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机电一体化机器人关节及其驱控系统硬件设计 被引量:25
1
作者 吕石磊 曹其新 +2 位作者 李想 孙明镜 顾凯 《重庆邮电大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2021年第1期111-117,共7页
机器人关节模组是机器人的关键部件,目前传统机器人关节模组具有关节构型固定,功能单一,不开源开发接口,智能化程度低,无法快速重部署等一系列问题。针对以上问题,设计出一种高度集成的机电一体化机器人关节模组,将机械结构、控制、驱... 机器人关节模组是机器人的关键部件,目前传统机器人关节模组具有关节构型固定,功能单一,不开源开发接口,智能化程度低,无法快速重部署等一系列问题。针对以上问题,设计出一种高度集成的机电一体化机器人关节模组,将机械结构、控制、驱动、通讯等功能集于一体。该关节模组可以在完成机械连接的同时完成电气连接,组装后可方便启动关节并配置各个关节的关键参数;采用基于多传感器反馈的智能化控制技术,可以采集关节内各类数据供用户分析,并作为控制系统的实时反馈;模块化的设计容许用户可以根据具体任务要求灵活使用该机器人关节模组,快速改变模组之间的排列方式,进行构型重部署,快速搭建各种构型机器人,实现机器人设计的定制化和智能化。 展开更多
关键词 机器人模块 模块化设计 系统集成 伺服控制 机械臂
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机器人视觉伺服控制及应用研究的现状 被引量:7
2
作者 黎志刚 段锁林 +1 位作者 赵建英 毕友明 《太原科技大学学报》 2007年第1期24-31,共8页
在论述机器人视觉伺服控制的发展及研究现状的基础上,讨论了视觉伺服控制的基本结构、控制系统中关键部件的研究和发展状况,并对其中发现的关键性问题进行了分析,提出了解决这些问题的一些方法。
关键词 机器人视觉 视觉伺服控制
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生物工程微操作机器人视觉系统的研究 被引量:6
3
作者 李旭东 宗光华 +1 位作者 毕树生 赵玮 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期249-252,共4页
针对生物工程领域显微操作的要求和特点 ,设计并实现了一个显微视觉系统 .该系统采用基于相关系数的模板匹配算法和基于形态学运算的识别算法 ,能同时获得至少 3个目标的二维位置信息 .这两种算法均可由能够用硬件并行实现的离散卷积运... 针对生物工程领域显微操作的要求和特点 ,设计并实现了一个显微视觉系统 .该系统采用基于相关系数的模板匹配算法和基于形态学运算的识别算法 ,能同时获得至少 3个目标的二维位置信息 .这两种算法均可由能够用硬件并行实现的离散卷积运算来实现 ,从而能够快速地计算目标的位置信息 ,实现了实时视觉伺服控制 .实验结果表明视觉伺服控制能有效地提高系统的性能 ; 展开更多
关键词 机器人视觉 计算机视觉 目标跟踪 视觉伺服控制
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新型六足机器人机构与控制系统设计 被引量:13
4
作者 王倩 陈甫 +1 位作者 臧希喆 赵杰 《机械设计与制造》 北大核心 2008年第3期148-150,共3页
六足机器人的研究对于崎岖地形的无人探测具有重要意义。为了开发可靠实用的六足机器人,设计了一种新型六足机器人的机构与控制系统。该机器人腿部由三个四杆机构复合而成,具有结构紧凑、传动可靠的优点。对机器人进行了运动学分析,并在... 六足机器人的研究对于崎岖地形的无人探测具有重要意义。为了开发可靠实用的六足机器人,设计了一种新型六足机器人的机构与控制系统。该机器人腿部由三个四杆机构复合而成,具有结构紧凑、传动可靠的优点。对机器人进行了运动学分析,并在Matlab和ADAMS中进行了步态规划及仿真实验,以此为基础建立了机器人的"动作库",供控制系统调用。并为机器人设计了基于ARM和FPGA的多层次控制系统。 展开更多
