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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

机理模型与集成学习混合驱动的机器人关节摩擦建模方法

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工程科学学报 2024年第6期46卷 1140-1150页

作者：邓金栋倪鹤鹏姬帅梁亮邹风山叶瑛歆山东建筑大学机电工程学院济南250101 山东大学机械工程学院济南250061 沈阳新松机器人自动化股份有限公司沈阳110180

机器人一体化关节广泛应用于医疗、协作机器人等领域,其摩擦特性是影响机器人性能的关键因素.为此,提出了一种机理模型与集成学习混合驱动的机器人关节摩擦建模方法,以提高模型精度.首先,综合考虑转速、负载等关节摩擦特性的影响因素及... 详细信息

机器人一体化关节广泛应用于医疗、协作机器人等领域,其摩擦特性是影响机器人性能的关键因素.为此,提出了一种机理模型与集成学习混合驱动的机器人关节摩擦建模方法,以提高模型精度.首先,综合考虑转速、负载等关节摩擦特性的影响因素及其周期波动特性,基于先验知识和物理分析分别建立了伺服电机与谐波减速器的参数化机理模型,描述摩擦特性的变化规律.然后,针对机理建模中因线性假设、忽略高阶项等产生的非线性残差,提出了基于eXtreme gradient boosting(XGBoost)的残差补偿模型建模方法,通过采用Boosting集成学习策略,提高残差补偿模型的泛化能力.同时,采用贝叶斯优化方法进行XGBoost模型的超参数寻优,以提高模型精度和训练效率.相比于传统的参数化机理模型,本文所提出的混合驱动模型具有更高精度.与反向传播神经网络、支持向量机、长短时记忆神经网络等多种典型方法的对比实验表明,本文所提出的基于XGBoost的残差补偿模型具有更强的特征提取能力,能够较好地预测强非线性的波动摩擦残差,有效地提高了整体模型的精度.

关键词：机器人关节摩擦特性建模混合驱动机理模型集成学习

Ce-Cu协同作用对Ce-CB/Al_(2)O_(3)催化剂催化甲醛乙炔化性能的影响

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现代化工 2024年第8期44卷 152-157,162页

作者：孙伟崔丽凤山东华鲁恒升化工股份有限公司山东德州253024

采用共沉淀法制备了具有不同Ce质量分数掺杂改性的CuO-Bi_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)催化剂,通过XRD、BET、H2-TPR、SEM、XPS等手段研究了Ce助剂对催化剂结构及其甲醛乙炔化反应性能的影响。结果表明,Ce和Cu的双金属协同作用不仅提高了CuO在... 详细信息

采用共沉淀法制备了具有不同Ce质量分数掺杂改性的CuO-Bi_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)催化剂,通过XRD、BET、H2-TPR、SEM、XPS等手段研究了Ce助剂对催化剂结构及其甲醛乙炔化反应性能的影响。结果表明,Ce和Cu的双金属协同作用不仅提高了CuO在催化剂中载体表面的分散度,还促进了CuO的还原活化过程,使得催化剂中的CuO高效转变为乙炔亚铜活性物种,并在反应过程中保持较高的分散度与稳定性。Ce掺杂改性的催化剂表现出更高的催化活性,在Ce5-CB/Al_(2)O_(3)催化剂催化甲醛乙炔化反应中,实现了93.7%的甲醛转化率以及98.1%的1,4-丁炔二醇选择性,且催化剂经历6次循环后催化活性未见明显降低。

关键词： Ce掺杂 Ce-CB/Al_(2)O_(3)催化剂协同作用甲醛乙炔化

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机器视觉技术在物流领域的应用与创新概述

物流技术与应用 2024年第6期29卷 96-101页

作者：王春茂杭州海康机器人股份有限公司

机器视觉技术在仓储和生产物流中,发挥着至关重要的作用。通过提供尺寸计量、自动化控制和检测溯源等功能,机器视觉技术被应用于AMR移动机器人的环境感知、自动分拣系统以及机器人拆码垛和货品拣选等场景,极大提升了物流效率和安全性。... 详细信息

机器视觉技术在仓储和生产物流中,发挥着至关重要的作用。通过提供尺寸计量、自动化控制和检测溯源等功能,机器视觉技术被应用于AMR移动机器人的环境感知、自动分拣系统以及机器人拆码垛和货品拣选等场景,极大提升了物流效率和安全性。随着深度学习的发展,机器视觉系统的算法能力得到加强,视觉分析的准确率进一步提高,将持续助力物流自动化和智能化程度提升。

关键词：机器视觉系统移动机器人机器视觉技术环境感知自动分拣系统深度学习应用与创新生产物流

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机器人核心零部件技术现状及趋势综述

机床与液压 2024年第3期52卷 196-202页

作者：赵赢王志杰李本旺吴曾萍重庆凯瑞机器人技术有限公司重庆401120 杭叉集团股份有限公司浙江杭州311305

机器人是制造业高质量发展的关键支撑装备,我国机器人及核心零部件已形成较为完善的产业体系,机器人用控制器综合性能指标接近国际先进水平,正向智能化、可扩展、高可靠方向引领行业发展。但在精密减速器、驱动器及伺服电机领域存在精... 详细信息

机器人是制造业高质量发展的关键支撑装备,我国机器人及核心零部件已形成较为完善的产业体系,机器人用控制器综合性能指标接近国际先进水平,正向智能化、可扩展、高可靠方向引领行业发展。但在精密减速器、驱动器及伺服电机领域存在精度保持性不足、可靠性低、运行平稳性和批量一致性差等关键“卡脖子”问题,无法满足复杂高端领域应用需求。对工业机器人核心零部件技术现状及趋势进行综述,从精密减速器、控制器系统、伺服系统以及测评方法4个方面对近些年国内外研究成果和存在的问题展开讨论,分析国内机器人核心零部件的关键技术与国际先进水平的差距,找出发展痛点与根本原因,有利于在工业机器人核心零部件研制过程中实现关键技术突破。

