有限元和拓扑联合优化方法及其在机器人结构轻量化设计中的应用 被引量：19

1

作者 李锦忠 唐宇存 +2 位作者 陆秋龙 张建法 匡绍龙 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2019年第11期1663-1668,共6页

针对协作机器人轻量化和动态特性的问题,本文提出了一种联合整体有限元分析和局部拓扑优化的机器人轻量化方法,并将其应用于设计一款六自由度协作机器人。该方法通过对整体进行有限元分析得到要优化部件的载荷及边界条件,从而基于上述... 针对协作机器人轻量化和动态特性的问题,本文提出了一种联合整体有限元分析和局部拓扑优化的机器人轻量化方法,并将其应用于设计一款六自由度协作机器人。该方法通过对整体进行有限元分析得到要优化部件的载荷及边界条件,从而基于上述条件对该部件进行拓扑优化,得到优化结构。优化结果表明优化后结构相对于初始结构整体减重4.83 kg,仿真结果为末端位移减小至2.57 mm,实测为2.88 mm,均达到目标要求,同时将整机六阶固有频率提高11.30%左右,高于当前文献所采用的拓扑优化所提高的1.69%。最后面向交叉韧带定位实验证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 协作机器人 轻量化 有限元分析 拓扑优化

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国外航空领域机器人技术发展现状与趋势分析 被引量：14

2

作者 祁萌 李晓红 高彬彬 《航空制造技术》 2018年第12期97-101,共5页

近年来,以工业机器人为代表的智能制造装备的发展受到国外航空制造业的高度关注。分析了航空制造领域扩大机器人应用的必要性,并阐述了波音、空客等国外领先航空制造商扩大机器人应用的主要发展模式,重点从喷涂、焊接、装配、复合材料... 近年来,以工业机器人为代表的智能制造装备的发展受到国外航空制造业的高度关注。分析了航空制造领域扩大机器人应用的必要性,并阐述了波音、空客等国外领先航空制造商扩大机器人应用的主要发展模式,重点从喷涂、焊接、装配、复合材料构件成型与机械加工等方面分析了航空制造领域机器人最新应用现状以及重点应用方向,在此基础上分析了机器人技术发展趋势。全面了解掌握国外领先航空制造商推广应用工业机器人的主要发展策略、当前应用现状及未来发展方向,对于推动我国航空领域机器人技术发展起到重要借鉴作用。 展开更多

关键词 航空制造 工业机器人 协同机器人 装配 复合材料加工 3D打印

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协作机器人国内外发展现状与技术研究 被引量：4

3

作者 刘华秋 黄磊 陈逸维 《现代制造技术与装备》 2023年第3期93-96,共4页

在“工业4.0”和智能工厂的背景下,协作机器人在制造业中的应用逐渐广泛。相较于传统的工业机器人,协作机器人有着小巧、易操作、可与人协调工作等优点,能够满足客户对产品小批量、多品种和定制化的高需求。

关键词 协作机器人 智能化 制造业

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冗余度柔性机器人协调操作刚性负载的动力学模型及仿真 被引量：4

4

作者 刘迎春 余跃庆 陈新荣 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第2期178-181,共4页

冗余度柔性机器人协调操作系统集合了冗余度机器人、柔性机器人和协调操作机器人的优点 ,具有广泛的应用前景。本文研究了冗余度柔性机器人协调操作动力学 ,给出了两 4R冗余度柔性机器人协调操作一刚性负载的动力学模型 ,并进行了仿真... 冗余度柔性机器人协调操作系统集合了冗余度机器人、柔性机器人和协调操作机器人的优点 ,具有广泛的应用前景。本文研究了冗余度柔性机器人协调操作动力学 ,给出了两 4R冗余度柔性机器人协调操作一刚性负载的动力学模型 ,并进行了仿真分析。仿真结果表明 ,该模型是可行的。 展开更多

