slides,and the vertical movement is controlled by partitioned up-and-down spindles.To improve palletizing efficiency,the single palletizing mechanical arm is changed into multi-arm.Moreover,to improve its kinematic properties,the acceleration operating performance,joint driving force and palletizing trajectory are optimized through the multi-objective delaminating sequence method.According to the optimization results,the 3D model of the multi-arm palletizing robot is built in Pro/E,and the kinematic simulation is made.The simulation results show that the novel mechanism and optimization parameters are rational and feasible.This novel palletizing robot has the advantages of cam mechanism,so it simplifies the driving mode of palletizing movement and can lower the requirements for controlling system.At the same time,it can increase palletizing efficiency further by adding mechanical arms.