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四足步行机器人关节位姿和稳定性研究 被引量:16
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作者 王新杰 李培根 +1 位作者 陈学东 陈宏娟 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第17期1561-1566,共6页
四足机器人爬行控制的关键是关节位姿的确定、机器人稳定性的判断和摆动腿顺序的选择。提出了一种求解关节位姿驱动变量的有效方法,此方法能获得满意的四足机器人步行步态。通过定义立足点的静态稳定区域提出了一种机器人稳定性分析的... 四足机器人爬行控制的关键是关节位姿的确定、机器人稳定性的判断和摆动腿顺序的选择。提出了一种求解关节位姿驱动变量的有效方法,此方法能获得满意的四足机器人步行步态。通过定义立足点的静态稳定区域提出了一种机器人稳定性分析的新方法,该方法不仅避免了复杂的机器人正动力学求解问题,同时还可给出机器人稳定性和立足点稳定范围的信息。实际爬行实验验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 四足机器人 关节位姿 稳定性 静态稳定区域
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一种提高机器人末端轨迹精度的方法 被引量:8
2
作者 刘华春 张方 +1 位作者 蒋祺 陈卫中 《国外电子测量技术》 2019年第10期13-17,共5页
基于机器人关节刚度模型,研究了六自由度150kg重载机器人的刚度测量方法。首先通过实验辨识机器人各个关节刚度,得出关节刚度矩阵,建立机器人的关节刚度模型;然后利用关节刚度矩阵分析机器人的受负载作用,研究关节柔性变形对机器人末端... 基于机器人关节刚度模型,研究了六自由度150kg重载机器人的刚度测量方法。首先通过实验辨识机器人各个关节刚度,得出关节刚度矩阵,建立机器人的关节刚度模型;然后利用关节刚度矩阵分析机器人的受负载作用,研究关节柔性变形对机器人末端定位精度的影响;最后基于辨识的关节刚度模型,对重载机器人的末端轨迹进行位置偏差补偿。实验结果表明,基于关节刚度模型的位置补偿明显提高了重载机器人的末端轨迹定位精度。 展开更多
关键词 重载机器人 关节柔性 关节刚度 位置补偿
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机器人关节用高精度交流伺服系统研究与实现 被引量:8
3
作者 任志斌 王中科 +1 位作者 于仲安 梁建伟 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2012年第1期70-73,共4页
机器人关节驱动要求满足响应速度快﹑运行稳定及精度高等性能指标,其关键是通过转矩控制及位置调节器设计来满足要求;首先针对非理想反电势的永磁交流伺服机,对转矩构成进行了推导,分析了转矩和反电动势、占空比的关系,提出了一种基于... 机器人关节驱动要求满足响应速度快﹑运行稳定及精度高等性能指标,其关键是通过转矩控制及位置调节器设计来满足要求;首先针对非理想反电势的永磁交流伺服机,对转矩构成进行了推导,分析了转矩和反电动势、占空比的关系,提出了一种基于离线反电势测量实现了抑制转矩脉动的控制方法;其次,位置伺服采用了模糊自适应PID控制器实现位置的快速跟踪控制,采用此法能够克服单纯使用PID控制存在的超调和振荡,使系统输出超调明显减小,定位精度得到提高。在实验系统中,采用以英飞凌公司的XC167CI控制系统和功率MOSFET逆变器组成的伺服系统,实现了速度阶跃响应时间<20ms,速度稳定精度±2%,转矩精度±1%。整个过程速度响应迅速又运动平稳,位置能也迅速跟踪给定信号,且位置响应无超调;证明所提出的方法对于提高系统的性能是有效的,最后将其成功应用于自行研制的高压输电线巡检机器人控制系统中,获得了满意的效果。 展开更多
关键词 机器人关节 抑制转矩脉动 位置伺服
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一种水压驱动机器人关节动态特性分析及优化
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作者 王璐 张文平 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第5期338-344,350,共8页