关键词 冗余机器人 柔性机器人 协调机器人 刚性负载

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数字孪生驱动的协作机器人状态监测方法研究 被引量：3

5

作者 赵墨波 《煤矿机械》 2023年第8期210-212,共3页

针对协作机器人的实时状态直接影响其在“人机共融”场景下的工作效率和安全性等问题,研究了基于数字孪生驱动的协作机器人状态监测方法。通过搭建数字孪生数据采集及存储系统实时采集状态数据,采用数据与模型的融合方法,将采集到的实... 针对协作机器人的实时状态直接影响其在“人机共融”场景下的工作效率和安全性等问题,研究了基于数字孪生驱动的协作机器人状态监测方法。通过搭建数字孪生数据采集及存储系统实时采集状态数据,采用数据与模型的融合方法,将采集到的实时数据通过协作机器人数字模型进行可视化呈现,并采用“拖动示教”方式验证实体机器人的各轴转动。结果表明,该系统可以实时检测到机器人实体的状态,并保持一致运动。数据孪生驱动方法可以实现实时监测协作机器人的状态,保障人机协作过程中操作人员的安全性。 展开更多

关键词 数字孪生 协作机器人 状态监测 可视化操作 拖动示教

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一种轻型模块化协作机器人碰撞检测算法 被引量：7

6

作者 肖聚亮 田志伟 +4 位作者 洪鹰 王国栋 张智涛 刘宏业 段文斌 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期1140-1147,共8页

为了实现人与协作机器人的安全协作,提出了一种不增加额外传感器和改变控制系统复杂性的碰撞检测算法.基于动力学模型和动量偏差构造了一个2阶外力矩观测器以实现对关节外力矩实际值的观测,并对观测值进行滤波处理,减小系统采样噪声对... 为了实现人与协作机器人的安全协作,提出了一种不增加额外传感器和改变控制系统复杂性的碰撞检测算法.基于动力学模型和动量偏差构造了一个2阶外力矩观测器以实现对关节外力矩实际值的观测,并对观测值进行滤波处理,减小系统采样噪声对观测值的影响.考虑到关节外力矩包含外部碰撞力等效作用在关节上的力矩和谐波减速器产生的关节摩擦力矩,采用Stribeck摩擦模型对观测值中的关节摩擦力矩部分进行辨识,使观测值只受外部碰撞力影响.最后,基于一类轻型模块化协作机器人对该算法进行了仿真与实验,结果表明:观测值能够实时跟随外力矩变化,机器人正常运行时其保持在预设的阈值范围内,发生碰撞时发生突变超出阈值,从而验证了该算法的正确性. 展开更多

关键词 协作机器人 碰撞检测 外力矩观测器 动量偏差 摩擦辨识

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典型安装方式的协作机器人基坐标系标定方法 被引量：5

7

作者 董东辉 戴先中 甘亚辉 《工业控制计算机》 2012年第7期46-50,共5页

针对地面式、侧墙式、顶棚式三种典型安装方式下的协作机器人的基坐标系标定问题,采用了一种新的操作步骤简单、标定结果精确的机器人基坐标系标定方法。该方法通过在协作机器人的公共空间中构造四点"握手"动作并分别记录接... 针对地面式、侧墙式、顶棚式三种典型安装方式下的协作机器人的基坐标系标定问题,采用了一种新的操作步骤简单、标定结果精确的机器人基坐标系标定方法。该方法通过在协作机器人的公共空间中构造四点"握手"动作并分别记录接触点在每个机器人的基坐标系下的坐标,求解协作机器人基坐标系间的旋转矩阵和平移矩阵,从而得到协作机器人基坐标系间的位姿关系。针对工业机器人常见的地面式、侧墙式、顶棚式三种典型安装方式进一步分析了机器人基坐标系间的约束关系,并利用这些约束关系对标定结果做出进一步的优化处理。为验证提出的标定方法的有效性,基于Matlab的机器人工具箱完成了仿真实验,仿真实验的标定误差控制在2mm以内,该精度可满足一般弧焊、搬运、切割等生产过程的定位精度要求。仿真实验的结果验证了提出的标定方法的正确性,表明该方法可有效的解决生产环境下的协作机器人的基坐标系标定问题。 展开更多

