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机器人无力传感器主动柔顺控制研究

电机与控制学报 2020年第8期24卷 159-166页

作者：宋吉来曲道奎徐方邹风山中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016 沈阳新松机器人自动化股份有限公司沈阳110068

针对机器人系统对柔顺性、安全性的要求,提出了一种基于电机电流的机器人主动柔顺控制方法,并采用硅片传输机器人进行拖曳式示教和碰撞保护实验。首先通过磁场定向控制(field oriented control,FOC)将永磁同步电机的转矩模型化为较为简... 详细信息

针对机器人系统对柔顺性、安全性的要求,提出了一种基于电机电流的机器人主动柔顺控制方法,并采用硅片传输机器人进行拖曳式示教和碰撞保护实验。首先通过磁场定向控制(field oriented control,FOC)将永磁同步电机的转矩模型化为较为简单的形式,同时机器人的动力学模型也可根据硅片传输机器人特殊的构型及关节耦合关系而大大简化。然后将永磁同步电机的转矩模型与机器人动力学模型结合,设计扰动观测器,进行基于电流模型的转矩检测。最后将转矩观测器与力/位混合控制结构结合,实现基于电机电流的机器人主动柔顺控制,并在硅片传输机器人进行实验,实际运行结果验证了该方法的有效性。与传统机器人主动柔顺控制方法相比,该方法不需要额外的传感器,成本低廉,不降低机器人自身刚性,具有广泛的适用性。

关键词：主动柔顺控制机器人动力学关节转矩控制转矩观测器电机转矩模型碰撞保护

柴胡桂枝干姜汤治疗惊恐障碍（肝气虚型）的临床研究

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柴胡桂枝干姜汤治疗惊恐障碍（肝气虚型）的临床研究

作者：宋吉来山东中医药大学

学位级别：硕士

目的:通过对肝气虚弱型惊恐障碍的患者分别服用柴胡桂枝干姜汤和帕罗西汀前后的HAMA及中医症候评分量表的有效得分率的对比,来评价柴胡桂枝干姜汤在治疗肝气虚型惊恐障碍的优势及不足之处。方法:将符合纳入标准的60例惊恐障碍,中医辩证... 详细信息

目的:通过对肝气虚弱型惊恐障碍的患者分别服用柴胡桂枝干姜汤和帕罗西汀前后的HAMA及中医症候评分量表的有效得分率的对比,来评价柴胡桂枝干姜汤在治疗肝气虚型惊恐障碍的优势及不足之处。方法:将符合纳入标准的60例惊恐障碍,中医辩证属肝气虚型的患者,随机分为两组(治疗组和对照组)各30例,分别运用柴胡桂枝干姜汤加减和帕罗西汀进行4个疗程(每个疗程1个周)的治疗。对照观察两组患者治疗前后HAMA量表及中医症候评分表的减分情况。结果:HAMA治疗组愈显率为43.33%,总有效率为90%;对照组愈显率为46.67%,总有效率为90%。经Ridit分析,P>0.05,认为两组比较差异无统计学意义。两组治疗疗效相当。中医症状评分表治疗组愈显率为43.34%,总有效率为86.67%;对照组愈显率为40%,总有效率为90.00%。经Ridit分析,P>0.05,认为两组比较差异无统计学意义。两组治疗疗效相当。但是,从两张量表具体每一项的疗效来看,两组患者是存在显著差异的。从HAMA来看,紧张、害怕、认知功能、躯体性焦虑:肌肉系统、躯体性焦虑:感觉系统、心血管系统、呼吸系统、会谈时行为表现,此8项治疗后治疗组与对照组之间的差距无统计学意义,两组治疗疗效相当。(P>0.05)焦虑心境、失眠、抑郁心境、胃肠道症状、生殖泌尿系统症状、植物神经系统症状,此6项治疗后治疗组与对照组之间的疗效有显著差异,其中焦虑心境、抑郁心境此2项对照组优于治疗组,而失眠、胃肠道症状、生殖泌尿系统症状、植物神经系统症状此4项治疗组疗效优于对照组。从中医症候评分表来看,胸胁满闷、倦怠乏力二项P>0.05,提示治疗后两照组患者此两项治疗效果无显著差异;心悸怔忡、善惊易恐、失眠、肢体困重、抑郁烦躁、食少纳呆此六项P>0.05,提示治疗后两组患者此六项治疗效果存在显著差异,其中,心悸怔忡、善惊易恐、抑郁烦躁此三项对照组疗效优于治疗组,失眠、肢体困重、食少纳呆此三项治疗组疗效优于对照组。结论:柴胡桂枝干姜汤是治疗肝气虚型惊恐障碍的有效方剂,总体的疗效与帕罗西汀相当,但在改善焦虑、抑郁、善惊易恐方面,帕罗西汀的效果更加的显著,而在改善惊恐障碍伴有的失眠、胃肠道症状、生殖泌尿系统症状及植物神经系统症状方面,柴胡桂枝干姜汤的疗效则更加的显著。

