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基于ROS的双臂机器人的协同控制路径规划研究

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电子制作 2024年第1期32卷 52-55页

作者：李博孔令云毛东宸李明科西京学院电子信息学院陕西西安710123 河南省睿卡机器人制造有限公司河南郑州450000

随着现代机器人技术的不断发展,服务类机器人成为早期机器人的代表,并逐渐走进了大众视野。本研究以六自由度柔性机器人为对象,采用D-H法对其进行数学建模。在考虑双臂机器人实际需求的基础上,本研究通过ROS对机械臂进行控制测试,发现... 详细信息

随着现代机器人技术的不断发展,服务类机器人成为早期机器人的代表,并逐渐走进了大众视野。本研究以六自由度柔性机器人为对象,采用D-H法对其进行数学建模。在考虑双臂机器人实际需求的基础上,本研究通过ROS对机械臂进行控制测试,发现运动路径混乱,无法满足实际需求。所以本研究改进了AABB包围碰撞监测算法,通过对空间六面体投影的重叠映射,检测机器人的运动路径是否存在碰撞。实验结果表明,该双臂按摩机器人在改进AABB算法防碰撞协调控制算法的保证下,实现了双臂主从协调的路径规划研究。

关键词：六自由度机械臂双臂协调控制 ROS 防碰撞 AABB 路径规划

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考虑瞬态性能的工业机器人双臂反步控制方法

现代制造工程 2022年第8期 53-59页

作者：熊蕊郑州旅游职业学院信息工程学院郑州450000

为了提高工业机器人双臂控制精度,考虑瞬态性能设计了一种自适应神经网络反步控制方法。首先建立了工业机器人双臂的数学模型,然后设计了瞬态性能函数,根据瞬态性能函数分步设计轨迹控制律和转速控制律,并利用神经网络逼近未知项,最终... 详细信息

为了提高工业机器人双臂控制精度,考虑瞬态性能设计了一种自适应神经网络反步控制方法。首先建立了工业机器人双臂的数学模型,然后设计了瞬态性能函数,根据瞬态性能函数分步设计轨迹控制律和转速控制律,并利用神经网络逼近未知项,最终利用所设计的自适应律估计出神经网络权值向量,实现了工业机器人双臂高精准控制。仿真验证结果表明,所设计的控制方法能够确保工业机器人双臂所夹持目标物稳定、准确跟踪轨迹指令信号,轨迹跟踪最大误差仅为0.2 cm,内力跟踪的最大误差仅为0.1 N。在实测验证中,定位的平均误差仅为0.33 cm,内力的平均误差仅为0.21 N,单次运行平均耗时仅为1.50 s,控制精度和运行效率均得到了大幅提升。

关键词：工业机器人双臂瞬态性能自适应神经网络反步控制

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一种双臂四轮输电线路巡检机器人的研制

机械设计与制造 2023年第7期389卷 125-127,131页

作者：刘爱华罗恩博李浩涛常勇中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016 云南电网有限责任公司电力科学研究院云南昆明650217

介绍了一种双臂四轮输电线路巡检机器人系统,机器人系统由地面基站和巡检机器人本体组成,地面控制基站和巡检机器人之间采用无线通讯方式,实现数据与图像的无线传输。详细分析了机构构型及结构特点,机器人由前、后手臂及控制箱体三部分... 详细信息

介绍了一种双臂四轮输电线路巡检机器人系统,机器人系统由地面基站和巡检机器人本体组成,地面控制基站和巡检机器人之间采用无线通讯方式,实现数据与图像的无线传输。详细分析了机构构型及结构特点,机器人由前、后手臂及控制箱体三部分组成,每个手臂上均包括行走机构、翻转机构、俯仰机构、夹紧机构及回转机构,并对机器人跨越防震锤和单悬垂金具等障碍物的越障过程进行了详细分析,采用遥控与局部自主相结合的设计思想,设计了机器人的控制系统,并基于Windows软件平台设计了人机交互平台。试验结果表明机器人具有爬坡角度大,越障能力强,行走时保护性好等优点。

