双连杆柔性机械臂的模糊PID参数自调整控制

对双连杆柔性机械臂动力学非线性控制问题进行了分析。针对研究对象强非线性和强耦合性的特点,提出了一种具有自适应特点的PID参数模糊自调整控制方案。仿真研究表明,采用该控制方案的柔性臂系统能有效抑制弹性振动,并具有较高的跟踪精度和较强的实时性、鲁棒性。     

柔性臂结构和控制系统设计

由于柔性臂质量轻,结构紧凑,所以成为机器人研究的重点内容。传统的机器人有诸多缺点,如功耗高、基座较重以及臂杆较短等,对于日益增长自动化生产市场需求远远不能够满足。所以,柔性臂机器人克服了传统机器人的缺点,满足高速、轻质的要求。但是柔性臂机器人也存在缺点,如振动以及弯曲形变等。本文主要介绍了柔性臂机器人控制难点,通过结构设计来避免振动以及形变等不利因素,同时描述了柔性臂的运动状态,在建模仿真的条件下得出施加了控制系统之后在很大程度上使得末端执行器的定位精度大大提高。     

柔性臂结构和控制系统设计

本文通过运用柔性臂动力学及控制理论,对柔性臂与控制系统的参数耦合进行分析,并构建了柔性臂的动力学方程及传递函数模型,利用Ritz法求系统的振型函数与频率,最后建立了柔性臂状态空间耦合模型,得出机械结构与控制系统之间的相互耦合性是比较强的,我们应当对机械结构与控制系统进行耦合建模与一体化设计,从而满足当今对机电系统的高性能要求。     

柔性机械臂设计与分析

本文以机器人机构学为理论基础,通过对机械臂的运动学方程进行计算分析,获取机械臂末端的位置方程、姿态方程,最后采用三位制图软件来进行柔性机械臂的运动仿真,探究柔性机械臂位移和加速随时间的变化规律,以期为柔性机械臂设计与分析提供一定的研究意义。     

伺服驱动下基于云计算的柔性机械臂避碰方法研究

伺服驱动下机械臂运动规划是整个机械臂系统中关键构成部分。为确保机械臂在运动过程中双臂得到约束并快速达到目标位置,文中提出基于云计算的柔性机械臂挠性补偿避碰方法。在云计算环境下,运用确定运动刚体姿势参数当作坐标变量,广义空间内包含六维空间,三维代表刚体位置,另三维代表姿态,同时将特定姿势变换为空间中定点;云计算下通过划分空间后使未被障碍物占据的自由自空间成为机械臂规划空间。利用拉格朗日理论建立动力学模型,在该模型基础上求解出机械臂关节力矩。上述力矩对机械臂杆实现补偿,使挠性补偿至D-H参数中,矫正柔性机械臂运动学解,将逆运动学解当作运动目标节点;运动规划中,将关节力矩与电机力矩对比,确定节点在规划路径上,从而完成机械臂避碰规划过程。实验证明,所提方法可有效控制机械臂避碰。     

基于ANSYSWORKBENCH的带电作业机械臂模态探究

在带电作业姿态下,机械臂是配电网作业机械的主要执行者,机械臂的性能直接决定了机器人工作质量与效率,开展工作的可靠性等。本文借助Pro软件或Engineer软件,建设了在两种典型位姿下机械臂的实体模型,运用ANSYSWORKBENCH软件,设定为预荷载状况,对不同位姿下结构静力学的特性,其模态特征等开展分析。在模态分析结果基础上,实施动力学前馈补偿,自主控制机械臂的振动,抑制其工作过程内的振动现象,确保工作开展效率与质量。     

柔性关节机械臂刚度的研究

随着科学技术的不断发展,柔性关节机械臂在我国各领域的应用范围也在不断扩大,而质量轻、体积小、能耗低等优点则是其快速发展的落脚点所在,为此本文就柔性关节机械臂刚度展开了具体研究,希望这一研究内容能够柔性关节机械臂的刚度优化带来一定启发。具备质量轻、体积小、能耗低等优点。     

一种新型的桌面级机械臂

正机械臂是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的多自由度自动化装置,其研究一直备受关注,桌面级机械臂致力于减小机械臂的尺寸,具有较高的实用前景。通过对四杆机械臂的运动学分析,本文在建立相应的数学模型的同时设计对应的机械结构,使用Labview做上位机对模型的相关变量进行控制,再经由Arduino板做下位机控制舵机,实现基于上位机模拟解算,下位机驱动控制的四自由度机械臂,并增添了双模式,模拟姿态等多个模块化设计。最后通过实验证明该机械臂能有效的克服机械臂系统的各种干扰因素。结构设计合理,控制准确,实现了低成本,多功能的机械臂控制。     

基于扰动思维的无传感器非接触式的机械臂碰撞估测

针对当前解决机器人机械臂在狭小空间碰撞问题的过程,非接触过程都是基于视觉传感智能判断,大幅增加了成本,提出一种基于无传感非接触式的机械臂碰撞估测及轨迹控制方法。将正常运行的机械臂发生的碰撞事件看作一种扰动,通过估测的力矩是否满足预设条件来判断碰撞是否发生,利用PID控制律对机械臂的各个关节进行控制,这样,复杂的空间动力学问题就能够转换为对机械臂关节的二阶线性系统的控制问题,使机械臂躲避碰撞事故。经实验与分析结果表明,改进方法在无传感器非接触式机械臂轨迹控制方面的优势,能够使无传感器非接触式机械臂远离碰撞事故,从而保护了机器人的安全运行。     