为减小水压机器人关节尺寸,提出了一种体积小、输出力矩大的水压驱动的转角伺服机器人关节执行器。首先根据水压转角伺服机器人关节作动器的结构和工作原理,建立了关节作动器的数学模型,推导了关节作动器的控制方程并进行了线性化处理,... 为减小水压机器人关节尺寸,提出了一种体积小、输出力矩大的水压驱动的转角伺服机器人关节执行器。首先根据水压转角伺服机器人关节作动器的结构和工作原理,建立了关节作动器的数学模型,推导了关节作动器的控制方程并进行了线性化处理,并建立了机器人关节执行器的AMESim模型,验证了线性化控制方程的可靠性,在此基础上根据输入角幅值、外部负载扭矩和水压对关节执行器进行优化,优化后的水压驱动机器人关节执行器具有位置跟踪精度高,动态响应快等优点。 展开更多
关键词 水压伺服机器人 关节作动器 AMESim模型 动态响应 位置跟踪
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PMSM驱动机器人的FSMC与EPCH协同控制 被引量:4
5
作者 尚玉亮 于海生 吴贺荣 《控制工程》 CSCD 北大核心 2022年第1期101-108,共8页
单独一种控制方法难以使机器人末端快速、准确地跟踪位置变化,针对这一问题,提出了模糊滑模(FSMC)信号控制与误差端口受控哈密顿(EPCH)能量控制的协同控制策略。FSMC解决了系统动态时的快速性问题,EPCH控制解决了系统稳态时的准确性问... 单独一种控制方法难以使机器人末端快速、准确地跟踪位置变化,针对这一问题,提出了模糊滑模(FSMC)信号控制与误差端口受控哈密顿(EPCH)能量控制的协同控制策略。FSMC解决了系统动态时的快速性问题,EPCH控制解决了系统稳态时的准确性问题。设计了基于误差的协同函数,利用协同函数来实现对机器人关节系统的协同控制,使机器人关节位置伺服系统在有、无负载两种情况下,既能够实现动态位置的快速调节,又能够实现稳态时的高精度跟踪控制。仿真实验表明,采用FSMC与EPCH协同控制的方法,系统实现了动态响应速度快、稳态位置跟踪准确的目标。 展开更多
关键词 机器人关节位置 模糊滑模 误差端口受控哈密顿 协同控制
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基于机械关节反馈的机器人精度补偿技术 被引量:3
6
作者 刘双龙 田威 +3 位作者 何晓煦 谭红 廖文和 张霖 《航空制造技术》 2018年第4期60-64,72,共6页
工业机器人因其高柔性和低成本而正被越来越多地应用于飞机自动化装配生产线中,但其绝对定位精度差一直是制约其发展的瓶颈。为了进一步提高机器人末端的定位精度,提出了基于机械关节反馈的机器人定位精度补偿方法,该方法通过在机器人... 工业机器人因其高柔性和低成本而正被越来越多地应用于飞机自动化装配生产线中,但其绝对定位精度差一直是制约其发展的瓶颈。为了进一步提高机器人末端的定位精度,提出了基于机械关节反馈的机器人定位精度补偿方法,该方法通过在机器人的关节处安装绝对式光栅尺,将关节伺服引入到机器人的控制中,来实现机器人关节的闭环控制,从而降低关节误差对末端位置的影响,提高关节的定位精度。试验结果表明,机器人的绝对定位误差由补偿前的最大值1.125mm降低到0.167mm,该方法能够有效地降低机器人的绝对定位误差,实现机器人的高精度控制。 展开更多
关键词 工业机器人 关节误差 运动回差 定位精度 精密补偿技术
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基于移动机器人和单目视觉的姿态测量方法 被引量:2
7
作者 龙涛 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期203-208,共6页
在单目视觉的姿态测量工作中,传统卷积神经网络在模糊场景及复杂场景下存在准确度大幅降低的问题,为此提出了一种基于胶囊网络与贝叶斯网络相结合的深度学习模型,在此基础上提出了基于移动机器人与单目视觉的姿态测量方法。采用新型胶... 在单目视觉的姿态测量工作中,传统卷积神经网络在模糊场景及复杂场景下存在准确度大幅降低的问题,为此提出了一种基于胶囊网络与贝叶斯网络相结合的深度学习模型,在此基础上提出了基于移动机器人与单目视觉的姿态测量方法。采用新型胶囊网络对单目视觉目标的重要关节点进行空间定位;设计了简单的贝叶斯网络学习算法,通过贝叶斯网络推理出关节点的空间姿态;在复杂的人体姿态测量数据集上完成了验证实验,结果表明实现了较好的测量准确度,在复杂场景下依然保持了较好的准确度,在室内与室外环境下的F1-measure值分别达到0.9和0.78。 展开更多
关键词 姿态测量 智能机器人 单目视觉 光学图像 深度学习 关节点定位
原文传递
基于八轴六联动控制复合机器人的技术集成及应用研究 被引量:2
