机器人启示录各关节的运动范围超限警报是怎样实现的

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2014-12-08 10:23 标签： 机器人启示录
双足仿人机器人的设计与步态分析_百度文库
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双足仿人机器人的设计与步态分析|
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基于Pro_E的关节型机器人工作空间求解|机​器​人​工​作​空​间​求​解
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仿人机器人复杂动作设计中人――体运动数据提取及分析方法(1)|仿​人​机​器​人​复​杂​动​作​设​计​中​人​―​―​体​运​动
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你可能喜欢欠驱动冗余度机器人运动优化控制
0　引言针对欠驱动机器人系统的研究目前得到不少学者的关注。这种系统中机器人臂的部分关节不能提供输出力 /力矩 ,系统的运动依靠少数的主动关节驱动实现 ,在空间机器人的容错控制、工业高速运动机器人、多冗余度机器人、闭链机械臂等方面有重要的应用前景和研究价值。目前对这种系统的研究大多集中在被动关节的位置控制 [1～ 4] 、倒立摆的不稳定平衡控制[5] 、空间机器人系统的关节空间平衡流形控制[8] 等方面。例如 :Anthony M.Black[1] 研究了非完整动力学系统的控制稳定性问题 ,研究的对象为欠驱动机器人系统。Rodney G.Roberts[9]研究了欠驱动机器人的灵活性和奇异性问题 ,这在分析欠驱动机器人系统的可控性时是非常有用的。HirohikoArai[4] 研究了欠驱动机器人的时间尺度 ( Time-Scaling)控制方法 ,实现了系统的位置控制 ,这种方法的控制精度或操作效率依赖于被动关节中制动器的响应速度...&
(本文共5页)
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1引言(Introduction) 欠驱动(under.actUated)机器人是一种部分关节为被动(passive)关节的机械臂系统.这种机械臂具有以下特点:l)被动关节中不安装驱动元件,机械臂的本体结构容易设计,系统成本降低;2)机械臂的比刚度增大,工作于高速状态时有更好的动态性能;3)本体结构有较高的可靠性,可用于空间机器人系统.近年来这种机器人系统成为机器人技术研究的重要方向之一如劫山ony M. Bloch仁’〕以欠驱动机器人为对象研究了非完整动力学系统的控制稳定性问题.托rohiko Arai闭研究了欠驱动机器人的时间尺度(tin3e-scaling)控制方法,实现了系统的位置控制,这种方法的控制精度或操作效率依赖于被动关节中制动器的响应速度.RodneyG.Rd父rts闭研究了欠驱动机器人的灵活性和奇异性问题,在分析欠驱动机器人系统的非完整可控性时是非常重要的.Kangs水流闻研究了倒立摆的控制稳定性问题,给出了3...&
(本文共6页)
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本文对冗余度机器人运动学逆解进行了详细的分析和研究，提出了极值法确定优化因子、加速度校正的阻尼投影梯度法；通过分析现有的几个优化性能指标的优缺点，本文确定了其中较合理的优化指标；采用线性加权法实现冗余度机器人的多目标融合控制，其中，对单一指标的梯度矢量采用了规范化方法进行了处理，对权系数的确定采用了模糊推理法，并新提出了运动预测法，该方法能动态的确定各个单一性能指标的优先级，通过这种优先级的调整，线性加权法能较好在各个单一目标之间进行协调的优化，实现多目标融合优化控制；针对冗余度机器人的工作空间分析，本文提出了定面—定位—定向的分析思路，并以该分析思路为基础，采用“三视图”法确定了带电作业机器人的工作空间；针对冗余度机器人关节范围求解，本文提出了以工作平面分类为基础的求解方法，该方法把机器人关节运动范围的三维分析转化到二维空间内，并根据各个工作平面内机器人各个关节受到约束情况，对工作平面进行分类，最终把机器人关节运动范围分析简化...&
(本文共84页)
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０前言目前冗余度机器人的优化控制方法中，大多数是从逆运动学或动力学方程出发，利用广义逆解中齐次项实现某些目标函数的优化。其中典型的算法有梯度投影法ＣＰＭ［’］、加权最小范数解ＷＬＮ法［’」和其他一些改进算法，如改进的加权算法ＭＷＧＰＭ［’］、零空间算法ＮＡ。‘一等。从控制结构上看，这些方法都是以所有关节角作为状态变量，即优化控制直接针对所有关节进行，以ＧＰＭ法为例，其算法结构可以用图１的控制框图表示。凸Ｈ二已于Ｌ是性能指标Ｈ的梯度。凸４可以视”““ｓｑ““’““”“『”“”””””“’”为反馈修正量，在ＧＰＭ法中反馈修正量与西Ｈ为线性关系，而ＷＬＮ法中则为非线性关系。有上述控制结构图可以看出，以往的冗余度机器人优化算法存在以下问题。（ｌ）运算量大，广义逆及梯度计算困难，特别是在进行动力学优化时，实时性差。（２）优化结果一般难于保证性能指标的最优化，优化潜力很难完全发挥。（３）运动学、动力学分析方法与非冗余度机器人不统一，不能充分...&
(本文共4页)
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冗余度机器人是20世纪80年代末出现,在90年代得到发展的一种先进机器人系统,它由空间技术和先进制造的需要而产生。人们利用其特有的冗余特性,可以克服一般机器人灵活性差、避障能力低、关节超限以及动力学性能差等缺点。更重要的是,利用冗余特性可以对机器人的运动进行优化,针对不同的机器人,可以提出合适的优化目标,而针对此优化目标,可以通过冗余关节调整机器人的运动,从而达到优化机器人运动的目的。冗余度机器人的冗余特性使得它运用十分广泛。本课题以医工交叉为研究背景,在国家自然科学基金()和机械系统与振动国家重点实验室自主课题基金(MSV-MS-2010-02)的资助下,成功地将冗余特性应用在了手术辅助机器人上,并取得良好的实验效果。此手术辅助机器人的主要作用是在骨科手术中辅助医生完成精细的操作,主要有截骨切削、磨削钻孔、夹持固定等功能。下面就本文所的主要内容予以说明:1.采用D-H法建立了机器人的D-H坐标,并在此基础上计算...&
(本文共82页)
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O 月叮舀 冗余度机器人是指所含主动关节数目多于完成操作任务所需最少自由度的一类机器人。由于冗余自由度的存在,机器人关节位形可以按一定规律自由的运动而不改变末端位姿,该运动称为自运动,自运动变量就是这一运动的量值[1]。从自运动控制的角度来描述运动学优化问题,就是指选取一组自运动变量使得性能指标达到最优。 唐世明[1]从冗余度机器人自运动出发,通过构造以自运动变量为状态变量的优化控制系统,提出了基于自运动控制的优化算法。以冗余自由度数目为1的空间7R机器人为例,采用插值法获得以自运动变量表示的性能指标,实现对冗余度机器人的优化控制。但是该算法也存在不足之处:当用于多冗余度机器人优化控制时,采用插值法来获得以自运动变量表示的性能指标,是不可取的;因为每增加一个冗余度,插值点的数目成几何级数增加,会造成系统运算量大,实时性较差。 周东辉[2]在研究自运动流形及其奇异性时,提出了计算雅可比矩阵零空间矢量的算法以确定自运动流形;但是该方...&
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出版：《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司
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HR_59机器人运动学分析及其在管件焊接中的应用|
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