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合作机器人的控制策略及实验研究

高技术通讯 2005年第11期15卷 30-34页

作者：董玉红张立勋沈锦华哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150001

为了实现合作机器人(cobot)与人直接合作,根据其特性,建立了cobot不完全约束关节机构的模型和它的控制模型,提出了cobot的控制策略,并对cobot跟踪直线和圆弧轨迹进行了实验研究.研究结果表明,该控制策略是可行的,能在人机合作的条件下使... 详细信息

为了实现合作机器人(cobot)与人直接合作,根据其特性,建立了cobot不完全约束关节机构的模型和它的控制模型,提出了cobot的控制策略,并对cobot跟踪直线和圆弧轨迹进行了实验研究.研究结果表明,该控制策略是可行的,能在人机合作的条件下使cobot跟踪期望轨迹,并不会因为机器人的失控而伤害操作者,可满足人机合作的要求.提出的cobot控制策略可以应用于外科手术、物料搬运和零件装配的合作机器人中.

关键词：合作机器人不完全约束控制策略实验研究

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合作机器人轨迹规划及实验研究

中国机械工程 2005年第22期16卷 1975-1978页

作者：张立勋董玉红路敦民沈锦华哈尔滨工程大学哈尔滨150001

为实现合作机器人(Cobot)的虚拟轨迹控制,提出了基于操作力的轨迹规划方法;根据操作力、期望轨迹和Cobot末端当前位置,对Cobot进行了轨迹规划,建立了Cobot的轨迹规划模型,并对Cobot跟踪直线和圆弧轨迹进行了实验研究。结果表明,基于操... 详细信息

为实现合作机器人(Cobot)的虚拟轨迹控制,提出了基于操作力的轨迹规划方法;根据操作力、期望轨迹和Cobot末端当前位置,对Cobot进行了轨迹规划,建立了Cobot的轨迹规划模型,并对Cobot跟踪直线和圆弧轨迹进行了实验研究。结果表明,基于操作力的轨迹规划方法能在人机合作的条件下使Cobot跟踪期望轨迹,且操作力的大小不影响Cobot的运动轨迹,Cobot的运动速度随着操作力的增加而增大,符合人机合作要求。基于操作力的轨迹规划模型可应用于外科手术、物料搬运和零件装配的人机合作机器人中。

关键词：合作机器人 Cobot 虚拟轨迹轨迹规划操作力

合作机器人微操作力提升系统的控制策略及实验研究

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高技术通讯 2007年第5期17卷 493-497页

作者：董玉红张立勋刘亚鹏哈尔滨理工大学机械动力学院哈尔滨150080 哈尔滨工程大学机电学院哈尔滨150001

根据合作机器人提升系统的组成和工作原理,提出了顺应操作者特性的阻抗控制策略,建立了微操作力提升系统的数学模型和Simulink仿真模型,对阻抗控制策略进行了仿真分析。基于dSPACE半物理仿真平台对提升系统的控制策略进行了实验研究。... 详细信息

根据合作机器人提升系统的组成和工作原理,提出了顺应操作者特性的阻抗控制策略,建立了微操作力提升系统的数学模型和Simulink仿真模型,对阻抗控制策略进行了仿真分析。基于dSPACE半物理仿真平台对提升系统的控制策略进行了实验研究。研究结果表明,该控制策略是可行的,操作者施加较小的操作力,提升系统就能顺应人的操作升降重物,且能满足操作者提升操作的柔顺性要求。

关键词：合作机器人微操作力阻抗控制策略

合作机器人助力型关节机构的驱动控制及实验研究

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哈尔滨工程大学学报 2008年第10期29卷 1097-1102页

作者：董玉红张立勋哈尔滨理工大学机械动力工程学院黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

根据合作机器人(Cobot)的特点和超越离合器的特性,提出了基于双单向超越离合器的助力型关节机构,利用拉格朗日方法建立了单向超越离合器的数学模型和助力型关节机构的动力学模型,并基于dSPACE半物理仿真平台对助力型关节机构的特性进行... 详细信息

根据合作机器人(Cobot)的特点和超越离合器的特性,提出了基于双单向超越离合器的助力型关节机构,利用拉格朗日方法建立了单向超越离合器的数学模型和助力型关节机构的动力学模型,并基于dSPACE半物理仿真平台对助力型关节机构的特性进行了实验研究.研究结果表明,该助力型关节机构可以跟踪指令信号,具有助力约束特性,可以克服摩擦阻力,使Cobot操作轻便省力,满足合作机器人与人合作的性能要求.具有这种关节的机器人可以应用于物料搬运以及航空、航天等大型武备零件的装配生产线中.

关键词：合作机器人关节机构驱动控制 dSPACE

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合作机器人的关键技术及实验研究

哈尔滨工程大学学报 2006年第3期27卷 423-428页

作者：董玉红张立勋王怀军沈锦华哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了使合作机器人(Cobot)在同一作业空间内与人直接进行物理合作,对Cobot的不完全约束关节机构和虚拟轨迹控制2项关键技术进行了建模及实验研究.建立了基于双超越离合器的不完全约束关节机构的模型及约束控制模型,并以五杆式Cobot为实... 详细信息

为了使合作机器人(Cobot)在同一作业空间内与人直接进行物理合作,对Cobot的不完全约束关节机构和虚拟轨迹控制2项关键技术进行了建模及实验研究.建立了基于双超越离合器的不完全约束关节机构的模型及约束控制模型,并以五杆式Cobot为实验样机对关节机构的被动约束特性进行了实验验证.提出了基于操作力的轨迹规划方法,建立了轨迹规划模型,并对Cobot跟踪给定直线和圆弧轨迹进行了实验研究.研究结果表明,不完全约束关节机构具有被动特性,可以约束Cobot关节的运动状态;轨迹规划方法可以实现Cobot的轨迹控制.文中的研究成果经过进一步完善,可以应用到合作机器人系统,对完善人机合作技术、扩大机器人产业和提高机器人的作业水平等具有重要的实际意义.