8
作者 李伯基 《机电工程技术》 2020年第8期181-183,共3页
研究桁架加关节复合机器人结构的大范围轨迹位置和姿态控制的技术集成与应用。基于桁架(X、Y、Z)和关节(A、B、C)的六轴六联动技术与性能特点,增加了X轴直线双驱从动轴U轴和摆臂V轴,将控制算法集成关节机器人与龙门桁架结构,达到八轴六... 研究桁架加关节复合机器人结构的大范围轨迹位置和姿态控制的技术集成与应用。基于桁架(X、Y、Z)和关节(A、B、C)的六轴六联动技术与性能特点,增加了X轴直线双驱从动轴U轴和摆臂V轴,将控制算法集成关节机器人与龙门桁架结构,达到八轴六联动控制。在建立三关节与三直线组合数控模型下,可实现大范围任意姿态位置工作,满足了焊接、注胶、喷涂、雕刻等多个行业的大规格零件加工应用。 展开更多
关键词 八轴六联动 复合机器人 关节 桁架 位置与姿态 控制 技术集成
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基于闭环矢量法的六足机器人关节位姿研究 被引量:1
9
作者 尹爱勇 张玉华 +2 位作者 刘诗道 袁猷 乔英娜 《南昌工程学院学报》 CAS 2009年第4期4-7,共4页
设计出了一种新型的三自由度缩放式的并联机构,并把该机构作为六足步行机器人的腿机构.采用闭环矢量法求解腿机构运动位置的正运动学问题,用MATLAB软件编写函数来求解腿机构的最大腿行程和最大抬跨高度/研究表明,原动件较小的位移可以... 设计出了一种新型的三自由度缩放式的并联机构,并把该机构作为六足步行机器人的腿机构.采用闭环矢量法求解腿机构运动位置的正运动学问题,用MATLAB软件编写函数来求解腿机构的最大腿行程和最大抬跨高度/研究表明,原动件较小的位移可以获得较大的足端运动空间. 展开更多
关键词 六足机器人 关节位姿 闭环矢量法
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一种新型机器人关节位置传感器的研制 被引量:1
10
作者 邓飞 张付祥 李文忠 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2009年第3期227-229,共3页
为了满足机器人小型化、轻型化的要求,利用磁钢霍尔元件体积小、质量轻和非接触的特点,将其作为机器人关节和电机角度的测量单元,并采取特殊的机械结构,研制了一种新型的关节位置传感器。传感器具有2个测量单元,能够同时测量关节和电机... 为了满足机器人小型化、轻型化的要求,利用磁钢霍尔元件体积小、质量轻和非接触的特点,将其作为机器人关节和电机角度的测量单元,并采取特殊的机械结构,研制了一种新型的关节位置传感器。传感器具有2个测量单元,能够同时测量关节和电机的角度,关节位置测量单元可以用较高精度的电机位置测量单元实现动态标定,标定试验得到传感器精度为±3.08%,重复精度为±1.95%。传感器的2个测量电路安装在同一印刷电路板上,共用电源和A/D电路,具有较高的集成度和可靠性。 展开更多
关键词 机器人 关节 位置传感器 霍尔元件
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机器人的端口受控哈密顿与自适应混合控制
11
作者 刘应新 于海生 《青岛大学学报(工程技术版)》 CAS 2016年第3期39-43,53,共6页
针对关节机器人单独采用自适应控制方法时效果不佳的问题,本文设计了端口受控哈密顿系统方法与自适应混合控制方案。首先给出了机器人及其驱动系统的数学模型,然后采用自适应方法控制机器人关节位置,并采用端口受控哈密顿系统方法控制... 针对关节机器人单独采用自适应控制方法时效果不佳的问题,本文设计了端口受控哈密顿系统方法与自适应混合控制方案。首先给出了机器人及其驱动系统的数学模型,然后采用自适应方法控制机器人关节位置,并采用端口受控哈密顿系统方法控制驱动电机,兼顾了快速性、控制精度与稳定性,同时,以二自由度机器人为例进行仿真分析。仿真结果表明,采用端口受控哈密顿与自适应混合控制时的系统动态响应时间更小,能够更快的达到稳态,并且稳态性能更良好,稳态误差基本为零,验证了控制方法的有效性。该研究具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 机器人 自适应控制 哈密顿系统 关节位置
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Error correction method of 6-HTRT parallel mechanics
12