关键词 工业机器人 基坐标系标定 安装方式 协作

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基于机器视觉的机器人作业目标定位 被引量：2

8

作者 徐征 翟季青 +2 位作者 陈永强 李原 乐文静 《机床与液压》 北大核心 2023年第11期72-75,共4页

为了满足生产制造过程中物料无序分拣的需要,设计基于机器视觉的机器人作业目标定位系统。利用Qt开发人机交互界面,实现图像采集处理、通信和机器人运动控制功能。对图像进行阈值分割等处理,得到理想工作区域。通过机器人视觉系统标定... 为了满足生产制造过程中物料无序分拣的需要,设计基于机器视觉的机器人作业目标定位系统。利用Qt开发人机交互界面,实现图像采集处理、通信和机器人运动控制功能。对图像进行阈值分割等处理,得到理想工作区域。通过机器人视觉系统标定实现相机像素坐标和机器人基坐标之间的转换,得到机器人坐标系下的工件位姿识别。在机器人目标抓取平台上随机摆放一定数量的工件进行数据采样,结果表明:系统准确度以及速度具有优势。 展开更多

关键词 无序分拣 机器视觉 协作机器人 位姿识别

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基于关节双位置反馈的柔性协作机械臂零力控制

9

作者 张建华 刘延超 +2 位作者 黄志平 刘璇 卜必正 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1798-1809,共12页

零力控制是协作机械臂实现拖动示教的核心问题之一,目前方法多依赖于附加力/力矩传感器,其虽能保证测量精度,但会增加系统复杂程度及成本。提出一种基于关节双位置反馈的柔性协作机械臂零力控制方法,该方法可在无外加传感器条件下实现... 零力控制是协作机械臂实现拖动示教的核心问题之一,目前方法多依赖于附加力/力矩传感器,其虽能保证测量精度,但会增加系统复杂程度及成本。提出一种基于关节双位置反馈的柔性协作机械臂零力控制方法,该方法可在无外加传感器条件下实现机械臂零力控制。首先,基于波发生器与柔轮柔性特性,建立了谐波传动关节的动力学模型;其次,基于谐波传动关节刚度辨识方法,建立了基于双位置反馈的柔性关节力矩估测方法;再次,建立了简化重力矩补偿模型,并考虑关节转动过程中的粘滞摩擦和Stribeck库伦摩擦,完善了关节摩擦力矩模型,基于此,实现对关节重力矩和摩擦力矩补偿,实现机械臂零力控制;最后,搭建谐波传动一体化关节和机械臂样机平台,并进行了实验研究,结果表明,所提方法可有效实现无附加力/力矩传感器条件下的谐波传动机械臂零力控制。 展开更多

关键词 机械臂 双位置反馈 力矩模式 零力控制 力矩补偿

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半导体塑封压机的自动化工艺技术应用 被引量：1

10

作者 赵松 汪宗华 +2 位作者 何成国 杨韬 曹玉堂 《电子工业专用设备》 2023年第4期42-45,共4页

为了解决人工操作重复性劳动、提升产品品质和提高效率,通过设计塑封压机自动化工艺流程,设计自动化子单元设备解决产品关键环节工艺问题,实现了塑封压机封装整个工艺流程的自动化;完成了从引线框架上料到封装产品收集装入弹夹整个工序... 为了解决人工操作重复性劳动、提升产品品质和提高效率,通过设计塑封压机自动化工艺流程,设计自动化子单元设备解决产品关键环节工艺问题,实现了塑封压机封装整个工艺流程的自动化;完成了从引线框架上料到封装产品收集装入弹夹整个工序流程自动化;完全实现了塑封压机MGP模自动化生产的工艺流程。 展开更多

关键词 协作机器人 工艺流程 子单元 自动化

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基于递归最小二乘法的协作机器人柔顺性控制问题研究 被引量：1