关键词：输电线路巡检特种机器人双臂四轮

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双臂巡检机器人沿输电线路行走特性研究

北京理工大学学报 2019年第8期39卷 813-818页

作者：魏永乐房立金辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000 东北大学机器工程与自动化学院辽宁沈阳110819

传统双臂巡检机器人沿大跨度输电线路行走过程中存在行走轮受力不均、易脱线等问题.针对这些问题,分别建立了传统双臂巡检机器人和带柔索双臂巡检机器人行走轮受力模型,对比分析表明:与传统双臂巡检机器人相比,随着线路倾斜角度增大,带... 详细信息

传统双臂巡检机器人沿大跨度输电线路行走过程中存在行走轮受力不均、易脱线等问题.针对这些问题,分别建立了传统双臂巡检机器人和带柔索双臂巡检机器人行走轮受力模型,对比分析表明:与传统双臂巡检机器人相比,随着线路倾斜角度增大,带柔索双臂巡检机器人两臂行走轮受力较均匀,不会出现脱线现象.在相同质量参数和结构参数条件下,采用虚拟样机技术分析了2种类型机器人沿输电线路行走时行走轮受力情况,仿真结果表明,传统双臂巡检机器人在线路倾斜角度达到28°时,出现单臂挂线现象;而带柔索双臂巡检机器人在线路倾斜角度达到37°时,仍能保持稳定地双臂挂线.综合分析表明,带柔索双臂巡检机器人的结构设计在线路行走方面具有明显优势,对于倾斜角较大的大跨度输电线路具有更强的适应能力,行走稳定性更好.

关键词：巡检机器人双臂行走轮受力柔索

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双臂蔬菜嫁接机设计与试验

农业机械学报 2009年第9期40卷 175-181页

作者：杨丽刘长青张铁中中国农业大学工学院北京100083 北京联合大学机电学院北京100021

为提高2JSZ-600型单臂蔬菜嫁接机的嫁接速度和嫁接苗的成活率,在其基本结构基础上通过增加一组砧、穗木搬运机械手和优化切削机构几何参数,设计出一种双臂蔬菜嫁接机。通过机构分析和试验,确定了关键部件的结构参数。研究发现当切刀的... 详细信息

为提高2JSZ-600型单臂蔬菜嫁接机的嫁接速度和嫁接苗的成活率,在其基本结构基础上通过增加一组砧、穗木搬运机械手和优化切削机构几何参数,设计出一种双臂蔬菜嫁接机。通过机构分析和试验,确定了关键部件的结构参数。研究发现当切刀的旋转速度为210 r/min时,砧、穗木的切削效果均能满足要求。试验结果表明,与单臂嫁接机相比,该机在保持相同嫁接成功率和嫁接苗个体差异适应性水平条件下,嫁接速度达到854株/h、嫁接苗成活率为93.3%,分别提高了42.3%和3.3%。

关键词：蔬菜嫁接机双臂高速设计试验

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双臂空间机器人可操作度分析及其构型优化

宇航学报 2016年第10期37卷 1207-1214页

作者：张博梁斌王学谦李罡陈章朱晓俊哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 清华大学深圳研究生院深圳518054 北京邮电大学自动化学院北京100876

利用传统的操作度概念,分析多臂空间机器人的可操作度,特别是基座和辅助臂的耦合效应对任务机械臂的操作度的影响。进而利用基座姿态最小扰动和可操作度指标对多臂机器人机械臂的构型进行优化。最后对平面双臂空间机器人进行数值仿真,... 详细信息