关键词：工业机器人精密减速器控制器伺服系统测评方法

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基于惯性技术的掘进机组合定位方法研究

煤炭科学技术 2024年

作者：孙凌飞刘亚彭继国杨木易马志愿张坤北斗天地股份有限公司山东科技大学山东省机器人与智能技术重点实验室山东能源集团设备管理中心

鉴于综掘工作面掘进机截割时工作周期长、振动幅度大等工况环境约束，单一惯性导航系统由于导航误差随时间累积的影响，很难在综掘流程中实现自主、实时、精准感知掘进机的姿态和位置。本文以惯性导航系统作为主系统，提出一种基于惯导... 详细信息

鉴于综掘工作面掘进机截割时工作周期长、振动幅度大等工况环境约束，单一惯性导航系统由于导航误差随时间累积的影响，很难在综掘流程中实现自主、实时、精准感知掘进机的姿态和位置。本文以惯性导航系统作为主系统，提出一种基于惯导系统与激光感知系统的掘进组合定位、定向方法。采用惯性导航系统获取掘进机实时姿态信息，并传至激光感知系统与其检测光点特征信息相结合，利用空间坐标变换求解位置信息，回传惯导系统进行位姿辅助校准，通过融合各检测子系统的优缺点以实现掘进机的位姿精准检测，有效克服了单一惯性导航系统检测数值漂移、系统可靠性差等问题。最后，通过地面模拟检测实验，和井下工业性试验，在不同工况下对检测系统的有效性和检测精度进行实验验证，结果表明：该组合定位系统横向偏移检测误差平均值小于10mm，纵向行进检测误差平均值小于20mm，能够满足不同工况下位姿检测的精度要求。将先进的信息融合技术引入煤矿开采科技，为煤巷综掘向无人化、智能化方向进一步发展提供理论指导和实践支撑。

关键词：惯性导航激光感知误差模型位姿检测

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基于同步动态优化的移动机器人最优速度规划

浙江大学学报（工学版） 2024年第8期58卷 1556-1564页

作者：樊志伟贾凯张雷邹风山杜振军刘明敏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

针对移动机器人在实际运动中受到运动极限的制约及非完整约束的影响,导致难以兼顾运动效率与执行器跟踪性能的问题,提出基于同步动态优化的速度规划方法.建立基于最优控制的速度规划方案,综合考虑机器人的车轮物理约束及车体规则约束.... 详细信息

针对移动机器人在实际运动中受到运动极限的制约及非完整约束的影响,导致难以兼顾运动效率与执行器跟踪性能的问题,提出基于同步动态优化的速度规划方法.建立基于最优控制的速度规划方案,综合考虑机器人的车轮物理约束及车体规则约束.提取约束生成器中的1、2阶约束,根据可达性分析,通过线性规划过程,递推得到参考轨迹,为数值优化提供初始猜测.考虑约束生成器中的3阶约束,采用约束松弛方法,通过基于内点法的同步迭代优化,得到最优配速方案.通过数值及仿真实验验证了以上算法,实验结果表明,移动机器人在运动效率上可以达到车轮物理极限或车体规则极限,在执行器跟踪性能上可以将路径位置误差减小20%以上,保证了运动过程平稳光滑.

关键词：移动机器人速度规划加加速度约束同步动态优化可达性分析

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技术创新拓宽机器人应用新场景

质量与标准化 2024年第9期 10-12页

作者：汪辉王蕾节卡机器人股份有限公司

在智能制造和自动化技术的浪潮中,机器人技术作为关键驱动力,正深刻改变着人类生产和生活方式。为加快推进机器人应用拓展,2023年1月,工业和信息化部、国家市场监督管理总局等17个部门印发了《“机器人+”应用行动实施方案》。该方案明... 详细信息

在智能制造和自动化技术的浪潮中,机器人技术作为关键驱动力,正深刻改变着人类生产和生活方式。为加快推进机器人应用拓展,2023年1月,工业和信息化部、国家市场监督管理总局等17个部门印发了《“机器人+”应用行动实施方案》。该方案明确提出,到2025年,要聚焦十大应用重点领域,突破100种以上机器人创新应用技术及解决方案,推广200个以上具有较高技术水平、创新应用模式和显著应用成效的机器人典型应用场景,打造一批“机器人+”应用标杆企业,建设一批应用体验中心和试验验证中心。

关键词：机器人应用应用体验机器人技术市场监督管理高技术水平工业和信息化部应用成效技术创新

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数字化经济时代企业财务智能化转型研究

乡镇企业导报 2024年第12期 156-158页

作者：王蓓蕾节卡机器人股份有限公司

随着数字化经济时代的到来，企业面临着前所未有的变革和挑战，财务管理作为企业运营的核心部门也不例外。数字化经济时代，企业通过云端化、自动化、数据驱动等手段，将帮助财务管理迎来更为智能化、高效化的发展。然而，企业在财务智... 详细信息

随着数字化经济时代的到来，企业面临着前所未有的变革和挑战，财务管理作为企业运营的核心部门也不例外。数字化经济时代，企业通过云端化、自动化、数据驱动等手段，将帮助财务管理迎来更为智能化、高效化的发展。然而，企业在财务智能化转型过程中面临着技术更新、数据安全、数据分析能力和人才素质等方面的挑战。因此，本文提出了加强财务数据安全监测与管理、搭建财务数据驱动的决策模型、持续强化财务团队数字化素养等解决方案，以期为企业财务智能化转型提供有益的参考与方案借鉴。

关键词：数字化经济企业财务管理智能化转型数据安全