关键词：惊恐障碍柴胡桂枝干姜汤临床研究

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基于运动发散分量的四足机器人步态规划

浙江大学学报（工学版） 2021年第2期55卷 244-250,409页

作者：刘明敏曲道奎徐方邹风山贾凯宋吉来中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110016 中国科学院大学北京100049 沈阳新松机器人自动化股份有限公司辽宁沈阳110168

为了使四足机器人在出现较大的轨迹跟踪误差时仍然可以稳定运动,提出基于运动发散分量(DCM)的在线步态规划方法.将四足机器人抽象成三维线性倒立摆模型(LIPM),根据离线规划的落脚点,应用DCM方法论递推出保持DCM有界的参考轨迹;在满足步... 详细信息

为了使四足机器人在出现较大的轨迹跟踪误差时仍然可以稳定运动,提出基于运动发散分量(DCM)的在线步态规划方法.将四足机器人抽象成三维线性倒立摆模型(LIPM),根据离线规划的落脚点,应用DCM方法论递推出保持DCM有界的参考轨迹;在满足步幅约束、零力矩点(ZMP)约束的条件下,步态规划运用宽松初始状态模型预测控制在线优化出可快速收敛到参考轨迹上的落脚点以及期望状态轨迹;全身运动控制器通过构建二次规划优化出满足运动约束、动力学约束、摩擦力约束等条件下跟踪期望状态轨迹的力矩.通过仿真验证以上算法,仿真结果表明:与经典模型预测控制相比,宽松初始状态模型预测控制可以承受较大的轨迹跟踪误差,四足机器人可以在出现较大的轨迹跟踪误差时以troting步态稳定运动并尽快收敛到离线规划的轨迹上.

关键词：四足机器人步态规划运动发散分量(DCM) 线性倒立摆模型(LIPM) 零力矩点(ZMP)

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基于电流的机器人故障检测与安全保护研究

组合机床与自动化加工技术 2016年第7期 56-59页

作者：宋吉来徐方邹风山中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016 中国科学院大学北京100049 沈阳新松机器人自动化股份有限公司沈阳110068

提出一种基于电流的机器人故障检测与安全保护方法。当机器人运行中发生齿轮、抱闸等故障或与外界环境发生碰撞时,电机电流会发生突变,因此可以根据这种异常变化判断故障和碰撞的发生。通过直接检测电机电流,利用电机模型与机器人动力... 详细信息

提出一种基于电流的机器人故障检测与安全保护方法。当机器人运行中发生齿轮、抱闸等故障或与外界环境发生碰撞时,电机电流会发生突变,因此可以根据这种异常变化判断故障和碰撞的发生。通过直接检测电机电流,利用电机模型与机器人动力学模型,估计外作用力,对故障或碰撞的发生间接测量,实现保护功能。结合动力学控制、关节转矩控制,并采用硅片传输机器人进行碰撞保护实验,实际运行结果验证了该方法的有效性。

关键词：故障检测安全保护机器人控制动力学控制

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基于PCL的3D点云视觉数据预处理

计算机应用 2019年第S2期39卷 227-230页

作者：李朋超王金涛宋吉来机器人学国家重点实验室(中国科学院沈阳自动化研究所) 沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院沈阳110169 中国科学院大学北京100049 沈阳新松机器人自动化股份有限公司沈阳110168

3D视觉的点云数据处理中,滤波和配准等算法十分重要,传统的滤波算法,是通过求取距离半径,采样或利用统计学方法来对数据去除噪声,不能满足处理特定位置处数据的需求。提出了一种设置“基准面”的方法对点云数据进行预处理,使其满足后续... 详细信息

3D视觉的点云数据处理中,滤波和配准等算法十分重要,传统的滤波算法,是通过求取距离半径,采样或利用统计学方法来对数据去除噪声,不能满足处理特定位置处数据的需求。提出了一种设置“基准面”的方法对点云数据进行预处理,使其满足后续的滤波处理。首先对给定的点云数据进行平面拟合并估计和平面质心的估计;其次求取某一已知平面的法线及基准点,求出两个点云面之间的变换关系,使两者重合;最后根据实际问题,将指定区域中的噪声去除。实验证明,该方法大大降低了滤波的复杂度且提高了滤波效果。

关键词：点云滤波基准面 PCL 3D视觉

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整体式自动化物料运输系统防拥堵调度策略

计算机工程与设计 2021年第8期42卷 2395-2400,F0003页

作者：李明辉徐方宋吉来中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110169 中国科学院大学北京100049 沈阳新松机器人自动化股份有限公司中央研究院辽宁沈阳110168

