关键词： 空间机器人   动力学   辨识算法   动量守恒  

摘要： 本文主要讨论了空间机器人动力学参数的辨识问题。分别研究了空间机器人及基于机器人方法的航天器的动力学建模和参数的辨识算法,主要是通过建立动力学模型,分别采用不同的辨识算法进行动力学参数的辨识,并通过仿真验证辨识算法的稳定性。 这里主要研究了以下几方面内容: 本文首先建立了空间机器人系统的动力学模型,方程的推导方法是在动量守恒方程的约束下利用拉格朗日法推导出来的,并写出了方程的雅克比矩阵表示形式。 其次,本文研究了自由漂浮的空间机器人的动力学参数辨识,在机器人不受外力和扭矩的情况下,采用了基于动量守恒原理的辨识算法,该方法用于估算出自由漂浮的空间机器人的质量、质心和惯性张量等惯性参数。该方法的特征是使用运动学参数,运动学参数通过安装在基体或系统一部分上的传感器测出。当测量包含传感器噪音,参数的估算存在着相当小的误差,最后通过数字仿真验证了该辨识算法的可行性。 再次,本文研究了基于机器人方法的航天器系统惯性参数的辨识。该方法利用机械臂去改变航天器系统的惯性分布。惯性分布后的结果是,航天器系统的速度相应的改变。因为速度的变化是可以测量,机械臂的惯性变化也能够准确的计算出,航天器系统的动量守恒方程中航天器机体的惯性参数变成了唯一未知的,因此能被辨识。为了把问题看作线性辨识问题来处理,分两步进行辨识。第一步是辨识航天器的质量和质心,第二部是辨识航天器的惯性张量。通过仿真研究验证了提出方法的实用性。

关键词： Robotics   Programming and algorithm theory   Adaptive system theory  

摘要： Purpose - The collective intelligence emerging from behaviors of social insects has become an inspiration source that is impossible to avoid;guiding researchers in various domains to solutions of insolvent problems by traditional approaches. These behaviors are made possible because of the interactions individual-individual and individual-environment, representing support on which cooperative work within the same group is based and allowing emergence at macroscopic level of sophisticated achievements. Many models were inspired by this new and very promising vision, to find simple rules, leading mobile, autonomous robots with limited capacities in their environment to realize tasks, like those of: browsing, collecting or self-assembly. In this context, the purpose of this paper is to suggest a method, making global behavior evolve within an homogeneous agent-robots community to accomplish heap-formation task based on appointment principle in changing environment which can be very difficult. Control device, comparable to the functioning of cellular automaton containing sensory-motor rules, is then used to arbitrate between some given elementary attitudes with which each agent-robot initially is equipped. Design/methodology/approach - Evolutionary approach using genetic algorithm based on reverse emergence principle seeks, then, for cellular automaton whose arbitration succeeds to realize this adaptive oriented grouping task. Findings - Rules as simulation results obtained according to reactive model of multi-agent systems are provided, compared with those found at the ants and commented. Originality/value - Discovered rules are adaptive;it means when training ground becomes more difficult, agent-robots become more flexible by decreasing thresholds conditioning rules application. If environment state continues to turn into harsh, robots are able to seek for another direction to start new heap formation somewhere else. Such zones are like Saharan region, airports or sup