作者 张秀峰 季林红 《Journal of Harbin Institute of Technology(New Series)》 EI CAS 2007年第2期193-196,共4页
The method of error correction is one of key techniques of parallel robot. A new method of end error correction of 6-HTRT parallel robot is presented for engineering and researching on correlative theory of 6-HTRT par... The method of error correction is one of key techniques of parallel robot. A new method of end error correction of 6-HTRT parallel robot is presented for engineering and researching on correlative theory of 6-HTRT parallel robot. The method need calculate many kinematics equations of parallel robot such as position back solution, velocity Jacobin, position forward solution and error Jacobin. New methods presented for solving these questions are simpler and fitter for programming and calculating, because former methods are too complex to use in engineering. These questions may be solved by iterative method of numerical value which has fast velocity of calculating. These new methods may be used in other mechanism of parallel robot too, and so have wider using value. The experimental results demonstrate that the system may satisfy entirely high technical request and fit for engineering in new measures. 展开更多
关键词 high-precision robot Hooker joint error correction position forward solution Jacobin
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卓越I型仿人机器人底层关节控制器的设计
13
作者 罗旭东 王进戈 张金泳 《机器人技术与应用》 2010年第1期43-46,共4页
为了实现卓越I型机器人在实际环境中稳步行走,设计了底层控制系统中的关节控制器用于控制舵机。选用DSP TMS320F2812作为处理器,充分利用其全数字型,集成度高,体积小,低功耗以及可实现多轴运动的特点,对底层各个关节舵机进行控制,实现... 为了实现卓越I型机器人在实际环境中稳步行走,设计了底层控制系统中的关节控制器用于控制舵机。选用DSP TMS320F2812作为处理器,充分利用其全数字型,集成度高,体积小,低功耗以及可实现多轴运动的特点,对底层各个关节舵机进行控制,实现既定舵机的运转,以及将舵机的转速和位置等相关传感器的信息反馈给上级控制处理器实现对关节舵机精确的控制,并通过DSP TMS320F2812的两个事件管理器分别同时控制机器人的左右腿的关节舵机单元,提高了机器人在实际行走以及执行任务过程中的实时性、准确性以及稳定性。 展开更多
关键词 仿人机器人 舵机 DSP 关节控制器 速度反馈 位置反馈 事件管理器
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站立式下肢康复机器人关节间隙误差分析
14
作者 王志军 闫文凯 石岩 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2022年第4期22-25,共4页
