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《操作机器人动力学》和《操作机器人控制》

南斯拉夫学者M. Vukobratovic正在主持编写一套题为《机器人学的科学基础》(Scientific Funda-mentals of Robotics)的丛书,第一册为《操作机器人动力学》(简称《力学》),第二册为《操  (本文共1页) 阅读全文>>

北京理工大学
北京理工大学

复杂外部环境下网络化遥操作机器人先进控制研究:一种切换控制方法

网络化遥操作机器人因其能够代替人类进行危险、恶劣环境作业,在航天、军事、医疗、灾难救援、核能材料处理等领域有着广泛的应用前景。然而,通信网络的引入,加之机器人系统本身及其作业环境的复杂性,给其控制带来了相当的影响。在过去的半个多世纪中,针对遥操作系统控制已取得一系列研究成果,发展了包括基于无源性理论、基于输入到状态/输入到输出稳定(ISS/IOS)的小增益定理等在内的多种控制方法。但是,这些方法在应用于网络化遥操作系统控制时仍然面临着不同程度的局限性。因此,寻找新的有效先进控制方法是遥操作系统研究中一个重要课题。对此,在国家杰出青年科学基金项目“多源信息复杂系统控制基础理论与方法”(61225015)和北京市自然科学基金重点项目“脊柱微创手术网络化遥操作机器人的基础问题与关键技术”(4161001)资助下,本文讨论了复杂网络及外部环境下遥操作系统若干控制设计问题。论文从控制实施便捷性、分析方法通用性、性能提升三个方面进行考虑,基...  (本文共276页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

并联微纳操作机器人标定与实验研究

微纳操作机器人是指运动位移在微米量级、分辨率和定位精度在亚微米级至纳米级的一类新型操作机器人,在精细操作和精密定位领域,如精密制造、微机电系统装配、生物医学、光学定位、精密测量等,都具有广阔的应用前景。微纳操作机器人最重要的性能指标之一就是其运动精度,为了提高机器人精度,需要从建模、标定、控制等各个方面对其展开研究。本文针对以上这些问题,建立了并联微纳操作机器人的运动学、静力学和动力学模型,提出了微纳操作机器人无量纲化的误差模型和全参数标定方法,并分别对机器人开、闭环控制方法进行了研究,并在此基础上进行了样机实验研究。本文的主要内容如下:1)针对微纳操作机器人为并联机构和柔性机构二者结合体的特点,分别建立了并联机构的运动学模型和柔性机构的静力学模型,通过定义相对刚度矩阵建立了包含位移输入-输出和驱动力-输出关系的综合输入-输出关系模型,完整描述压电陶瓷位移与末端位姿之间的关系;2)提出了微纳操作机器人工作空间的两类约束条件,分别...  (本文共167页) 本文目录 | 阅读全文>>

华北电力大学(北京)
华北电力大学(北京)

网络环境下的遥操作机器人系统建模及无源控制方法研究

Internet的迅速发展推动了计算机网络领域和机器人领域的融合,使网络技术和远程控制技术的结合成为必然趋势。通过建立跨地域的连接,Internet环境下的机器人已开辟出新的应用领域,主要包括:远程治疗,远程监控、分布式作业、基于网络的协同工作、智能家居等。与局域网和专网不同,Internet的开放性意味其网络性能更具有动态可变性,所提供的网络服务质量更不具有保证性,因此,Internet环境下的遥操作机器人系统将更多地受到网络延时、延时抖动、丢包和链路可用带宽资源可获性的影响,这些网络性能参数既受网络技术体制的影响,也受网络负载变化的影响,具有较大的不确定性。这些因素直接影响遥操作机器人系统的稳定性和透明度,限制了遥操作机器人系统在Internet环境下的发展。本文从网络体系本身及控制领域出发,研究Internet网络的特性,尤其是网络时延的规律,并通过统计分析进行建模以及模型预测,在此基础上进一步与先进控制策略相结合,确保在...  (本文共132页) 本文目录 | 阅读全文>>

河北工业大学
河北工业大学

医疗机器人主操作臂多体动力学特性研究

医疗机器人是工业机器人技术发展的重要方向之一。本论文提出了基于多体动力学理论的医疗机器人主操作臂设计方案,并对主操作臂进行了结构设计,建立了主操作臂的运动学模型和动力学模型,开发了医疗机器人主从操作臂的控制系统软件。本文的工作主要集中在以下几个方面:(1)提出了两套关于主操作臂研究的技术路线,经过对二者的分析对比,最终采用了首先建立物理模型和运动学模型,然后引入多体动力学理论,再对模型进行改进的技术路线。(2)对天津大学研制的显微外科手术机器人系统MicroHand和美国Sensable Technologies公司生产的PHANToM Desktop力反馈操作器进行了结构分析,设计了符合本课题整体要求的医疗机器人主操作臂结构,并通过Pro/E软件建立了主操作臂的三维实体模型。(3)对所设计的主操作臂三维模型进行了结构简化,通过D-H方法推导了主操作臂的运动学方程,建立了主操作臂的运动控制数学模型。基于Microsoft Win...  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
吉林大学

有力觉及视觉临场感的遥操作机器人系统研究

具有临场感的遥操作系统可以在人难以靠近的高温、高压、强辐射、窒息等极限环境下进行复杂的作业。借助于遥操作系统提供的力觉、视觉临场感,可以使操作者真实地感受到机器人与被操作物体以及环境的相互作用,可以提高遥操纵作业的作业质量与作业速度。所以进行“具有临场感遥操作机器人的研究”具有十分重要的意义。本文结合国家自然科学基金资助项目“遥操纵6自由度液压并联机械手的力觉双向伺服控制”(编号:50475011)及教育部优秀青年教师基金项目“具有力觉反馈的远距离操纵工程机器人研究”,在广泛调研国内外临场感遥操作机器人的基础上,建成一个具有力觉和视觉临场感的主-从式遥操作机器人系统。该系统的主手采用自主研制的两自由度液压驱动异构力反馈操纵杆,克服了传统的电机驱动主手刚度过小,力反馈效果不明显等缺点,在国内的力反馈操纵杆研究领域迈出了开创性的一步。针对力反馈操纵杆采用液压驱动,操作者在正常情况下无法直接扳动该操纵手柄这一特点,在综合比较分析传统的...  (本文共150页) 本文目录 | 阅读全文>>