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机器人柔性抓取试验平台的设计与抓持力跟踪阻抗控制 被引量：30
1
作者 王学林 肖永飞 +2 位作者 毕淑慧 范新建 饶洪辉 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期58-63,共6页
为减小机器人在采摘过程中对果蔬的损伤,设计了机器人柔性抓取试验平台,提出了一种适合末端执行器双指抓取果蔬的抓持力跟踪阻抗控制算法,该算法将末端执行器抓持果蔬系统等效为阻抗-导纳模型,使手指力/位控制等效为期望的惯量-阻尼-刚... 为减小机器人在采摘过程中对果蔬的损伤,设计了机器人柔性抓取试验平台,提出了一种适合末端执行器双指抓取果蔬的抓持力跟踪阻抗控制算法,该算法将末端执行器抓持果蔬系统等效为阻抗-导纳模型,使手指力/位控制等效为期望的惯量-阻尼-刚度模型,可按需调节其参数实现抓持力与位置的动态关系。期望抓持力与采集果蔬实际接触力的偏差作为外环力阻抗控制器的输入,控制器生成对内部位置环参考轨迹的校正量。该算法仅考虑沿末端执行器双指夹持果蔬方向,避免了使用多自由度机械臂阻抗控制算法的复杂性,提高了控制的实时性,同时对抓取系统模型的不确定和力扰动具有较强的鲁棒性。机器人抓取试验证明了双指抓持力反馈阻抗柔顺控制算法的有效性,可实现机器人柔性抓取,减小抓取果蔬损伤和保证品质。该研究可为农业机器人无损抓取和采摘提供关键技术。 展开更多
关键词 机器人 末端执行器 算法 柔性抓取 力控制 阻抗控制 采摘 导纳控制
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新型具有力感知的柔性果蔬采摘机械手研究 被引量：9
2
作者 肖英奎 李永强 +1 位作者 谢龙 付英达 《农机化研究》 北大核心 2017年第10期133-136,共4页
研发了基于设施农业的果蔬采摘机械手,包括具有3个旋转关节自由度的采摘机械臂及具有力反馈功能的三指果蔬采摘末端执行器,并对其控制系统进行了开发。通过采摘模拟试验,验证了其作业性能、采摘效果。试验结果表明:采摘机械手各关节与... 研发了基于设施农业的果蔬采摘机械手,包括具有3个旋转关节自由度的采摘机械臂及具有力反馈功能的三指果蔬采摘末端执行器,并对其控制系统进行了开发。通过采摘模拟试验,验证了其作业性能、采摘效果。试验结果表明:采摘机械手各关节与控制系统配合良好,运行稳定;采摘末端执行器手指控制灵活,传感器响应灵敏,能够实现稳定抓取并不损伤果实,具有推广价值。 展开更多
关键词 果蔬采摘 机械手 柔性抓取 力觉
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腱绳驱动机械手的设计及其柔性抓取控制 被引量：4
3
作者 徐光宇 汤卿 王丽霞 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第10期1550-1557,共8页
为了实现机械手稳定的自适应抓取目的,需要加强对抓取信息的感知处理,同时设计柔顺的力控抓取算法。针对不同尺寸、外形、材质的物体对抓取姿态和力度要求各异的问题,提出了一种腱绳驱动的柔性三指机械手方案及对应的柔性抓取力控算法(... 为了实现机械手稳定的自适应抓取目的,需要加强对抓取信息的感知处理,同时设计柔顺的力控抓取算法。针对不同尺寸、外形、材质的物体对抓取姿态和力度要求各异的问题,提出了一种腱绳驱动的柔性三指机械手方案及对应的柔性抓取力控算法(导纳力控算法)。首先,设计了一种腱绳驱动柔性机械手指,提出了一种往复式缠绕的腱绳传动线路,制作了柔性机械手的实物;其次,采用改进Denavit-Hartenberg(DH)法,建立了机械手指的运动学模型,利用MATLAB的机器人工具箱,分析了手指的自适应包络能力;然后,设计了适配机械手驱动的导纳控制算法,通过在实物上的程序实现和控制测试对机械手的柔性力控性能进行了验证;最后,搭建了柔性机械手的软件控制平台和实机实验平台,对不同目标物体进行了实物抓取实验,对柔性机械手的稳定抓取能力进行了验证。研究结果表明:该往复式缠绕传动线路和导纳力控算法可保证该机械手在面对不同尺寸、外形、材质的物体时,具有抓取形状的高自适应性和抓取力的高柔顺性;在抓取过程中,机械手的手指可以自适应地包络目标,并借助导纳控制算法柔顺地控制抓取力,进而完成稳定、可靠的抓取任务。 展开更多
关键词 机械手指 腱绳驱动 自适应抓取 导纳控制算法 柔性抓取 往复式缠绕传动线路 Denavit-Hartenberg
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多感知水果抓取及分拣控制系统的设计 被引量：5
4
作者 郭联金 《包装与食品机械》 CAS 北大核心 2022年第6期89-94,99,共7页
