关键词： 下肢外骨骼机器人   八自由度   滚珠丝杠驱动   助力行走  

摘要： 针对下肢运动障碍患者的康复训练,设计了一款具有新型结构的八自由度下肢康复外骨骼机器人,利用滚珠丝杠驱动小腿代替传统直流电机驱动方式,实现膝关节的伸展/屈曲运动。首先用SolidWorks设计建立外骨骼机器人模型,并用Abaqus对模型中关键零件进行校核,然后针对外骨骼机器人的结构建立简化模型,并通过建立拉格朗日方程进行动力学分析。最后,为探究外骨骼机器人各关节活动所需驱动力和力矩大小与关节运动角度的规律,把外骨骼机器人模型数据导入Adams中,进行了外骨骼机器人平地行走的动力学仿真,得到了模型各关节的运动规律和驱动关节活动所需力矩与力的大小,为后续电机选型提供了参考。仿真结果显示:所设计的外骨骼机器人可以完成平地行走任务,运动时关节角度变化平稳,由此验证了外骨骼机器人的合理性。

关键词： 自动化生产线   数据驱动   机器人   操作策略   操作过程   核心手段   自动调整   市场需求  

摘要： 随着制造业智能化、自动化的发展,在提高生产效率、降低成本方面,自动化生产线逐步成为核心手段之一。机器人必须具有更高的灵活性和自我调整能力,才能适应快速变化的市场需求和复杂的生产任务。在此背景下,自适应机器人学习(Adaptive Robotics Learning)算法就成为解决这一问题的关键。该算法不仅可以通过数据驱动的方式让机器人自动调整操作策略,而且能够适应不同的任务和环境条件,使其在操作过程中的性能不断优化。

关键词： 机器人学   右半结肠癌   腹腔镜   放射性示踪剂  

摘要： 机器人系统具有高清三维立体图像和稳定的操作性,在右半结肠癌根治术中已广泛开展应用,与传统腹腔镜相比,其具有创伤小、出血量少、住院时间短、并发症发生率低等优势,更有利于术后患者的恢复,安全性及可行性也已得到多项证据的支持。随着技术的改进加之示踪剂及手术入路等新思路的应用,机器人在右半结肠癌根治术中将会发挥越来越重要的作用。

关键词： 水下机器人   动力学模型   模型简化   计算流体力学(CFD)  

摘要： 为了降低水下机器人动力学模型的复杂性,提升计算效率,基于最小绝对值收敛和选择算子(LASSO)算法的特征选择方法,通过去除潜艇标准运动方程中影响较小的水动力系数实现动力学模型简化。简化后动力学模型的拟合结果与计算流体力学(CFD)仿真计算结果高度一致。结果表明,简化动力学模型可有效提升计算效率。研究成果可为水下机器人的动力学建模及模型简化提供一定参考。

关键词： 串联打磨机器人   运动学   动力学  

摘要： 基于新设计的空间三自由度串联打磨机器人开展运动学和动力学分析。此串联机器人的机构由三个机械臂及旋转关节组成,且通过改进版D-H建模法和拉格朗日方程推导出该串联打磨机器人的运动学及动力学方程,并简单分析此机器人的运动学及动力学特性,并结合仿真软件ADAMS及Scilab来仿真该串联打磨机器人运动学和动力学的特点,结果表明理论与仿真结果相一致,验证了该机器人的运动学及动力学的正确性。本文的研究结果将对进一步分析该串联打磨机器人的动态特性、机构优化以及控制系统设计等实际工作具有重要意义。

关键词： 井下救援机器人   动力学建模   轨迹跟踪  

摘要： 针对钻孔救援需求,设计了一种变结构井下救援机器人,该机器人可改变自身构型,通过钻孔进入井下环境。根据机器人结构特点,分析了机器人的转向机制,建立了考虑机器人前轮/履带-土壤间力学作用、描述机器人转向特性的动力学模型;为提高机器人的转向性能,分析了系统的瞬态及稳态响应以及不同结构参数对转向性能的影响,并对机器人结构参数进行了改进;基于机器人动力学模型,设计模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)控制器,实现了直线轨迹和圆形轨迹的轨迹跟踪仿真。结果表明,所建动力学模型是有效的,MPC轨迹跟踪控制器能够稳定地跟踪期望轨迹,为机器人的控制奠定了基础。

关键词： 人形机器人   烈火烹油   市场氛围   融资  

摘要： 2024年以来,在大模型和具身智能等概念带动下,人形机器人进入高光时刻。激烈的市场氛围如烈火烹油,一些新玩家也接连出现。据不完全统计,2024年上半年,全球人形机器人领域共完成22起融资,总金额超70亿元。其中,中国人形机器人领域完成融资13起,总融资金额超25亿元。

关键词： 空间机器人   空间桁架   在轨插孔   模糊变结构  

摘要： 研究了空间机器人在轨组装空间桁架操作的抑振阻抗控制问题.首先,利用Lagrange方法建立了载体姿态受控形式的空间机器人系统动力学模型;通过对系统进行动力学分析,推导了相应的机械臂末端和桁架插头在基连坐标系下的运动雅可比关系;结合阻抗控制原理,根据插头位姿与其输出力之间的动态关系建立了二阶线性阻抗模型.然后,设计了标称PD(Proportional Derivative)的控制器,并引入滑模变结构控制器来实现对建模不确定项的精确补偿,以提高力/位的控制精度.考虑滑模控制器固有的抖振,结合模糊控制原理,采用将滑模面作为输入,补偿控制增益作为输出的控制方案来提高抑振效果.该控制策略不依赖滑模面微分信号,计算量少,鲁棒性强,且无需复杂的模糊专家规则库.通过Lyapunov原理证明系统是一致渐进稳定的.基于Matlab仿真结果分析,验证了所提控制策略的有效性和抑振性能.

关键词： 多臂机器人   约束   滑模   模糊控制   力/位  

摘要： 面向运动竞赛机器人领域,研究选择灵活性更佳的多机械臂机器人进行研究。针对受约束多机械臂系统的力/位混合控制问题、受摩擦力等不确定因素影响的多机械臂系统的力/位混合控制问题,分别建立对应的动力学模型,并以自适应滑模算法为基础,结合降阶方法、模糊算法、鲁棒算法来实现对机械臂的力/位混合控制,增强系统鲁棒性和稳定性。实验结果表明,模型的稳定性和准确性分别达到了98.47%和99.98%,其响应时间仅0.87 s。综上可知,研究提出的基于降阶约束与模糊控制的自适应滑模算法,能够实现较好的机器人控制效果。

关键词： 动力学参数辨识   工业机器人   非线性摩擦力模型   最小二乘法   布谷鸟算法  

摘要： 为了实现对工业机器人的高精度控制,需要一个高精度的动力学模型,因此要对动力学参数进行精准辨识。提出一种基于非线性摩擦力模型和加权最小二乘法与布谷鸟算法(WLS-CS)结合的动力学参数辨识方法。首先通过Newton-Euler法进行机器人的动力学建模,结合非线性摩擦力模型,完成机器人全动力学模型的建模。设计5阶有限项傅里叶级数作为激励轨迹,并优化激励轨迹参数。使用加权最小二乘法对动力学参数进行初步辨识。辨识结果作为布谷鸟算法的初始解范围,结合Levy飞行与巢穴的优胜劣汰机制,寻找到动力学参数辨识的全局最优解。更换轨迹对机器人全动力学模型进行验证,计算机器人的仿真力矩,并与实验力矩反馈值进行对比。结果表明上述方法辨识的动力学参数辨识精度的残差方根(RMS)值下降8.6%,可以建立精确度较高的动力学模型。