关键词 六足机器人 步态规划 动作库 舵机控制 PWM
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蚁群算法优化PID的机器人位置伺服控制 被引量:13
5
作者 刘沛 蒋超 《国外电子测量技术》 北大核心 2021年第6期59-63,共5页
针对机器人位置伺服系统在干扰环境下控制性能较差的问题,设计了蚁群算法优化PID的机器人位置伺服控制方法。选取三相直流无刷电机作为机器人位置伺服的驱动系统,利用包括速度环和位置环两部分的双闭环伺服控制系统控制机器人位置,选取... 针对机器人位置伺服系统在干扰环境下控制性能较差的问题,设计了蚁群算法优化PID的机器人位置伺服控制方法。选取三相直流无刷电机作为机器人位置伺服的驱动系统,利用包括速度环和位置环两部分的双闭环伺服控制系统控制机器人位置,选取增量式PID控制器校正速度环公式,利用蚁群算法获取增量式PID控制器的控制参数最优值,改进机器人控制参数的调节,实现蚁群算法优化PID的机器人位置伺服控制。实验结果表明,该方法的控制机器人位置伺服系统机器人实际位置与期望位置极为接近,系统超调量低于5%,扰动调节时间低于40 ms。 展开更多
关键词 蚁群算法 优化 PID 机器人 位置 伺服控制 更新信息素 控制参数
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工业机器人伺服控制系统建模及仿真 被引量:11
6
作者 林立 秦芳清 +3 位作者 陈玮 陈鸿蔚 陈红专 万炳呈 《邵阳学院学报(自然科学版)》 2019年第6期25-32,共8页
基于工业机器人伺服控制系统原理,研究了永磁同步电机的位置、转速、电流三闭环伺服控制系统。首先阐述了系统的结构,分析了永磁同步电机的动态数学模型,其次研究了伺服系统矢量控制和空间矢量脉宽调制的机理,最后依据结构及原理在Matla... 基于工业机器人伺服控制系统原理,研究了永磁同步电机的位置、转速、电流三闭环伺服控制系统。首先阐述了系统的结构,分析了永磁同步电机的动态数学模型,其次研究了伺服系统矢量控制和空间矢量脉宽调制的机理,最后依据结构及原理在Matlab/Simulink中对系统进行建模和仿真。仿真结果表明,工业机器人伺服系统在转速、电流内环的辅助下,位置环具有良好的位置跟随性能,系统仿真模型为研究高性能工业机器人奠定了基础。 展开更多
关键词 工业机器人 伺服控制 永磁同步电机 矢量控制 坐标变换 空间矢量脉宽调制 建模仿真
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机器人手臂控制系统的设计与研究 被引量:11
7
作者 吴学礼 刘浩南 许晴 《河北科技大学学报》 CAS 2014年第4期361-365,共5页
机器人在工业上已经取得了非常大的进步,尤其是视觉传感器的应用对于机器人的智能化有很大的帮助。基于DMC5480运动控制卡,通过视觉处理系统实现了RS232串行通信,设计了一套可识别机器人手臂的精准定位系统,详细研究了控制系统硬件,规... 机器人在工业上已经取得了非常大的进步,尤其是视觉传感器的应用对于机器人的智能化有很大的帮助。基于DMC5480运动控制卡,通过视觉处理系统实现了RS232串行通信,设计了一套可识别机器人手臂的精准定位系统,详细研究了控制系统硬件,规划了控制系统控制策略,编写了上位机操作软件。最后设计了一套带视觉识别的象棋机器人手臂。实验结果表明,机器人手臂可以代替人手功能在工作区域内沿任意轨迹运动。 展开更多
关键词 视觉识别 机器人手臂 DMC5480运动控制卡 伺服控制
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基于微小型移动机器人的微操作系统 被引量:9
8
作者 宋宇 郭伟 孙立宁 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期96-103,共8页
