关键词： 竞赛   人形机器人   教育培训机构   暑假期间   绿色能源   智能   家长   湖南   航模   费用   创意   长沙  

摘要： 创意航模班、人形机器人班、绿色能源班、智能之星班……暑假期间,一些机器人教育培训机构纷纷推出机器人暑假班.记者在湖南长沙一些培训机构看到,尽管费用高昂,但带领孩子报名的家长并不少.

关键词： 线上移动机器人   动力学模型   神经网络   实验平台  

摘要： 一种杂技表演项目“软钢丝”经过世界各国杂技表演艺术家们的不懈努力,最终在视觉效果上征服了观众。本文的目的是通过线上移动自平衡机器人的柔性建模与控制器设计,探索人类“软钢丝”表演的规律,以此为理论指导设计一套柔性钢丝实验平台,并以前人的物理样机为基础重新设计控制器从而进行柔性钢丝条件下的仿真和实验。 首先,本文应用阿沛尔方程和罗斯方程这两种不同的动力学建模方法,对前人建立的动力学模型进行验证。接着,鉴于该模型是一种简化模型,为了避免建模的不精确,本文基于模型设计了一种滑模自适应智能控制器,该控制器是以RBF神经网络为基础的。通过基于MATLAB的计算机仿真实验,验证了该控制器不仅具有很强的自适应能力,而且对外界环境产生的干扰具有一定的抵抗能力。在此基础上,本文提出了一种可以将钢丝的柔性因素定量采集并加入机器人模型的方法,并采用阿沛尔方程建立了更加精确的动力学模型。为了避免控制器参数的试凑,本文仍然使用神经网络滑模自适应控制器对线上移动自平衡机器人实施控制。仿真的结果显示,该智能控制器对于柔性条件下的机器人仍然有效,且控制效果优于前人研究的基于部分反馈线性化的控制方法。最后,设计装配了一套柔性钢丝实验平台,用于完成实验。该实验平台的机械结构是基于SolidWorks软件绘图并加工的零件装配而成的;其测控系统的主要结构是控制器为C8051F040单片机,目的是处理数据较快,加上光电编码器和拉力传感器,配以自主设计、生产并焊接的电路板作为接口电路;上位机的数据接收及观测界面是使用一种面向对象语言C#编写的。本文使用该平台和一种线上机器人进行了静态平衡的联合实验,并在一定条件下获得成功。 本文从建模、控制器设计、仿真到实验,思路清晰,逻辑严密。分别从理论和工程的角度完成了更加复杂的线上移动自平衡机器人及其柔性实验平台的设计,为线上机器人的后续研究做出了积极贡献。

关键词： 并联机器人   轨迹规划   动力学   联合仿真   前馈控制   人机交互  

摘要： 随着我国向创新性国家转型以及国内劳动力成本上升,对以工业机器人为代表的工业自动化设备产生了旺盛的需求,为此,本文针对一种二自由度平面并联机器人开展相关研究。针对机器人的结构,对其进行运动学分析和工作空间求解,并提出一种笛卡尔空间轨迹规划方法。根据拉格朗日方程建立平面五杆并联机构动力学模型,通过对系统总能量进行分析,推导出机器人动力学模型与平面五杆并联机构动力学模型之间的等效关系,并提出等效动力学模型参数分步辨识法,并采用动力学分析软件ADAMS和数学分析软件MATLAB对其进行仿真验证。为提高机器人的运动精度,采用非线性前馈控制方式,并建立其虚拟样机控制模型,运用ADAMS-Simulink联合仿真方法,对其进行多组不同速度、不同负载的仿真实验,以研究前馈控制对机器人精度的影响。采用VC6.0开发一款机器人控制软件,该软件通过串口通信方式与伺服驱动器进行信号传输,并通过调用动态链接库与PMAC运动控制卡进行通信。编写运动控制卡运动程序和PLC程序,将上位机控制软件的轨迹信息与机器人运动学方程、轨迹规划方程相结合,应用于实物样机中,从而实现机器人的运动控制。使用本文提出的分步辨识法求得机器人实物样机的等效参数,在伺服闭环PID控制器的基础上建立非线性前馈控制方式,完成相关实验论证。实验结果验证了等效动力学模型的正确性和分步辨识法的有效性,并验证前馈控制方法可有效提高机器人的运动精度,减小跟随误差,并削弱不同负载对运动精度的影响。

