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面向协作机器人的零力控制与碰撞检测方法研究

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工程科学与技术 2024年第1期56卷 1-10页

作者：赵彬吴成东孙若怀姜杨吴兴茂东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110819 新松机器人自动化股份有限公司辽宁沈阳110168 东北大学机器人科学与工程学院辽宁沈阳110169

在3C(计算机、通信和消费电子)行业中,对协作机器人的安全、交互、精度、柔顺等方面有严格要求。为了解决协作机器人柔顺交互控制问题,对机器人的零力控制和碰撞检测方法进行了深入研究。首先,建立了一种分析冗余协作机器人牛顿−穆尔彭... 详细信息

在3C(计算机、通信和消费电子)行业中,对协作机器人的安全、交互、精度、柔顺等方面有严格要求。为了解决协作机器人柔顺交互控制问题,对机器人的零力控制和碰撞检测方法进行了深入研究。首先,建立了一种分析冗余协作机器人牛顿−穆尔彭罗斯(Newton−MP)通用的逆运动学算法,将逆运动学问题转化为Newton−MP法的迭代求解问题。其次,针对协作机器人的零力控制问题,通过同时考虑摩擦力形成完整动力学方程。同时,建立基于加速度3次摩擦力模型的完全动力学方程,采用遗传算法对摩擦力模型进行多参数辨识。再次,提出基于One-class卷积神经网络的碰撞检测方法,构建无碰撞数据集。One-class卷积神经网络在特征空间中引入伪负高斯数据,并使用2元交叉熵损失对网络进行了训练。One-class卷积神经网络碰撞检测方法成功地补偿了模型不确定的动态影响,解决了传统碰撞检测方法建模不准确的问题。最后,通过实验证明,提出的Newton−MP优化方法具有良好的性能,绝对误差达到0.00013 mm。与理想摩擦力模型进行对比,采用基于速度的3次摩擦力模型拟合出的摩擦力能够更好适用于零力控制。将外力矩观测器与One-class卷积神经网络碰撞检测进行优缺点分析,可以证明,One-class卷积神经网络可以在不依靠模型的情况下,准确地检测机器人的异常碰撞。

关键词：动力学协作机器人 One-class卷积神经网络摩擦参数辨识

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多模态柔性振动的混合时滞滤波抑制方法

机械设计与制造 2023年第12期394卷 170-175页

作者：孙若怀徐方沈阳新松机器人自动化股份有限公司辽宁沈阳110168 哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150006 中科院沈阳自动化研究所机器人国家重点实验室辽宁沈阳110016

针对串联型柔性多关节机器人实时运动控制中存在多模态残余振动这一问题,提出了一种通过设计混合时滞滤波器构建多模态输入整形器的振动抑制方法。首先,分析了柔性多关节机器人产生振动的原因,介绍了抑制柔性振动所采用主要方法,并分析... 详细信息

针对串联型柔性多关节机器人实时运动控制中存在多模态残余振动这一问题,提出了一种通过设计混合时滞滤波器构建多模态输入整形器的振动抑制方法。首先,分析了柔性多关节机器人产生振动的原因,介绍了抑制柔性振动所采用主要方法,并分析了ZVD型时滞滤波器在解决多模态柔性振动问题上存在的局限;其次,针对级联多模态时滞滤波器时滞过大的问题,构建了最优时滞滤波器;再次,给出了基于频率误差的性能指标函数,通过构建混合时滞滤波器,将脉冲幅值以及时间滞与混合参数λ建立线性映射关系,将优化残余振动的问题简化为优化混合参数λ;最后,通过机器人本体实验验证本方法在时滞和对频率误差适应性上的优势。

关键词：柔性机器人振动抑制混合时滞滤波器多模态振动频率误差残余振动

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基于注意力机制的机械臂目标抓取网络技术

吉林大学学报(工学版) 2023年

作者：赵彬吴成东张雪娇孙若怀姜杨东北大学信息科学与工程学院新松机器人自动化股份有限公司东北大学机器人科学与工程学院

本文为解决机械臂单物体抓取检测问题，提出一种基于注意力机制（CBAM）的SqueezeNet网络模型。首先，对深度视觉抓取系统进行了阐述，完成了抓取系统的手眼标定。采用随机裁剪、翻转、调节对比度和增加噪声等方法对数据集进行了预处理... 详细信息