提出一种新颖的基于宏/微双重驱动微小型移动机器人的微操作系统。机器人在宏运动状态下为典型的轮式机器人,在微运动状态下为尺蠖运动机器人。将集成微夹持器的微操作器安装在机器人移动定位平台上用于实现微操作任务。为了自动导航... 提出一种新颖的基于宏/微双重驱动微小型移动机器人的微操作系统。机器人在宏运动状态下为典型的轮式机器人,在微运动状态下为尺蠖运动机器人。将集成微夹持器的微操作器安装在机器人移动定位平台上用于实现微操作任务。为了自动导航机器人完成微操作任务,设计外部智能视觉系统。视觉系统分为全局视觉与显微视觉两个子部分,机器人在全局视觉的导航控制下以宏运动状态实现大范围的粗定位,并使机器人微夹持器末端准确地进入显微镜视场。在显微视觉的导航控制下以微运动状态实现小范围、高精度的精定位,并完成微操作任务。试验表明,提出的基于微小型移动机器人的微操作系统能够成功地实现微小零件的夹取与装配。 展开更多
关键词 微小型移动机器人 宏/微双重驱动 微操作 视觉伺服控制
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天然橡胶割胶机器人视觉伺服控制方法与割胶试验 被引量:9
9
作者 周航 张顺路 +4 位作者 翟毅豪 王松 张春龙 张俊雄 李伟 《智慧农业(中英文)》 2020年第4期56-64,共9页
自动化割胶不仅可以把胶工从繁重的体力劳动和恶劣的工作环境中解放出来,还能降低对胶工的技术依赖,极大地提高生产效率。实现非结构环境下作业信息自主获取及割胶位置伺服控制是割胶机器人的关键技术。针对工作环境复杂多变、作业信息... 自动化割胶不仅可以把胶工从繁重的体力劳动和恶劣的工作环境中解放出来,还能降低对胶工的技术依赖,极大地提高生产效率。实现非结构环境下作业信息自主获取及割胶位置伺服控制是割胶机器人的关键技术。针对工作环境复杂多变、作业信息叠加交互、目标背景特征相近、亚毫米级作业精度要求等技术难点,本研究以人工橡胶林中橡胶树为割胶对象研发割胶机器人,通过建立割胶轨迹的空间数学模型,规划机器人快速接近和远离操作空间的运动路径;采用双目立体视觉技术获取树干和割线结构参数,融合机器人运动学、机器视觉技术和多传感器反馈控制技术研制了割胶机器人模块化样机。割胶机器人主要由轨道式机器人移动平台、多关节机械臂、双目立体视觉系统和末端执行器等组成。在海南天然橡胶林进行的割胶试验结果表明,在割胶机器人切割1 mm厚的橡胶树皮时,耗皮量误差约为0.28 mm,切割深度误差约为0.49 mm。该研究可为探索天然橡胶树的自动化割胶作业提供技术参考。 展开更多
关键词 天然橡胶 机器人 轨迹规划 图像处理 信息融合 视觉伺服控制
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大范围视觉伺服方法在空间机器人上的应用 被引量:7
10
作者 张国亮 王捷 刘宏 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期85-89,共5页
为了克服人工维护卫星危险性高及成本昂贵等种种弊端,采用在卫星主体上安装一个空间机械臂、臂的末端安装单目摄像机的方法,无需远程遥操作控制,即可利用手眼视觉控制机械臂完成卫星的自我维护.在传统的基于位置的视觉伺服(PBVS)与基于... 为了克服人工维护卫星危险性高及成本昂贵等种种弊端,采用在卫星主体上安装一个空间机械臂、臂的末端安装单目摄像机的方法,无需远程遥操作控制,即可利用手眼视觉控制机械臂完成卫星的自我维护.在传统的基于位置的视觉伺服(PBVS)与基于图像的视觉伺服(IBVS)基础上,提出一种复合视觉伺服控制方法,通过在线估计目标的深度和旋转姿态来选择PBVS和IBVS控制器.该方法既具有两种伺服方法各自的优点,又保证了图像空间与笛卡尔空间轨迹的可控性.大范围运动(尤其是涉及到旋转伺服)时选择PBVS控制器,小范围运动时则使用IBVS控制器,从而实现了空间机器人的大范围完全自主视觉伺服控制.针对空间环境的特殊性,设计并实现了一种合作目标识别方法,确保了伺服系统能够在复杂的环境下快速稳定地提取伺服特征.实验结果表明,该方法在进行大范围视觉伺服时,伺服定位准确,对采样和标定误差具有鲁棒性. 展开更多
关键词 空间机器人 视觉伺服 目标识别 伺服控制