关键词： 机器人学   工业机器人  

摘要： 工业机器人它是面向工业领域的多关节机械手或多目由度的机器装置,能自动执行工作,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。在抢走全球其他地区工厂的许多工作岗位之后,中国现在开始将这些工作交给机器人来做。这标志着的中国在制造业方面表现出产业转型的特征。中国已是全球最大的机器人市场。中国市场2014年的机器人销量同比增长54%,机器人显示出明确的增长迹象。据国际机器人学联合会(International

关键词： 机器人学  

ISBN: (纸本)9787111493464

摘要： 本书共10章，主要内容包括机器人学的起源与发展、机器人学的数理基础、机器人运动学的表示与求解、机器人动力学方程、机器人的控制原则和控制方法、机器人传感器、机器人轨迹规划、机器人程序设计、机器人的应用和展望等。

关键词： Delta robot   Dynamics   vibration analysis   Optimal design  

摘要： Delta robot is a novel parallel mechanism with three degrees of freedom for translational motion. It has fair good dynamic property and is widely used in light industry as packaging, food and me machinery. In this thesis, kinematics and dynamics analysis of a certain of Delta robot are studied. The motion planning based lame curve and cam motion rules are carried out respectively. Vibration properties are also given based on *** main research contents includes that:（1） Kinematic performance constraints. Based on the Jacobian matrix and its inverse, two types of pressure/transmission angles are defined, with which the direct and indirect singularities can be identified in a straightforward manner. Consequently, the algebraic characteristics can be closely related to the geometry of the system through the transmission angles. These angles can be used to describe the motion/force transmission behaviors in a visible manner. Dynamic performance indices. Two novel global dynamic performance indices associated respectively with the inertial and centrifuge/Coriolis components of the driving torque are proposed for minimization. The singular configurations of the robot can fully be investigated by those new indices.（2） The trajectory planning of pick-and-place motion are studied. The method to generate the motion trajectories are carried out based on cam motion rules. Modified sine motion rule for cam mechanism is used to generate the trajectory for place and pick motion. The comparisons between this method and Lame curve are given too. According to the analysis, the trajectory based cam motion can attitude the residual vibration of moving platform effectively.（3） The flexible dynamic model of the robot is formulated using substructure displacement method. With this model, two the performance indices are proposed in terms of energy consumption and dynamic accuracy. The effects of structural parameters on the performance indices and the constraint are investigated

关键词： connectivity relations   dynamics   hybrid parallel robot   kinematics  

摘要： Matrix relations for kinematics and dynamics analysis of a spatial two-module Stewart-based hybrid parallel robot are established in this paper. Knowing the relative motions of two moving platforms, the inverse dynamics problem is solved based on a set of recursive explicit equations. Finally, compact results and graphs of simulation for the input forces and powers of all actuators are obtained.

关键词： RESEARCH   ARTIFICIAL intelligence   TECHNOLOGICAL innovations   ROBOTICS research   CLOUD computing   DEEP learning (Machine learning)  

摘要： About half a billion years ago, life on earth experienced a short period of very rapid diversification called the "Cambrian Explosion." Many theories have been proposed for the cause of the Cambrian Explosion, one of the most provocative being the evolution of vision, allowing animals to dramatically increase their ability to hunt and find mates. Today, technological developments on several fronts are fomenting a similar explosion in the diversification and applicability of robotics. Many of the base hardware technologies on which robots depend-particularly computing, data storage, and communications-have been improving at exponential growth rates. Two newly blossoming technologies-"Cloud Robotics" and "Deep Learning"-could leverage these base technologies in a virtuous cycle of explosive growth. I examine some key technologies contributing to the present excitement in the robotics field. As with other technological developments, there has been a significant uptick in concerns about the societal implication of robotics and artificial intelligence. Thus, I offer some thoughts about how robotics may affect the economy and some ways to address potential difficulties.