站立式下肢康复机器人是用于辅助患者进行康复运动训练的康复设备。由于下肢康复机器人进行康复运动时,关键连杆的变形、各关节误差会对下肢康复机器人足部末端位置产生影响,通过分析得到主要影响末端位姿的因素,进而达到减小误差的目... 站立式下肢康复机器人是用于辅助患者进行康复运动训练的康复设备。由于下肢康复机器人进行康复运动时,关键连杆的变形、各关节误差会对下肢康复机器人足部末端位置产生影响,通过分析得到主要影响末端位姿的因素,进而达到减小误差的目的。通过对下肢康复机器人理论模型和间隙模型进行运动学分析,得到间隙角与末端位置误差的关系。利用MATLAB对运动模型的末端误差进行求解,最后确定下肢康复机器人间隙误差的主要影响因素。 展开更多
关键词 站立式 康复机器人 关节间隙 末端位置 间隙模型
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小型机器人关节控制电路系统的关节位置信息采集和闭环定位控制实现 被引量:2
15
作者 刘颖 《现代电子技术》 北大核心 2016年第10期146-148,共3页
提出一种小型机器人关节位置信息采集及定位控制系统的设计方法,设计方案包括硬件设计和软件设计,核心处理器采用意法半导体32位单片机STM32,采用CAN总线接收上位机的命令,实现传感器信息采集的反馈。通过双相DMOS全桥驱动电路芯片,结合... 提出一种小型机器人关节位置信息采集及定位控制系统的设计方法,设计方案包括硬件设计和软件设计,核心处理器采用意法半导体32位单片机STM32,采用CAN总线接收上位机的命令,实现传感器信息采集的反馈。通过双相DMOS全桥驱动电路芯片,结合PID算法实现空心杯直流电机的一种高精度闭环定位控制。选取AS5054磁旋转编码器实现关节位置信息的采集,以控制关节角度转动误差,进而实现闭环定位控制过程。实验表明,系统软硬件与小型机器人转动关节对电路系统控制的实用要求相符合。 展开更多
关键词 小型机器人 关节控制电路系统 关节位置信息采集 闭环定位控制
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超冗余移动机械臂逆运动学快速求解的两种方法比较 被引量:2
16
作者 马影 陈丽 +1 位作者 高其远 邓宇翔 《智能计算机与应用》 2019年第6期138-142,146,共6页
超冗余移动机械臂的逆运动学求解一直是机器人领域研究的热点,特别是逆运动学求解过程中导致的计算量大、机械臂的位形偏移量大及能耗大等问题还未得到有效解决。因此本文给出基于几何方法的超冗余机械臂逆运动学快速求解算法,并分析了... 超冗余移动机械臂的逆运动学求解一直是机器人领域研究的热点,特别是逆运动学求解过程中导致的计算量大、机械臂的位形偏移量大及能耗大等问题还未得到有效解决。因此本文给出基于几何方法的超冗余机械臂逆运动学快速求解算法,并分析了两种关节位置更新策略的能耗。第一种关节位置更新策略为"关节落在连线上",即更新后的关节位置落在该关节的目标点和与其相连的前一个关节的连线上;第二种关节位置更新策略为"关节落在轴线上",即更新后的关节位置落在前一时刻的该关节和与其相连的前一个关节的轴线上。从运动过程中关节跟踪角度变化范围多少出发,比较超冗余移动机械臂在这2种关节更新策略下运动特点。实验结果显示,方法 1具有关节移动范围小,移动距离短的特点。方法 2具有各个关节都有相似的运动轨迹,机械臂的末端跟随效果好的特点。 展开更多
关键词 超冗余移动机械臂 逆运动学 几何解析法 关节更新策略
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生物声纳探测机器人机械手关节控制设计
17
作者 王茂森 伍亚冰 张兰兰 《机械制造与自动化》 2013年第4期160-163,共4页
生物声纳探测仪在目标感知和识别的过程中,需要灵活的运动控制来采集目标在三维空间内的离散特征。针对生物声纳自然探测的运动需求和全地形机器人行走控制过程较复杂的特点,采用了机械手控制实现生物声纳探测仪的空间运动扫描。介绍了... 生物声纳探测仪在目标感知和识别的过程中,需要灵活的运动控制来采集目标在三维空间内的离散特征。针对生物声纳自然探测的运动需求和全地形机器人行走控制过程较复杂的特点,采用了机械手控制实现生物声纳探测仪的空间运动扫描。介绍了生物声纳探测方法,给出了机械手连杆坐标系和控制系统结构方案。提出了以STM32F103为微控制器的全地形机器人的机械手关节控制系统,并引入了模糊PI位置伺服控制策略,实现了对全地形机器人关节的实时精确控制。仿真结果验证了模糊PI位置伺服控制系统的可行性。 展开更多
关键词 生物声纳 全地形机器人 机械手关节控制 位置伺服控制系统
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