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表情机器人设计与实现 被引量:8
11
作者 李娜 陈工 王志良 《微计算机信息》 北大核心 2007年第35期232-233,289,共3页
表情机器人的研究在国内还处于初级阶段,为了推进这一新的科学热点的研究,本文从生物学的角度和和谐人机交互的角度出发,运用了机械设计、传感器技术、舵机控制、嵌入式系统、人工智能等技术设计了一个情感机器人头,它可以和人进行对话... 表情机器人的研究在国内还处于初级阶段,为了推进这一新的科学热点的研究,本文从生物学的角度和和谐人机交互的角度出发,运用了机械设计、传感器技术、舵机控制、嵌入式系统、人工智能等技术设计了一个情感机器人头,它可以和人进行对话并产生表情,最终为人机交互的过程中人们能与计算机进行具有情感、自然、和谐的交互提供接口。 展开更多
关键词 表情机器人传感器嵌入式舵机控制
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基于分布式PLC的罗拉柔性装配系统设计
12
作者 于伶 李海东 《自动化与仪表》 2024年第9期41-46,共6页
针对罗拉装配生产中工件规格种类多、工序繁杂、流程长、中转环节多、以人工操作为主等特点,为提高企业的自动化程度,该文提出了基于Device Net总线的分布式PLC控制系统。对生产线中各单元进行模块化柔性设计,兼容多工件规格、多工序组... 针对罗拉装配生产中工件规格种类多、工序繁杂、流程长、中转环节多、以人工操作为主等特点,为提高企业的自动化程度,该文提出了基于Device Net总线的分布式PLC控制系统。对生产线中各单元进行模块化柔性设计,兼容多工件规格、多工序组合;应用工业机器人与伺服控制技术,实现了机器人自动上下料、自动清洗、激光打标、轴承压装、保护帽安装、注黄油、喷防锈油、裹膜包装、码垛装箱等连续流程作业。实际运行表明,该系统运行可靠、维护方便,能有效降低用工成本、提高生产效率,为企业实现连续化、自动化、信息化的全面智能升级改造提供了基础。 展开更多
关键词 罗拉 Device Net总线 分布式PLC 机器人 伺服控制
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电液手控器型遥操作机器人力反馈控制策略 被引量:6
13
作者 倪涛 赵丁选 张红彦 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期190-194,共5页
针对现有电动力反馈操纵装置存在刚度小、力效果不明显的问题,设计了电液伺服力反馈手控器。该手控器在水平方向上具有X、Y两个旋转自由度,每个自由度采用单独的伺服阀控液压马达驱动,空间运动互不干涉。综合传统的力反射伺服型和并列... 针对现有电动力反馈操纵装置存在刚度小、力效果不明显的问题,设计了电液伺服力反馈手控器。该手控器在水平方向上具有X、Y两个旋转自由度,每个自由度采用单独的伺服阀控液压马达驱动,空间运动互不干涉。综合传统的力反射伺服型和并列型双向伺服控制算法的优点,提出力/位置偏差复合型主从双向控制策略。以液压手控器为主手,四自由度工程机器人为从手,进行主从遥操作力反馈双向伺服试验研究。验证了力/位置偏差复合型控制算法能有效提高系统响应的快速性和稳定性。 展开更多
关键词 遥操作机器人 手控器 力/位置偏差复合算法 双向伺服控制
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面向全自主智能机器人的无标定图像视觉伺服控制研究
14
作者 胡茂伟 《计算机测量与控制》 2024年第7期169-175,共7页
在利用全自主智能机器人检测、搬运目标物的过程中,为了提高主机元件对机器人的伺服控制效果,设计了一种无标定图像视觉伺服控制方法;首先,根据机器人轨迹的无标定估计结果,计量目标物的位姿点,推导出机器人无标定图像中的目标物检测与... 在利用全自主智能机器人检测、搬运目标物的过程中,为了提高主机元件对机器人的伺服控制效果,设计了一种无标定图像视觉伺服控制方法;首先,根据机器人轨迹的无标定估计结果,计量目标物的位姿点,推导出机器人无标定图像中的目标物检测与追踪条件;按需连接视觉伺服控制器,通过求解机器人无标定运动内积的方式,计算图像视觉特征的伺服选择标准,实现对机器人无标定图像视觉特征的伺服选择;然后,在无标定图像中定义雅克比矩阵,根据图像视觉分割原则,完成机器人图像角点的伺服匹配处理,再通过确定强化控制参数的取值范围,实现无标定图像的视觉伺服控制;根据实验可知,应用该方法可以解决智能机器人难以运动至标定区域的问题,为提高伺服控制指令的执行有效性提供了保障。 展开更多