关键词：合作机器人不完全约束虚拟轨迹控制关键技术

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基于双超越离合器的合作机器人建模及仿真

机械工程学报 2005年第10期41卷 159-163,169页

作者：董玉红张立勋哈尔滨工程大学机电学院哈尔滨150001

根据合作机器人(Collaborativerobot,Cobot)与人合作的特点,建立了基于双超越离合器的不完全约束关节机构模型和控制模型,并对其特性进行了仿真分析。在此基础上建立了Cobot轨迹控制的模型和仿真模型,对Cobot跟踪期望轨迹进行了仿真研... 详细信息

根据合作机器人(Collaborativerobot,Cobot)与人合作的特点,建立了基于双超越离合器的不完全约束关节机构模型和控制模型,并对其特性进行了仿真分析。在此基础上建立了Cobot轨迹控制的模型和仿真模型,对Cobot跟踪期望轨迹进行了仿真研究。仿真结果表明,Cobot能够跟踪期望轨迹,具有被动的约束特性,能够实现与人合作。这种Cobot可以应用在物料搬运和零件的装配等需要人机合作的场合。

关键词：合作机器人超越离合器不完全约束建模仿真

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合作机器人微操作力提升系统的模糊控制研究

机械设计与研究 2006年第6期22卷 35-37,41页

作者：张立勋董玉红哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150001 哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080

根据合作机器人提升系统的组成和工作原理,提出了适应操作者特性的模糊控制策略,建立了微操作力提升系统的数学模型,利用MATLAB软件的模糊控制工具箱设计了提升系统的模糊控制器,建立了提升系统的仿真模型,对模糊控制策略进行了仿真分析... 详细信息

根据合作机器人提升系统的组成和工作原理,提出了适应操作者特性的模糊控制策略,建立了微操作力提升系统的数学模型,利用MATLAB软件的模糊控制工具箱设计了提升系统的模糊控制器,建立了提升系统的仿真模型,对模糊控制策略进行了仿真分析.仿真结果表明该控制策略是可行的,能够满足合作机器人微操作力提升系统的性能要求。该研究对微操作力提升系统的性能分析和改进具有实际的参考价值。

关键词：合作机器人微操作力模糊控制策略 MATLAB

基于MATLAB的合作机器人(Cobot)动力学仿真

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哈尔滨工程大学学报 2005年第1期26卷 92-97页

作者：董玉红张立勋哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

合作机器人(Cobot)是能直接与人合作的机器人.为了分析Cobot的动力学性能,应用牛顿-欧拉法,基于MATLAB对四自由度Cobot进行了动力学仿真.推导了Cobot的运动约束方程和动力学方程,构成了Cobot的约束矩阵方程.通过MATLAB函数来求解约束矩... 详细信息

合作机器人(Cobot)是能直接与人合作的机器人.为了分析Cobot的动力学性能,应用牛顿-欧拉法,基于MATLAB对四自由度Cobot进行了动力学仿真.推导了Cobot的运动约束方程和动力学方程,构成了Cobot的约束矩阵方程.通过MATLAB函数来求解约束矩阵方程,建立了Cobot的动力学仿真模型,并对Cobot跟踪给定直线进行了仿真分析.仿真结果表明,该仿真模型具有Cobot机器人的特点,可以方便地获得Cobot的动力学参数,为实现机器人的控制及性能改进提供了理论依据.

关键词： MATLAB 合作机器人动力学

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合作机器人的关键技术及仿真研究

系统仿真学报 2005年第Z2期17卷 91-94页

作者：董玉红张立勋王怀军哈尔滨工程大学机电学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学机电学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学机电学院哈尔滨150001

根据合作机器人(Cobot)与人合作的特点,对其不完全约束关节机构和虚拟轨迹控制两项关键技术进行了建模及仿真研究.建立了基于双超越离合器的不完全约束关节机构的模型,对该机构的被动约束特性进行了仿真分析.根据Cobot虚拟轨迹控制的原... 详细信息

根据合作机器人(Cobot)与人合作的特点,对其不完全约束关节机构和虚拟轨迹控制两项关键技术进行了建模及仿真研究.建立了基于双超越离合器的不完全约束关节机构的模型,对该机构的被动约束特性进行了仿真分析.根据Cobot虚拟轨迹控制的原理,提出了基于操作力的虚拟轨迹控制方法,给出了Cobot跟踪给定轨迹的仿真结果.研究结果表明,不完全约束关节机构具有被动的特性,能够约束Cobot的运动;基于操作力的虚拟轨迹控制方法能使Cobot跟踪期望轨迹,满足人机合作的要求.研究Cobot的关键技术对我国开发机器人产品、改进人机合作技术等均具有重要的实际意义.

关键词：合作机器人关键技术不完全约束虚拟轨迹控制