11

作者 吕文艳 刘会景 《机械设计与制造工程》 2023年第10期74-78,共5页

为实现协作机器人在不同刚度环境下的柔顺性控制,提出一种基于递归最小二乘法的协作机器人柔顺性控制方法。通过采用递归最小二乘法求解协作机器人动力学参数,设计了一种基于加权方式的阻抗/导纳混合控制系统,并在不同刚度环境条件下进... 为实现协作机器人在不同刚度环境下的柔顺性控制,提出一种基于递归最小二乘法的协作机器人柔顺性控制方法。通过采用递归最小二乘法求解协作机器人动力学参数,设计了一种基于加权方式的阻抗/导纳混合控制系统,并在不同刚度环境条件下进行实验。结果表明,当加权比为0.8时,所设计的控制系统可取得良好的协作机器人柔顺性控制效果,在较低刚度环境下,具有较小的响应误差;在较高刚度环境下,可快速达到稳态,具有较强的阻抗效应和鲁棒性,最大振荡误差1.5 rad,满足协作机器人柔顺控制实际应用误差的需求。相较于单一阻抗控制或单一导纳控制,该方法在不同刚度环境下具有一定的优越性。 展开更多

关键词 协作机器人 柔顺性控制 递归最小二乘法 阻抗控制 导纳控制

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基于模仿学习的人机协作的研究 被引量：4

12

作者 陈龙新 曾翔 +2 位作者 吴鸿敏 廖亚军 银江涛 《机械工程与自动化》 2018年第5期15-17,共3页

人机协作是机器人领域的一个重要课题,通过人机协作可合并人机优势,从而更好地完成现场任务。然而,人机协作系统的建立需要大量的工作,特别是手动编程的工作需要有十分专业的机器人技术背景,这不利于人机协作的应用和推广。提出利用模... 人机协作是机器人领域的一个重要课题,通过人机协作可合并人机优势,从而更好地完成现场任务。然而,人机协作系统的建立需要大量的工作,特别是手动编程的工作需要有十分专业的机器人技术背景,这不利于人机协作的应用和推广。提出利用模仿学习的方式来对人机协作任务进行建模,通过交互概率模型对任务中人和机器人运动的时空差异性进行表达,并辅以肌电信号来提高人的任务识别率。该模型将任务识别和机器人协作运动轨迹的生成统一起来,仅通过任务的示范即可对该交互概率模型进行训练,并在协作型机器人Baxter上进行了实验验证。 展开更多

关键词 人机协作 模仿学习 协作型机器人

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基于数字孪生技术的协作机器人系统设计

13

作者 张德胜 《煤矿机械》 2023年第11期1-3,共3页

为了准确实时监测协作机器人状态信息,基于数字孪生技术搭建了协作机器人系统,通过ADAMS仿真完善了数字孪生系统的数据输入,采用三角形的总曲率作为权重优化基于二次误差矩阵的边折叠算法简化协作机器人模型,并能保持较低的失真度。通... 为了准确实时监测协作机器人状态信息,基于数字孪生技术搭建了协作机器人系统,通过ADAMS仿真完善了数字孪生系统的数据输入,采用三角形的总曲率作为权重优化基于二次误差矩阵的边折叠算法简化协作机器人模型,并能保持较低的失真度。通过程序控制方式测试协作机器人虚拟模型的实时状态,结果表明,虚拟模型与协作机器人实体保持一致运动。因此,采用数据孪生技术设计的协作机器人系统可以有效监测状态信息,保障人机共融场景下的安全。 展开更多

关键词 数字孪生 协作机器人 状态检测 ADAMS仿真

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协作机器人在智能制造中的应用 被引量：2

14

作者 史玉红 蔡丽娟 +1 位作者 蔡佳丽 罗富娟 《集成电路应用》 2022年第2期196-197,共2页

阐述制造业在自动化、智能化、信息化方向的发展,智能制造成为我国工业制造的趋势,协作机器人作为人与机器人在同时间、同空间作业的方案,在智能制造中有着广泛的应用前景。