关键词 智能机器人 无标定图像 伺服控制 位姿点 运动内积 雅克比矩阵 视觉分割 伺服匹配
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基于DSP的巡逻保安机器人的运动控制系统 被引量:2
15
作者 张铁 谢存禧 龚树强 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期26-30,共5页
针对公共场所对移动性巡逻保安的特殊要求,研制了一种巡逻保安机器人.该机器人利用双直流减速伺服电机进行驱动,其运动控制系统采用分级控制方式,包含主控级、协调级、执行级和遥控级.文中主要对巡逻保安机器人的DSP控制系统、协调级和... 针对公共场所对移动性巡逻保安的特殊要求,研制了一种巡逻保安机器人.该机器人利用双直流减速伺服电机进行驱动,其运动控制系统采用分级控制方式,包含主控级、协调级、执行级和遥控级.文中主要对巡逻保安机器人的DSP控制系统、协调级和执行级中的参数检测方法及电机驱动电路进行了研究,并探讨了三环控制的算法及程序.最后通过运行实验证实,所开发的控制系统完全能够满足巡逻保安机器人伺服控制的要求. 展开更多
关键词 巡逻保安机器人 运动控制 DSP控制 伺服控制
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中国机器人伺服控制技术竞争力及提升路径
16
作者 费钟琳 楚磊 赵顺龙 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第3期343-348,共6页
中国机器人核心技术竞争力与国际领先国家相比仍有很大的差距,迫切需要提升以伺服控制技术、减速机技术等为代表的机器人核心技术竞争力。文章采用专利信息数据从专利数量、专利质量、专利价值三个维度对中国机器人伺服控制领域的技术... 中国机器人核心技术竞争力与国际领先国家相比仍有很大的差距,迫切需要提升以伺服控制技术、减速机技术等为代表的机器人核心技术竞争力。文章采用专利信息数据从专利数量、专利质量、专利价值三个维度对中国机器人伺服控制领域的技术竞争力进行分析,并将其与美国、德国、韩国等领先国家进行比较,剖析中国机器人伺服控制技术发展过程中的优势与不足,最后从技术联合研发、聚焦关键技术、研发方向等方面提出了技术竞争力提升的路径。 展开更多
关键词 机器人伺服控制 技术竞争力 专利地图
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基于语义分割网络的植保机器人视觉伺服控制方法
17
作者 李秀智 方会敏 +2 位作者 朱玉垒 杜博文 董泓佑 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期21-27,39,共8页
为实现稳定可靠的植保机器人视觉伺服控制,提出了一种基于语义分割网络的作物行特征检测方法。基于语义分割网络ESNet实现农田场景图像像素级带状区域检测,并利用最小二乘算法拟合得到每条行作物线特征;在此基础上通过设计一种主导航线... 为实现稳定可靠的植保机器人视觉伺服控制,提出了一种基于语义分割网络的作物行特征检测方法。基于语义分割网络ESNet实现农田场景图像像素级带状区域检测,并利用最小二乘算法拟合得到每条行作物线特征;在此基础上通过设计一种主导航线提取算法获取导航路径,并利用卡尔曼滤波对主导航线几何参数进行平滑处理,有效抑制了不平整地面导致的机器人运动颠簸与视觉图像测量噪声引起的导航参数波动。继而构建机器人前轮转向、后轮差速的阿克曼运动学模型;在图像空间坐标下设计纯追踪控制器实现植保机器人的伺服运动控制。大田环境下的现场实验结果为:总体横向偏差为0.092 m,验证了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 植保机器人 视觉伺服控制 深度学习 语义分割网络 作物行特征检测