机械结构强度和振动

此项研究是我国“六五”期间基础研究重点项目之一,是根据我国近期及中长期国民经济发展需要提出的。分机械结构强度和机械结构振动与噪声两个方面。在机械强度方面有机械结构连接区及开孔处的应力分析、机械结构中的热弹塑性及柔性件刚度分析和疲劳设计理论在典型机械结构中的应用及分析等三个课题，在机械结构振动与噪声方面有机械结构动态响应分析及实验研究、振动的控制及载荷谱的识别和噪声源发声机理、传播及控制等三个课题。承担单位有清华大学、西安交通大学、上海交通大学、浙江大学及郑州机械研究所。先后共有174人参加了研究工作,其中中高级人员82人。三年来在国家科学基金资助下,取得了不少可喜的成果,主要有以下几个方面。     

基于神经网络训练的仿生机械臂控制系统

为了满足人手的灵活和机械臂在空间的稳定运动,本文借助蓝牙模块的串口通信设计实现了一款双遥控的远程机械手臂。利用传感手套捕捉手的动作,在收集足够的数据之后,通过神经网络反向传播算法多次训练参数可以更高精度地模拟手的灵活动作。另一方面,为了保证手在空间坐标系的位置,通过电位器的输出变化实现直接控制机械臂旋转角度,避免因为手臂的抖动影响工作的实验精度。最后通过样机制作以及实验检验此方案的可行性。     

冗余度机械臂末端执行器误差补偿

基于雅克比矩阵的伪逆解,提出了一种补偿冗余度机械臂关节角从而达到补偿机械臂位姿误差的方法。利用雅克比矩阵的伪逆解计算关节角增量,通过循环算法把末端位姿误差控制在要求精度范围内。     

基于图像识别的仿生柔性抓取装置

为突破传统装置的束缚,极大扩展抓取装置的利用价值,本文在传统机械臂目标抓取的基础上,改进了一种新的仿生抓取装置。通过Arduino对舵机和步进的精确控制,实现了对目标的准确定位,对仿生柔性抓手的创新,提高抓取物体的牢固性和稳定性,经过多次实验测试,对目标的搜索识别、定位、抓取等功能精确可靠,具有较好的稳定实用性。     

空间站机械臂转位控制与振动抑制研究

随着人类对太空探索的深入,空间站已经成为支撑人类继续走向更广阔空间的立脚石。作为人类历史上规模最大、结构最复杂和技术含量最高的航天器,空间站不仅是高科技的结晶,更是承载人类太空探索事业的工具。而机械臂作为空间站的一个重要的机械系统,其操控稳定性及准确性对空间站的功能影响很大。本文主要对机械臂的转位控制及其振动抑制进行了研究。     

变压器线圈套装用混联机械臂的设计与分析

本文设计了一种用于变压器线圈套装的混联机械臂,采用基于四杆及五杆机构的混联结构,显著扩大机械臂的工作空间,通过支撑杆件的作用提高机械臂的额定负载,改善劳动条件,提高变压器生产的自动化水平。对关键部件进行模态分析,避免振动危害。     

朱秋国:追梦机器人

专家简介：朱秋国,浙江大学控制科学与工程学院、工业控制技术国家重点实验室、智能系统与控制研究所讲师与硕士生导师,2017年IDC Robocon国际机器人大赛执行主席,IET（工程技术学会）会员。主要从事仿人机器人、腿足跑跳机器人、柔性机械臂、以及康复外骨骼等研究。     

基于机器视觉的移动机械臂控制分析

移动机械臂的控制,主要需要解决目标物位置信息获取问题。基于这种认识,本文对基于机器视觉的移动机械臂系统展开了分析,通过分析系统硬件和软件设计问题对机械臂控制功能的实现进行了探讨,从而为关注这一话题的人们提供参考。     

基于Leap Motion的机械臂手势控制研究

本文提出了一种新颖的可通过手势控制的机械臂控制系统软硬件实现方案。使用体感控制器Leap Motion采集手部信息,通过SDK接口在PC机上对信息进行处理,将指令主数据发送给uarm控制器,完成机械臂的运动。实现了对机械臂的灵活高精度控制。系统测试证明,Leap Motion设备提取的特征总体识别程度高、效果好,机械臂定位速度快、定位精度高。     

机械手采摘黄瓜的振动研究

为了研究机械手采摘黄瓜后移动到采摘筐过程中黄瓜的振动情况,用proe建立采摘黄瓜机器人的简化三维模型,然后导入Adams仿真软件中将黄瓜进行柔性化处理,并且用不同的加速度和黄瓜质量进行仿真分析,最后通过选取10组不同的华南型黄瓜在一维数控滑台上进行实验,用WK10控制软件控制机械臂的加速度,并通过位移传感器记录黄瓜的振动情况。通过比较验证得出用Adams仿真软件可以较精确的反映黄瓜的振动情况。加速度是影响黄瓜的主要因素,且加速度越大黄瓜的振幅越大。     

碳纤维臂杆变形对关节臂测量机精度影响分析

柔性关节坐标测量机多采用碳纤维杆来制造臂杆,本文以3K丝束的T300碳纤维杆材为研究对象,在对碳纤维管性能实测实验的基础上,完成了关节臂测量机三种极限位姿条件下的三维建模和仿真,系统分析了臂杆的弹性变形对关节臂测量机精度的影响。