关键词 智能制造 协作机器人 同空间作业

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基于变速箱装配线的机器人应用项目 被引量：2

15

作者 侯瑞 《工业仪表与自动化装置》 2020年第4期100-102,112,共4页

针对某变速箱装配线人员多、自动化程度低等问题,该文以原PLC控制系统和装配线为主体,设计专用夹具并增加程序,利用协作机器人将原人工工位替代。改造后实现了人/机互换,避免长时间停机;工位节拍提升33.3%;工位合格率提升3%;除去1年回本... 针对某变速箱装配线人员多、自动化程度低等问题,该文以原PLC控制系统和装配线为主体,设计专用夹具并增加程序,利用协作机器人将原人工工位替代。改造后实现了人/机互换,避免长时间停机;工位节拍提升33.3%;工位合格率提升3%;除去1年回本期,直接降本12万/年。 展开更多

关键词 变速箱装配线 协作机器人 自动化

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总装车间车身间隙断差自动检测技术浅析 被引量：1

16

作者 陈洋 杨耀勇 +2 位作者 田阳 邱兆勇 滕龙 《汽车工艺与材料》 2022年第11期65-68,72,共5页

总装车间车身表面间隙面差检测常用方法为人工检测,如何实现车身表面间隙面差自动检测是行业发展的趋势之一,针对某豪华汽车总装车间采用的车身表面间隙断差自动检测技术,从技术应用背景、整体技术方案、设备系统组成、检测数据结果分... 总装车间车身表面间隙面差检测常用方法为人工检测,如何实现车身表面间隙面差自动检测是行业发展的趋势之一,针对某豪华汽车总装车间采用的车身表面间隙断差自动检测技术,从技术应用背景、整体技术方案、设备系统组成、检测数据结果分析及应用4个方面进行研究分析,通过该应用实例推广车身表面间隙面差自动检测相关技术,丰富汽车质量检测手段,提高整车装配质量。 展开更多

关键词 协作机器人 激光检测测头 总装车间 自动化质量检测 智能装备技术

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基于手持导航器的协作机器人引导控制技术研究 被引量：2

17

作者 洪鹰 匡加伦 +5 位作者 肖聚亮 王云鹏 赵炜 王健 张阳阳 孙誉博 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期1183-1190,共8页

现今实际的制造生产工作给机器人的交互性和协作性提出了越来越高的要求,传统的基于机器人示教器控制的交互技术已经越来越难以满足这些需求.为此,提出了一种新型的引导控制技术,采用了基于力/力矩识别的手持导航器,并开发出了可以实现... 现今实际的制造生产工作给机器人的交互性和协作性提出了越来越高的要求,传统的基于机器人示教器控制的交互技术已经越来越难以满足这些需求.为此,提出了一种新型的引导控制技术,采用了基于力/力矩识别的手持导航器,并开发出了可以实现快、慢速控制相互转换的引导控制模式.首先,对导航器的原始数据进行读取和解析,获得其自身的坐标系,建立和机器人的映射关系,并通过标定得出其输出数据与所受力/力矩之间的定量关系.其次,为减少操控过程中操作者的生理抖动和噪声的影响,引入卡尔曼滤波来对其状态进行最优估计.然后,为实现多控制模式的转换,建立变导纳控制模型,通过最小二乘法获得交互力的变化率,从而确定人机交互过程中的导纳参数,进而选取符合操作者意图的控制模式.最后,通过实验有效地验证了该方法在人机交互应用中具备较高的可行性和通用性. 展开更多

关键词 手持导航器 协作机器人 变导纳控制模型 引导控制

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融合3D视觉的机器人自主更换变压器熔断器系统 被引量：2