利用传统的操作度概念,分析多臂空间机器人的可操作度,特别是基座和辅助臂的耦合效应对任务机械臂的操作度的影响。进而利用基座姿态最小扰动和可操作度指标对多臂机器人机械臂的构型进行优化。最后对平面双臂空间机器人进行数值仿真,并分析耦合效应对可操作度的影响以及在多臂构型优化中的应用。仿真结果表明本文的研究方法及结果可指导在轨服务中的近距离双臂协调交会、软对接和抓捕操作,具有较强的工程应用价值。

关键词：空间机器人可操作度双臂构型优化

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双臂巡检机器人越障能力分析

东北大学学报（自然科学版） 2017年第9期38卷 1293-1297页

作者：魏永乐房立金陶广宏东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000

研究了手臂固定式、手臂移动式和带柔索式三种类型双臂巡检机器人的越障能力,通过理论分析建立了三种类型双臂巡检机器人相应的越障能力数学模型,在设定基本相同的质量参数和结构参数前提下,计算得到了三种类型巡检机器人在不同线路坡... 详细信息

研究了手臂固定式、手臂移动式和带柔索式三种类型双臂巡检机器人的越障能力,通过理论分析建立了三种类型双臂巡检机器人相应的越障能力数学模型,在设定基本相同的质量参数和结构参数前提下,计算得到了三种类型巡检机器人在不同线路坡度下的最大越障距离.计算结果表明:带柔索双臂巡检机器人的手臂结构运动更为灵活,机器人越障能力更大,且越障距离可根据障碍物大小自由调节,因此带柔索双臂巡检机器人的结构设计具有明显优势,更易实现机器人轻量化设计.

关键词：巡检机器人质心调节双臂越障距离柔索

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一种新型带柔索双臂式巡检机器人设计

机器人 2013年第3期35卷 319-325页

作者：房立金魏永乐陶广宏东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

针对巡检机器人作业任务需求和输电线路障碍环境特点,提出了一种新型双臂式巡检机器人机构,在串联关节型手臂机构中增加了并联柔索.根据机器人的越障机理及线路障碍物类型,给出了机器人的两种典型越障控制流程.仿真分析了典型越障过程... 详细信息

针对巡检机器人作业任务需求和输电线路障碍环境特点,提出了一种新型双臂式巡检机器人机构,在串联关节型手臂机构中增加了并联柔索.根据机器人的越障机理及线路障碍物类型,给出了机器人的两种典型越障控制流程.仿真分析了典型越障过程中机器人手臂关节的受力状态.结果表明,增加柔索可大幅减小机器人手臂关节的转矩,手臂的刚柔混合设计可提高机器人对线路及障碍环境的适应能力.

关键词：巡检机器人双臂柔索越障

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服务机器人双臂协调操作的灵活性分析

华中科技大学学报（自然科学版） 2019年第5期47卷 33-38页

作者：李宪华孙青张雷刚宋韬安徽理工大学机械工程学院安徽淮南232001 上海大学机电工程与自动化学院上海200444

针对机器人双臂协调操作的灵活性问题,提出一种速度可操作度椭球相交体积指标进行分析,得到协作空间内奇异操作点和协作空间内各操作点的灵活性分布云图.首先,建立双臂的紧协调约束方程,并基于双臂连杆速度得到雅可比矩阵;然后,采用TOM... 详细信息

针对机器人双臂协调操作的灵活性问题,提出一种速度可操作度椭球相交体积指标进行分析,得到协作空间内奇异操作点和协作空间内各操作点的灵活性分布云图.首先,建立双臂的紧协调约束方程,并基于双臂连杆速度得到雅可比矩阵;然后,采用TOMM法求解双臂协调操作的可操作度椭球相交体积;最后,以服务机器人的双臂为研究对象,运用速度可操作度椭球相交体积指标进行双臂的灵活性分析,并应用Matlab对双臂协调操作的灵活性进行仿真分析,研究结果验证了上述分析的正确性,为双臂机器人的协调避碰提供了一定参考.

关键词：服务机器人双臂雅可比矩阵协调操作操作度椭球灵活性