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视觉和超声信息的融合与机器人伺服控制的研究 被引量:2
18
作者 陈维明 陈维南 冯纯伯 《机器人》 EI CSCD 北大核心 1994年第1期8-13,共6页
本文对视觉和超声信息的融合与机器人的伺服控制进行了研究。通过视觉和多超声传感器信息的融合确定了工作平面上的物体在空间的位姿,并结合机器人的伺服控制选择了物体的特征向量,推导了物体特征向量的微分变化。基于这一微分变化,... 本文对视觉和超声信息的融合与机器人的伺服控制进行了研究。通过视觉和多超声传感器信息的融合确定了工作平面上的物体在空间的位姿,并结合机器人的伺服控制选择了物体的特征向量,推导了物体特征向量的微分变化。基于这一微分变化,本文提出了改进型的最优控制算法。并对其稳定性进行了证明。仿真实验表明该控制算法效果良好,切实可行。 展开更多
关键词 机器人 传感器 伺服控制 视觉
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核电站蒸汽发生器智能维修机器人设计与研究 被引量:1
19
作者 张美玲 骆研 +3 位作者 陈高铭 邓志燕 刘超 熊振华 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第22期9559-9566,共8页
蒸汽发生器和稳压器是核电站安全运行的关键设备,国外发生过多起因其缺陷而引发的安全事故。针对常见蒸汽发生器人孔咬死的异常缺陷问题,设计了一种核电站蒸汽发生器人孔咬死螺栓处理的智能维修机器人设备,包括行走单元、姿态调节单元... 蒸汽发生器和稳压器是核电站安全运行的关键设备,国外发生过多起因其缺陷而引发的安全事故。针对常见蒸汽发生器人孔咬死的异常缺陷问题,设计了一种核电站蒸汽发生器人孔咬死螺栓处理的智能维修机器人设备,包括行走单元、姿态调节单元、角度调节单元、镗铣单元、控制系统和视觉单元,并提出一种基于法兰盘螺栓孔图像特征的视觉伺服引导方案。为了实现对核电站用蒸汽发生器人孔咬死螺栓的自动化处理,设计了多自由度调节系统结构,并进行运动学建模,通过极限状态设备稳定分析验证了设备稳定性。为有效定位并贴合咬死螺栓目标,设计了智能定位系统,完成了设备自动调整。现场实验表明:采用该多自由度调节机械结构设计,移动平台重复定位精度可达±1 mm,末端法兰贴合精度可达±1 mm内,设备末端贴合效率为人工效率的3~4倍。 展开更多
关键词 蒸汽发生器 人孔咬死螺栓处理 智能机器人 多自由度智能调节系统 运动学建模 视觉伺服控制
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基于回归模型的遥操作工程机器人力反馈控制 被引量:5
20
作者 王超 李笑 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2012年第5期663-667,共5页
为了准确提取负载力,提出一种基于空载驱动力多元非线性回归模型的遥操作工程机器人力反馈控制方法。首先利用机器人空载运行时测得的运动参数数据,建立空载驱动力多元非线性回归模型,然后依此模型在线辨识出空载驱动力以间接提取负载... 为了准确提取负载力,提出一种基于空载驱动力多元非线性回归模型的遥操作工程机器人力反馈控制方法。首先利用机器人空载运行时测得的运动参数数据,建立空载驱动力多元非线性回归模型,然后依此模型在线辨识出空载驱动力以间接提取负载力。通过与常规的力反馈控制方法比较证明,该方法简单有效,可使力反馈相对准确度提高76%,并可提高力反馈的同步程度,对改善遥操作工程机器人的力反馈控制特性有借鉴作用。 展开更多
关键词 遥操作 工程机器人 力反馈 空载驱动力 多元非线性回归 回归模型 液压系统 伺服控制
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