关键词： 并联机器人   动力学建模   拉格朗日动力学模型   雅克比矩阵  

摘要： 并联机器人是一种常见的工业机器人结构形式。它在工业、军事、航空、海洋开发、医疗康复和娱乐领域具有广泛的应用。目前,已经成为机械和自动化领域的研究热点。在我国,针对并联机器人的研究主要集中在机构学、运动学方面,针对其动力学研究比较少。机器人动力学模型是机器人动力学分析的基础,是进行动力学性能评价、动力学控制的前提条件。因此,研究并联机器人的动力学模型具有重要意义。 本文利用作者所在实验室研制的一种6-PSS型的并联机器人作为研究对象。首先求出了其反向运动学模型,之后采用拉格朗日法建立其动力学模型。拉格朗日法虽然运算量大,但由于它基于能量平衡原理,仅需计算系统的动能和势能来确定系统的动力学特性及模型,免去了运动学中加速度和角加速度的求解部分,其推导过程相对简单,并能以较简单的形式求取非常复杂的系统动力学方程,且具有显式结构。由于国内针对6-PSS结构机器人的研究很少,因此这个动力学模型具有理论价值。 由于并联机器人反解比较容易求的优点,选取广义坐标时用末端的输出来描述机构的运动,采用一种反向雅可比矩阵,使系统动力学方程更易求解。提高系统控制的实时性,适用于大多数机器人。 本文建立的动力学模型将为今后进行机构动力性能评价及动力学优化设计的提供重要的理论基础,也为此类机器人控制策略的深入研究,提高机器人系统的性能和品质提供了重要参考。

关键词： RV减速器   固有频率   虚拟样机   动力学特性  

摘要： 机器人用RV传动是在摆线针轮传动基础上发展起来的一种新型传动,随着对高速、重载、轻量化和运转平稳要求的增加,动力学特性已经成为机械设计中不可或缺的一个重要环节。目前RV减速器尚处于研究阶段,利用虚拟样机对RV减速器进行系统地动力学研究尚属少数。本文主要内容包括有限元模态分析、三维造型及虚拟装配、动力学分析三个方面,如下： (1)采用Pro/E软件建立了RV减速器的各零件三维实体模型,在完成对RV-250AⅡ型减速器实体模型建模的基础上,采用有限元分析软件Ansys,对RV传动中的关键部件曲柄轴和行星架分别进行自由边界支撑和实际边界支撑条件下的模态分析。通过对其固有频率等仿真计算结果进行分析,获得了可能引起整机共振的零件本身的固有频率范围并提出改进建议。分别对增加曲柄轴轴颈和减少行星轮质量两种方案进行分析,验证了对改变固有频率及避免共振的影响。并对通过分析位移和节点变形图以获得零件上发生最大刚体位移的位置,为优化设计提供参考。 (2)在三维造型软件Pro/E中完成整机的装配并为分析做必要的简化,通过干涉检查,确保了装配模型的正确性。利用接口软件mech/pro完成刚体的定义,marker点的建立,约束副的创建等,为模型导入Adams做准备。 (3)在Adams中对导入的模型完成动力学分析。包括工作环境的设置及接触力的添加等分析前期工作;理论计算;模型正确性验证;各传动部件速度分析;加速度的时域和频域分析;摆线轮与针齿间的接触受力分析;摆线轮与输出行星架的接触受力分析。获得仿真曲线,通过曲线分析RV减速器虚拟样机的动力学特性。 利用虚拟样机进行动力学分析为物理样机的制作和测试提供了必要的数据和分析的基础,为结构和性能优化、振动和噪声及寿命的分析提供了重要的依据,因此具有重要的理论意义和现实意义。

摘要： This article presents reference-model-based control design for a 10 degree-of-freedom bipedal walking robot, using nonlinear gain scheduling. The main goal is to show concentrated mass models can be used for prediction of the required joint torques for a bipedal walking robot. Relatively complicated architecture, high DOF, and balancing requirements make the control task of these robots difficult. Although linear control techniques can be used to control bipedal robots, nonlinear control is necessary for better performance. The emphasis of this work is to show that the reference model can be a bipedal walking model with concentrated mass at the center of gravity, which removes the problems related to design of a pseudo-inverse system. Another significance of this approach is the reduced calculation requirements due to the simplified procedure of nominal joint torques calculation. Kinematic and dynamic analysis is discussed including results for joint torques and ground force necessary to implement a prescribed walking motion. This analysis is accompanied by a comparison with experimental data. An inverse plant and a tracking error linearizationbased controller design approach is described. We propose a novel combination of a nonlinear gain scheduling with a concentrated mass model for the MIMO bipedal robot system.