针对传统分拣机械手缺乏感知能力,且多为刚性抓取,导致作业对象(瓜果等农产品)适应性不足的问题,设计具有听觉、视觉和触觉功能的多感知柔性分拣系统。基于连杆式串联机械臂的结构及运动学分析,提出系统总体设计方案,以ATMEGA328P单片... 针对传统分拣机械手缺乏感知能力,且多为刚性抓取,导致作业对象(瓜果等农产品)适应性不足的问题,设计具有听觉、视觉和触觉功能的多感知柔性分拣系统。基于连杆式串联机械臂的结构及运动学分析,提出系统总体设计方案,以ATMEGA328P单片机为核心控制器,对分拣系统的智能语音识别模块、基于深度学习的视觉模块和压力检测模块等进行硬件、软件设计。以苹果、猕猴桃、橙子和梨作为目标对象进行分拣测试,结果表明,系统可通过人机交互接收非特定人语音口令,机械臂在视觉引导下自主运动和定位,自适应抓取目标对象,并准确执行分拣任务,定位精度为0.3 mm,分拣的平均正确率为92%,实现分拣的智能化和柔性化。研究为提高分拣系统的智能化水平和环境适应性提供借鉴。 展开更多
关键词 语音识别 视觉检测 柔性抓取 分拣系统
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基于滑觉检测的农业机器人果蔬柔性抓取控制研究 被引量：3
5
作者 张娓娓 袁路路 《农机化研究》 北大核心 2017年第6期228-232,共5页
果蔬采摘是水果蔬菜生产种植中最繁琐、最耗时间、最费精力的部分之一,直接影响果蔬日后的价值和销售。随着经济的快速发展、外出务工人员增多及农业劳动力减少,劳动力在果蔬种植成本所占比例越来越大。实现果蔬自动化采摘是降低成本、... 果蔬采摘是水果蔬菜生产种植中最繁琐、最耗时间、最费精力的部分之一,直接影响果蔬日后的价值和销售。随着经济的快速发展、外出务工人员增多及农业劳动力减少,劳动力在果蔬种植成本所占比例越来越大。实现果蔬自动化采摘是降低成本、释放农业劳动力的重要举措。20世纪80年代,美国成功生产了世界上第1台西红柿采摘机器人。近年来,随着信息技术和自动化技术的高速发展,农业采摘机器人的研究和开发取得了很大进步,但对果蔬柔性抓取的研究进展较慢。为此,基于滑觉传感检测技术与果蔬损伤机理,以农业机器人采摘控制系统为研究平台,运用离散小波变换算法,从传感器和抓取力控制着手,深入研究和设计了农业机器人柔性无损采摘控制系统。试验表明:系统运行稳定,可靠性强,对实现果蔬柔性采摘具有十分重要的应用意义。 展开更多
关键词 果蔬采摘 柔性抓取 滑觉检测 小波变换
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机械臂气动关节柔性抓取操控 被引量：1
6
作者 贺道坤 李明 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2023年第2期198-202,共5页
针对机械臂不便于从物件上方直接进行抓取的情况,提出一种机械臂气动关节柔性抓取操控技术。分析机械臂常规抓取方式,剖析机械臂与物件接触间的几何约束关系,开展物件一边被抬起的受力情况。在此基础上,分析气动关节曲率和内压之间的线... 针对机械臂不便于从物件上方直接进行抓取的情况,提出一种机械臂气动关节柔性抓取操控技术。分析机械臂常规抓取方式,剖析机械臂与物件接触间的几何约束关系,开展物件一边被抬起的受力情况。在此基础上,分析气动关节曲率和内压之间的线性关系,构建控制关节内压的机械臂柔性抓取操控技术。通过实物测试验证,采集物件曲率变化所对应手指内压变化情况,获取不同曲率下抓握平衡所需摩擦系数变化情况,通过手指和地面“相互对抗”,使纸条曲率变大且重心右移,从而成功实现了机械臂柔性抓取柔软物件,达到设计目标要求。 展开更多
关键词 机械臂 柔性抓取 气动关节 数据采集
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基于LabVIEW的螺钉柔性抓取关键技术研究 被引量：1
7
作者 段怡 刘超 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2023年第11期84-88,共5页
为了解决某系列非标螺钉的自动上料问题,提出了基于机器视觉的螺钉柔性抓取系统。首先设计了Eye-to-hand视觉定位抓取系统,对采集的图像进行二值化、粒子分析等图像预处理识别螺钉目标。其次,针对螺钉目标采用拟合圆操作获取螺钉中心方... 为了解决某系列非标螺钉的自动上料问题,提出了基于机器视觉的螺钉柔性抓取系统。首先设计了Eye-to-hand视觉定位抓取系统,对采集的图像进行二值化、粒子分析等图像预处理识别螺钉目标。其次,针对螺钉目标采用拟合圆操作获取螺钉中心方向的系列圆特征参数,通过最小二乘法拟合求得中心线,进一步求解螺钉的抓取点与角度位姿参数。最后,以抓取点为中心设计符合夹爪抓取特性的ROI区域以判断可抓性。上位机将位姿信息发送到控制器,引导机器人运动到相应位置并通过末端夹爪完成对螺钉工件的抓取。通过实验验证表明系统定位准确率达到99.5%。 展开更多