本文为解决机械臂单物体抓取检测问题，提出一种基于注意力机制（CBAM）的SqueezeNet网络模型。首先，对深度视觉抓取系统进行了阐述，完成了抓取系统的手眼标定。采用随机裁剪、翻转、调节对比度和增加噪声等方法对数据集进行了预处理，有效地扩充了物体抓取检测数据集。其次，本文引入轻量化SqueezeNet模型，采用五参数法表征二维抓取框，在不加大网络设计难度的前提下即可完成对目标抓取。再次，引入即插即用的带有注意力机制网络在通道维度上与空间维度上对传进来的特征图进行加权处理，对SqueezeNet模型抓取网络进行优化改进。最后，改进后的CBAM-SqueezeNet算法在公开的数据集Cornell Grasping Dataset和Jacquard Dataset数据集上进行了验证，抓取检测准确率分别为96.4%和94.8%，较SqueezeNet网路提升1.5个百分点。CBAM-SqueezeNet网络抓取方法具有15ms的推理速度，达到了抓取精度和运行速度的平衡。该研究在Kinova和新松手臂进行了实验，网络抓取成功率准确率为93%，速度更快、效率更高。

关键词：抓取检测注意力机制 SqueezeNet 单目标物体检测深度学习

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双臂洁净机器人运动控制算法研究

电子制作 2021年第14期29卷 26-29页

作者：孙若怀沈阳新松机器人自动化股份有限公司辽宁沈阳110168

双臂洁净机器人由于其工作范围更大,可执行更加复杂的搬运动作,因此在提升半导体制造产能方面有着重要的作用。本文针对共基座的双臂真空传输机器人的运动控制进行了研究。首先,分析了该机构的结构特点,建立机器人的关节坐标系;其次,从... 详细信息

双臂洁净机器人由于其工作范围更大,可执行更加复杂的搬运动作,因此在提升半导体制造产能方面有着重要的作用。本文针对共基座的双臂真空传输机器人的运动控制进行了研究。首先,分析了该机构的结构特点,建立机器人的关节坐标系;其次,从正反两个反面对机器人进行了运动学分析,建立双臂共同的运动学映射关系;最后,通过仿真软件对机器人跟踪预设轨迹验证运动学模型的有效性。

关键词：洁净机器人运动学双臂机器人

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复合机器人控制系统设计

中国宽带 2021年第8期17卷 40-41页

作者：孙若怀沈阳新松机器人自动化股份有限公司

复合机器人是由自动导引车和柔性机械臂两个组件构成的融合体,其不仅具备车体在集中控制和调度上的优势,而且可通过上部的柔性机械臂来实现与环境的交互。本文首先针对复合机器人的结构特点,对控制系统进行设计,提出了控制系统的分层控... 详细信息

复合机器人是由自动导引车和柔性机械臂两个组件构成的融合体,其不仅具备车体在集中控制和调度上的优势,而且可通过上部的柔性机械臂来实现与环境的交互。本文首先针对复合机器人的结构特点,对控制系统进行设计,提出了控制系统的分层控制架构;其次,提出了复合机器人车体的自主避障方法,并构建了车载手臂的运动学模型。最后,通过仿真验证了车体自主避障算法的有效性以及手臂运动学模型的准确性。

关键词：复合机器人控制系统自主避障运动学

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柔性协作机器人关节摩擦辨识

电子测试 2021年第20期32卷 48-49,59页

作者：孙若怀沈阳新松机器人自动化股份有限公司辽宁沈阳110168

针对柔性协作机器人动力学控制中的关节摩擦力矩检测问题,提出了一种对关节速度变化敏感的柔性关节的摩擦力矩辨识方法。首先,建立柔性协作机器人的动力学模型;其次,针对机器人本体引发的柔性振动对机器人关节电流力矩检测产生的干扰,... 详细信息

针对柔性协作机器人动力学控制中的关节摩擦力矩检测问题,提出了一种对关节速度变化敏感的柔性关节的摩擦力矩辨识方法。首先,建立柔性协作机器人的动力学模型;其次,针对机器人本体引发的柔性振动对机器人关节电流力矩检测产生的干扰,设计了力矩信号滤波器;再次,研究了柔性机器人的关节力矩模型,并通过最小二乘法辨识机器人的摩擦力模型参数,实现对与机械手实时摩擦力估计。最后,关节电流力矩滤波的效果和摩擦力矩辨识方法的有效性通过机器人本体实验得到了验证。实验结果表明,摩擦力模型的拟合优度可达0.91。