关键词： 6-DOF管内并联机器人   动力学建模   虚拟样机仿真  

摘要： 本课题将Stewart并联机构引入管内机器人移动技术中,对其如何适应管道中的复杂环境进行探索。 给出6-DOF管内并联机器人的位姿描述,对6-DOF管内并联机器人的驱动杆间干涉、驱动杆与管道间的干涉、机器人运动步长的算法及球铰的工作范围均做出研究,并给出了6-DOF管内并联机器人关键参数的计算方法。 文中以上平台为动平台为例,给出了上平台动能,上下平台势能的表达式。并在忽略6个驱动杆的角速度的前提下,建立了6个驱动杆的动能和势能,最后建立了拉格朗日形式的6-DOF管内并联机器人动力学方程。 建立了6-DOF管内并联机器人的虚拟样机模型,并运用有限元法对其支撑脚做出分析,得出了最大负载为300N。应用ADAMS软件对6-DOF管内并联机器人进行运动学仿真,得到上下平台运动轨迹的驱动函数、球铰的夹角变化曲线,为6-DOF管内机器人结构设计奠定了基础。在300N负载条件下,通过对其动力学仿真,确定了6-DOF管内并联机器人通过整个管道时驱动杆的驱动力变化曲线、最大拖动力和最大行走速度,为驱动装置的选择和运动控制提供了有力依据,为今后物理样机的建立打下了坚实的基础。

关键词： 少自由度并联机器人   运动学   动力学   ADAMS软件   Pro/E软件  

摘要： 并联机器人是新兴的先进技术,从一出现就引起国内外众多学者的关注,并联机器人技术已经从理论研究走向实际应用。并联机器人具有刚度大、承载能力强、精度高、自重负荷比小、动力性能好等优点,已被广泛应用于化妆品、食品和药品包装以及电子产品的装配等领域。少自由度并联机器人已成为机器人机械学的研究热点之一。Delta并联机器人是最典型的空间三自由度移动的并联机构,其整体结构简单、紧凑,驱动部分均布于固定平台,这些特点使它具有良好的运动学和动力学特性。大量的实践证明,Delta机构是迄今为止设计最成功的并联机构之一。 本文以Delta三自由度并联机器人为研究对象,基于Pro/E和ADAMS软件对其运动学及动力学进行研究。首先,介绍了机器人的研究现状,并对少自由度并联机器人研究现状进行了分析;然后,通过分析Delta三自由度机器人结构,建立了雅可比矩阵,分析求解其运动学反解,并基于ADAMS软件得到其正解,同时进行了空间奇异位形分析及动力学反解方程的推导及数值仿真。应用Pro/E软件建立机器人物理模型,将此模型通过MECHANISM/Pro导入ADAMS软件中进行运动学和动力学仿真分析,得到其模型的动力学输入、输出曲线图,这对于开发基于ADAMS软件高效求解器的通用机器人设计和控制软件系统有很重要的意义。

关键词： 移动式机器人  

ISBN: (纸本)9787111289760

摘要： 本书基于动力系统、混沌、神经网络、统计学和系统辨识等理论，第一次运用量化分析和计算机建模对机器人、任务和环境三者交互行为建立了完整统一的形式化理论研究体系，所映最新前沿技术，从基本概念应用实例进行了系统的阐述，内容全面、重点突出。

关键词： Robotic surgery   reproductive medicine   tubal reanastomosis   myomectomy   Da Vinci  

摘要： In the area of reproductive surgery and infertility, minimally invasive techniques appear to have outcomes similar to those of laparotomy for tubal reanastomosis and myomectomy. Studies have shown that robotic use in these surgeries is feasible and that it may be used as an alternative for conventional laparoscopic surgery. The robot can overcome many of the limitations seen with conventional laparoscopy through improved dexterity and ergonomics. In this review, we will evaluate the current applications of robotics in reproductive surgery.

摘要： 由中国人工智能学会智能机器人专业委员会主办、北京大学深圳研究生院承办的第九届中国智能机器人学术研讨会将于2011年11月11日～13日在深圳举行,会议将组织赴香港和澳门的学术交流与参观活动,大会组委