关键词 机器视觉 定位引导 柔性抓取 图像处理 螺钉 最小二乘法
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楔横轧上料机器人设计与分析 被引量：1
8
作者 郭凯 张静 +3 位作者 寇子明 郭宏伟 夏峰 单天松 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第9期1269-1277,共9页
在楔横轧机轧制过程中,为了实现对大质量、大尺寸轴类零件的灵活抓取与大范围的稳定转运作业,设计了一种新型楔横轧上料机器人。该机器人分别利用六连杆机构和四连杆机构实现机身的两次升降运动和水平摆动,并基于拉紧机构和回转关节实... 在楔横轧机轧制过程中,为了实现对大质量、大尺寸轴类零件的灵活抓取与大范围的稳定转运作业,设计了一种新型楔横轧上料机器人。该机器人分别利用六连杆机构和四连杆机构实现机身的两次升降运动和水平摆动,并基于拉紧机构和回转关节实现夹钳的开闭和翻转,从而完成对大尺寸轴类零件的转运。首先,依据机构运动原理简图,结合大尺寸轴类零件带来的重载抓取和转运要求,进行了机器人三维虚拟样机设计;然后,采用D-H参数法推导了机器人运动学的正逆解,通过Robotics Toolbox建立了机器人的运动仿真模型,并基于蒙特卡洛法规划了机器人的工作空间;最后,利用ADAMS对机器人虚拟样机进行了动力学仿真分析,获得了各驱动部件及关键杆件上各铰接点的受力和力矩变化曲线。研究结果表明:机器人末端夹钳的水平移动范围为-889 mm~1172 mm,纵向移动范围为1548 mm~2551 mm,证明机器人末端夹钳可灵活抓取物料,并可完成大范围的稳定转运;该结果可为超大型轴类楔横轧制设备的自动化上料提供一种解决方案。 展开更多
关键词 重载机器人 机构设计 运动学分析 动力学分析 灵活抓取 零部件转运 D-H参数法
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基于视觉检测的机器人柔性调节抓取系统设计
9
作者 吕世霞 王学雷 韩健睿 《科技创新与应用》 2023年第13期31-34,38,共5页
该文提出一种基于视觉检测工件形状、位置特征进行柔性调节的多功能机器人抓取系统,以提升不同长度、位置的小型细长薄片工件的抓取效率和通用性。采用带视觉系统的六轴机器人作为抓取装置载体,可自动调节吸盘位置间距的柔性抓取装置作... 该文提出一种基于视觉检测工件形状、位置特征进行柔性调节的多功能机器人抓取系统,以提升不同长度、位置的小型细长薄片工件的抓取效率和通用性。采用带视觉系统的六轴机器人作为抓取装置载体,可自动调节吸盘位置间距的柔性抓取装置作为机器人抓取工具。采用PC Interface通信实现机器人与视觉系统的交互,视觉系统随机器人运动自动识别待抓取工件的形状、位置及个数信息。通过分析抓取工件的形状、位置和数量等特征信息,实现机器人对工件的自动分类、精准定位和准确抓取的功能。实践证明,该方法使得机器人抓取工件的可靠性得到提升,降低工件运送过程的丢失率,生产成本得到节省。 展开更多
关键词 视觉检测 PC Interface通信 小型细长薄片工件 柔性抓取装置 自动识别
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医药智能制造生产线关键技术研究进展 被引量：4
10
作者 易俊飞 张辉 +2 位作者 赵晨阳 车爱博 王耀南 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期421-433,共13页
医药工业是维系国民健康、关系到国计民生的重要产业,先进的制药装备是提高医药产品生产效率和质量的重要保障。医药智能制造生产线是由无菌化柔性配药机器人、无菌化灌装—转运—封口机器人、医药质量视觉检测机器人、无菌化分拣包装... 医药工业是维系国民健康、关系到国计民生的重要产业,先进的制药装备是提高医药产品生产效率和质量的重要保障。医药智能制造生产线是由无菌化柔性配药机器人、无菌化灌装—转运—封口机器人、医药质量视觉检测机器人、无菌化分拣包装机器人、智能搬运机器人等多智能机器人组成的智能制药系统。本文对医药智能制造生产线的进展进行分析,分别从无菌配药到分拣包装工艺流程中的无菌化智能生产、医药质量检测、柔性抓取与智能搬运以及智能协同优化控制等关键技术进行论述,最后对其发展方向进行展望。 展开更多
关键词 医药智能制造生产线 无菌化智能生产 质量检测 柔性抓取 智能搬运 智能协调优化控制
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