关键词：动力学柔性协作机器人力矩辨识摩擦辨识

基于真空机械手运动控制与最优轨迹规划算法研究

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微纳电子与智能制造 2022年第1期4卷 94-100页

作者：张肄冕徐方赵雪杜振军孙若怀张泽锋沈阳新松机器人自动化股份有限公司沈阳110168 美国班尼迪克大学Daniel L.Goodwin商学院美国芝加哥60601 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室沈阳110016

本文针对真空机械手运动控制与最优轨迹规划算法进行了研究。首先,对真空机械手机械本体和软件架构进行分析,采用几何法解决了真空机械蛙手的运动学问题。其次,介绍了S形轨迹规划问题,对S形规划算法进行详细的阐述。再次,将基于动力学... 详细信息

本文针对真空机械手运动控制与最优轨迹规划算法进行了研究。首先,对真空机械手机械本体和软件架构进行分析,采用几何法解决了真空机械蛙手的运动学问题。其次,介绍了S形轨迹规划问题,对S形规划算法进行详细的阐述。再次,将基于动力学摩擦方程最优轨迹规划算法问题转化为求取高效加速最优轨迹规划迭代求解问题。最后,实验验证了真空机械手运动控制算法和基于全动力学建模最优轨迹规划算法的正确性、可行性和有效性。由于考虑了包含摩擦在内的全动力学约束,本文提出的高效加速度最优轨迹规划算法更为符合机器人实际运动性能。

关键词：集成电路存储器真空机械手最优轨迹规划运动控制

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“i7算”赋能AI产业生态可持续发展

科学学研究 2025年第1期 197-204页

作者：戎珂施新伟吕若明清华大学社会科学学院经济学研究所杜伦大学商学院

本文深入分析了数字经济时代下人工智能(Artificial Intelligence, AI)商业化落地以及其产业生态可持续发展中存在的问题，针对性地提出了“i7算”框架，集成(integrate)算据、算法、算力、算知、算者、算景和算理七大要素。“i7算”框... 详细信息

本文深入分析了数字经济时代下人工智能(Artificial Intelligence, AI)商业化落地以及其产业生态可持续发展中存在的问题，针对性地提出了“i7算”框架，集成(integrate)算据、算法、算力、算知、算者、算景和算理七大要素。“i7算”框架以算据、算法、算力等构建硬实力的AI基础设施，深耕算知、算景推进AI技术商业化应用，多层次系统化培育算者，充分落实行业应用规范、积极回应社会伦理关切，形成良好文化纽带推动产业生态内各伙伴共创共赢，实现可持续发展。本研究认为，在商业化落地过程中，AI产业生态里的核心企业，需要与关键生态合作伙伴共同建设AI基础设施，推动AI技术的商业化应用，与AI行业伙伴共同培育可持续文化纽带，以此吸引和带动更多AI生态伙伴，从而共同推动AI产业生态的可持续发展。

关键词：人工智能商业生态商业模式可持续发展

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刑法规范论证的客观主义法哲学立场

中外法学 2025年

作者：孙万怀华东政法大学刑事法学院

刑法规范论证中常见的诸如违法性认识、法益标准、违法相对性、解释观念等问题实质上均是立场定位的问题。客观主义立场坚持认为存在超越规范文本的独立性评论依据,这也是法律论证遵循“客观价值秩序”的法哲学根源。刑法规范论证是一... 详细信息

刑法规范论证中常见的诸如违法性认识、法益标准、违法相对性、解释观念等问题实质上均是立场定位的问题。客观主义立场坚持认为存在超越规范文本的独立性评论依据,这也是法律论证遵循“客观价值秩序”的法哲学根源。刑法规范论证是一个商谈和促进共识的过程,是主体间性的妥协和共认。客观价值贯穿于事实、证据与规范的穿梭中。实证主义支配下的法益论是一种“单向投射”,难以全面打通事实与规范的障碍。刑法父爱主义论力图摆脱自由和工具之争,但其基本立场决定了其无法挣脱“工具”性特征。“自体恶”的非难性是刑法得以保持相对独立性的根基,刑事犯与行政犯的界限不仅仅局限于“个人法益”,而是归结为“规范违反”。社会相当性理论的重塑是解决出罪问题的重要路径。现实司法已经在法律的可实现性、责任主义、期待可能、违法阻却、主客体关系重建、家庭伦理的优先性等领域进行阐释,可望理论进行体系化归纳和进一步发掘。

关键词：客观性法益父爱主义单向投射社会相当性