为解决自动化物料运输系统中的车辆拥堵问题,提高生产运输效率,根据混合布局建立轨道的图网络模型,提出基于实时交通信息的动态调度方法。在调度过程的运输任务指派和运输路径规划阶段均使用加入交通信息的预测时间,运输任务指派根据系... 详细信息

为解决自动化物料运输系统中的车辆拥堵问题,提高生产运输效率,根据混合布局建立轨道的图网络模型,提出基于实时交通信息的动态调度方法。在调度过程的运输任务指派和运输路径规划阶段均使用加入交通信息的预测时间,运输任务指派根据系统状态变化使用匈牙利算法动态求解,路径规划也会根据轨道权重变化选择最快到达目的地的路径。实验结果表明,提出方法可以有效缓解车辆拥堵,减少晶圆的平均运输周期。

关键词：自动物料运输系统防拥堵调度任务指派路径规划交通信息

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基于位置误差的真空机器人碰撞保护研究

组合机床与自动化加工技术 2011年第9期 17-19,23页

作者：邹风山曲道奎徐方宋吉来中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016 中国科学院研究生院北京100039 新松机器人自动化股份有限公司沈阳110168

要保证碰撞发生时真空机器人与晶片的安全,避免造成较大的损失,真空机器人必须具有碰撞保护功能。在研究真空机器人位置误差变化的基础上,不使用额外的传感器,建立基于位置误差模糊推理的碰撞保护系统。该系统选用二维的模糊控制器来确... 详细信息

要保证碰撞发生时真空机器人与晶片的安全,避免造成较大的损失,真空机器人必须具有碰撞保护功能。在研究真空机器人位置误差变化的基础上,不使用额外的传感器,建立基于位置误差模糊推理的碰撞保护系统。该系统选用二维的模糊控制器来确定位置误差的阈值,以机器人加速度、机械惯量作为输入条件,估计的系统位置误差作为输出条件;并提出了不同的保护策略。最后给出了真空机器人碰撞的实验结果,结果表明该碰撞保护方法具有较高的准确性和灵敏度。

关键词：碰撞检测位置误差真空机器人

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基于边界敏感网络的时序行为候选生成算法

科学技术与工程 2019年第26期19卷 260-264页

作者：高松王宏玉邹风山宋吉来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 中国科学院机器人与智能制造创新研究院沈阳110169 中国科学院大学北京100049 沈阳新松机器人自动化股份有限公司沈阳110168

针对视频序列中人体行为检测的问题,提出一种基于边界敏感网络的时序行为候选生成算法,在原有边界敏感网络的基础上通过对时序评估模块和候选评估模块引入更深层的卷积神经网络,进而对视频特征有更好的表达。同时在后处理阶段,在NMS(non... 详细信息

针对视频序列中人体行为检测的问题,提出一种基于边界敏感网络的时序行为候选生成算法,在原有边界敏感网络的基础上通过对时序评估模块和候选评估模块引入更深层的卷积神经网络,进而对视频特征有更好的表达。同时在后处理阶段,在NMS(non-maximum suppression)算法中引入新的置信度分数高斯加权衰减方法。实验结果表明,该算法可以有效提高行为检测问题中时序行为候选生成任务的召回率。在公开数据集Activity Net上,提出的方法在保证生成相同数量候选的同时有更高的平均召回率。

关键词：人体行为检测时序行为候选深度学习卷积神经网络

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洁净机器人反应转矩观测与碰撞保护研究

计算机测量与控制 2016年第5期24卷 246-250页

作者：宋吉来徐方邹风山中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016 中国科学院大学北京100049 沈阳新松机器人自动化股份有限公司沈阳110068

提出一种基于反应转矩观测器的机器人碰撞保护方法;机器人的反应转矩由基于模型的干扰观测器估值得到,模型的建立包括电机系统转矩模型与机器人系统动力学模型两部分;由于洁净机器人特殊的构型及关节耦合关系,机器人的动力学建模被大大... 详细信息

提出一种基于反应转矩观测器的机器人碰撞保护方法;机器人的反应转矩由基于模型的干扰观测器估值得到,模型的建立包括电机系统转矩模型与机器人系统动力学模型两部分;由于洁净机器人特殊的构型及关节耦合关系,机器人的动力学建模被大大简化,同时对简化后的模型采用最小二乘法对惯性参数和摩擦参数进行辨识,提高了模型的精度;根据永磁同步电机的转矩模型与机器人动力学模型,可以得到基于电机电流的机器人关节转矩;机器人与外界环境接触时,关节转矩的增加量即为反应转矩;通过设计反应转矩观测器并采用力/位混合控制结构,实现基于电流的机器人主动柔顺控制功能,并在洁净机器人进行碰撞保护实验,实际运行结果验证了该方法的有效性。

关键词：机器人控制机器人动力学碰撞保护关节转矩控制系统辨识