18

作者 赵云涛 唐千 +2 位作者 王晓飞 曹念 王龙祥 《自动化与仪表》 2020年第3期46-48,57,共4页

针对变压器熔断器人工更换工作量大、安全性低的问题,该文设计开发了融合3D视觉的机器人自主更换变压器熔断器系统。该系统以协作机器人为基础,将彩色3D深度相机以eye-in-hand方式与机器人有机结合。采用变压器熔断器作业3D实景还原、... 针对变压器熔断器人工更换工作量大、安全性低的问题,该文设计开发了融合3D视觉的机器人自主更换变压器熔断器系统。该系统以协作机器人为基础,将彩色3D深度相机以eye-in-hand方式与机器人有机结合。采用变压器熔断器作业3D实景还原、自动避障作业技术,实现机器人更换熔断器自主作业。通过在国家电网内部试验场地测试,证明该系统可以替代检修人员进行无人作业,机器人可以安全、高效地完成变压器熔断器更换。 展开更多

关键词 协作机器人 3D视觉 熔断器更换 自主作业

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基于在线辨识的机器人惯量前馈控制仿真研究 被引量：2

19

作者 洪鹰 徐世超 +5 位作者 肖聚亮 王国栋 张智涛 刘宏业 段文斌 滕宗烨 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期1069-1080,共12页

针对模块化串联协作机器人,当腕部3个关节模块集中在机器人末端时,在机器人运行过程中,本体和负载会对前3个关节产生较大的惯性效应,降低机器人的控制效果.为了消除惯性效应对机器人伺服控制系统的影响,提高协作机器人的跟踪精度,加快... 针对模块化串联协作机器人,当腕部3个关节模块集中在机器人末端时,在机器人运行过程中,本体和负载会对前3个关节产生较大的惯性效应,降低机器人的控制效果.为了消除惯性效应对机器人伺服控制系统的影响,提高协作机器人的跟踪精度,加快动态响应的速度,减少超调量并降低稳态误差,在建立协作机器人动力学模型、计算前馈力矩的基础上,提出了一种基于在线辨识算法的惯量前馈控制技术.由于在机器人运行过程中,各关节电机所带负载的转动惯量不断发生变化,为了实时得到转动惯量实际值,在控制系统中引入变遗忘因子最小二乘辨识算法,对各电机所带负载的转动惯量进行在线辨识.考虑到协作机器人关节中的传动机构多由弹性部件组成,将弹性因素加入到控制系统的设计当中,建立了两刚体弹簧系统被控模型.将转动惯量辨识值输入到前馈通道,实时修正动力学模型中的惯性矩阵,输出前馈电流并叠加在伺服系统电流环的输入端,从而实现前馈控制.最后,在Simulink 环境中,基于实验室研制的一种模块化串联协作机器人对该控制技术进行了仿真验证,结果表明:该惯量前馈控制技术能够显著提升机器人控制系统的响应速度与跟踪特性并降低其超调量,验证了该惯量前馈控制技术的可行性与优越性. 展开更多

关键词 协作机器人 惯量前馈控制 转动惯量 在线辨识 两刚体弹簧系统

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“1+X”证书制度下协作机器人服务应用赛项的探索与实践 被引量：1

20

作者 李辉 戴琨 邓三鹏 《职业技术》 2022年第7期48-55,共8页

为实现《中国制造2025》的战略目标,为我国经济社会发展提供有力的人才和智力支撑,《国家职业教育改革实施方案》提出了开展“学历证书+若干职业技能等级证书”制度试点工作。职业技能竞赛作为职业院校学生技能水平评价的重要手段,对“... 为实现《中国制造2025》的战略目标,为我国经济社会发展提供有力的人才和智力支撑,《国家职业教育改革实施方案》提出了开展“学历证书+若干职业技能等级证书”制度试点工作。职业技能竞赛作为职业院校学生技能水平评价的重要手段,对“1+X”证书制度的实施具有重要的推动作用。以协作机器人服务应用赛项的实施为例,分析了协作机器人服务应用赛项的意义,合理设计了赛项的考核内容及评分标准,并对参赛选手的决赛成绩进行了分析,为以后开展职业技能竞赛提出了合理化建议,为开展全国行业职业技能竞赛提供了借鉴。 展开更多

关键词 “1+X”证书 技能竞赛 协作机器人 人才培养

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