关键词： 动力学模型   独轮机器人   状态反馈控制   直流电机   转矩伺服  

摘要： 本文通过分析独轮机器人的组成结构,利用Lagrange方程建立了其动力学模型。由于所建动力学模型具有很强的非线性,因此利用泰勒级数在机器人的平衡点上对所建立的机器人动力学模型进行了线性化处理。完成独轮机器人动力学模型的线性化处理之后,将线性化后的机器人动力学模型转换成了更加简单实用的状态方程。然后利用仿真软件对所建立的独轮机器人动力学模型进行了仿真验证。仿真实验结果表明,本次所建立的独轮机器人动力学模型符合物理实际,验证了所建动力学模型的正确性。最后,基于所建立的独轮机器人线性状态方程,通过利用状态反馈控制算法,设计了独轮机器人自平衡控制算法,并对所设计的独轮机器人平衡控制算法进行了仿真实验。实验结果表明所设计的算法稳定有效、具有较好的鲁棒性和抗干扰性。完成独轮机器人动力学模型的建立以及上层算法的设计之后,本文还进行了独轮机器人下层驱动控制系统硬件以及驱动控制算法的设计。首先,利用Microchip公司的高性能数字信号控制芯片ds PIC30F4012设计了直流电机驱动控制系统的控制器,然后利用IR公司的高压集成驱动芯片IR2130设计了直流电机驱动控制系统的驱动电路,最后利用IR公司的全控型MOSFET芯片IRFS4710完成了逆变电路的设计。所设计的直流电机驱动控制系统硬件电路在后续的实验验证中得到了应用,在应用过程中发现所设计的电路稳定有效,能很好地完成所设计的实验任务。完成直流电机驱动控制系统硬件电路的设计之后,基于所建立的直流电机数学模型,本文还设计了直流电机转矩伺服控制算法,其中电流状态观测器是整个算法的核心。完成算法的设计之后,在仿真软件中进行了实验验证,验证结果表明所设计的算法能快速、稳定、有效地完成转矩伺服的控制目标。最后,在搭建的直流电机驱动控制系统上,进行了直流电机模型参数的识别实验、电流状态观测器的性能测试实验以及直流电机转矩伺服控制算法的验证实验。实验结果和仿真实验结果吻合,验证了所设计算法的有效性。

关键词： 绳索牵引并联机器人   动力学模型   动力学控制   悬链线   有限元计算力矩控制   PD控制  

摘要： 绳索牵引并联机器人是在传统刚性连杆并联机器人的基础上发展起来的一类新型并联机器人。绳索牵引并联机器人采用绳索代替刚性连杆将末端执行器与静平台连接起来,使其具有工作空间大、负载质量比高、造价成本低和易于模块化和维修等优点。然而,绳索的弹性和柔性、绳索在自重作用下产生的下垂以及绳索的时变质量问题都给绳索牵引并联机器人的动力学建模与运动控制带来了巨大的挑战。因此,本文针对绳索牵引并联机器人的动力学建模和动力学控制进行了研究,主要工作可归纳为以下四个方面： 第一,当绳索牵引并联机器人的运动较为缓慢时,在建立机器人动力学模型的过程中可以采用绳索的静力学模型代替绳索的动力学模型。为此,本文针对6-DOF绳索牵引并联机器人,分别建立了绳索的直线模型和绳索的悬链线模型,并分别基于这两种绳索模型建立了机器人的动力学模型。 第二,由于悬链线超越函数的引入使得绳索牵引并联机器人动力学方程的解析解很难得到,因此本文通过优化算法求解6-DOF绳索牵引并联机器人的非线性逆动力学方程。为了保证数值解能够充分接近真实解,将绳索直线模型得到的机器人的逆动力学解作为优化算法的初始值进行迭代。最后对两种模型的动力学结果进行对比,验证了当绳索的重量影响较大时,采用绳索悬链线模型建立并联机器人动力学模型是必要的。 第三,当绳索牵引并联机器人的运动速度和加速度较大时,绳索的静力学模型不能满足建模精度要求,此时需要考虑绳索的动力学行为对机器人动力学模型的影响。为此,本文采用有限元法建立绳索的动力学模型。通过忽略绳索的横向振动,采用多个杆单元来模拟绳索的模型。仿真实验的结果表明绳索的动力学行为会引起绳索牵引并联机器人末端执行器的振动。 第四,针对文中所给出的6-DOF欠约束并联机器人的动力学模型,文中将分别采用计算力矩控制器和PD控制器对该机器人进行动力学控制。仿真过程中,采用龙格库塔法求解绳索牵引并联机器人的正动力学。轨迹跟踪控制的仿真结果表明,采用包含动力学反馈补偿的计算力矩控制器比使用PD控制能够获得更好的控制效果。