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食品协作机器人动态目标抓取控制方法研究 被引量：5
1
作者 程鹏飞 刘明堂 孙晨 《食品与机械》 CSCD 北大核心 2024年第1期95-100,共6页
目的:解决目前协作机器人在食品动态目标抓取中存在的准确性较低问题。方法:基于协作机器人体系结构,提出将模糊自整定PID控制和鲁棒自适应补偿器相结合用于协作机器人食品动态目标抓取。PID结合模糊控制完成参数自整定,鲁棒算法与自适... 目的:解决目前协作机器人在食品动态目标抓取中存在的准确性较低问题。方法:基于协作机器人体系结构,提出将模糊自整定PID控制和鲁棒自适应补偿器相结合用于协作机器人食品动态目标抓取。PID结合模糊控制完成参数自整定,鲁棒算法与自适应算法相结合用于系统不确定性补偿。通过试验分析了所提方法的性能,验证了该方法的可行性。结果:所提方法在协作机器人动态目标抓取中具有较好的效果,提高了协作机器人动态抓取的准确性,在传送带速度100 mm/s时,动态抓取成功率达到99.50%,对食品动态目标抓取具有一定的应用价值。结论:通过优化现有目标抓取控制方法,可有效提高协作机器人的抓持精度。 展开更多
关键词 协作机器人 动态目标抓取 模糊自整定PID控制 鲁棒自适应补偿器 抓取控制方法
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计及关节及杆柔性的空间机械臂抓取控制 被引量：7
2
作者 张元 赵志刚 +1 位作者 李娜 魏承 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期210-215,共6页
针对考虑关节及杆柔性的空间机械臂动力学与抓取控制问题,以三连杆柔性机械臂为研究对象,考虑臂杆的横向弯曲变形、纵向拉伸变形及由于横向变形引起的轴向收缩的二阶耦合量等,并通过引用转子扭簧模型来考虑柔性关节的影响,应用Lagrange... 针对考虑关节及杆柔性的空间机械臂动力学与抓取控制问题,以三连杆柔性机械臂为研究对象,考虑臂杆的横向弯曲变形、纵向拉伸变形及由于横向变形引起的轴向收缩的二阶耦合量等,并通过引用转子扭簧模型来考虑柔性关节的影响,应用Lagrange方程和假设模态法建立动力学模型。引入"动态抓取域"来描述机械臂的抓取过程,采用关节主动阻尼控制来抑制抓取过程中的碰撞激振力,分析了匀速抓取和加速抓取两种策略的机械臂柔性关节的变形特性。仿真结果表明:关节柔性减小了整体碰撞力,在碰撞过程中起到一定的缓冲作用;加速抓取控制下比匀速抓取控制下的关节变形小,前者整体优于后者。 展开更多
关键词 空间机械臂 动力学模型 柔性关节 柔性杆 抓取控制
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机械手不同抓取控制方式对番茄机械损伤的影响分析 被引量：13
3
作者 周俊 孟一猛 +1 位作者 张娜 严正红 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期21-27,共7页
为了分析机械手不同抓取控制方式对番茄造成的机械损伤。通过Burgers粘弹性模型描述番茄的变形特征,利用蠕变实验获得番茄样本的粘弹性参数。选择匀减速、先匀速后减速以及变减速作为3种典型的抓取控制方式,并利用一次函数、巴特沃斯幅... 为了分析机械手不同抓取控制方式对番茄造成的机械损伤。通过Burgers粘弹性模型描述番茄的变形特征,利用蠕变实验获得番茄样本的粘弹性参数。选择匀减速、先匀速后减速以及变减速作为3种典型的抓取控制方式,并利用一次函数、巴特沃斯幅度平方函数和指数函数3种函数曲线描述末端执行器实际抓取过程中不同抓取控制方式的速度变化。在此基础上,对番茄塑性变形进行求解,分析在抓取时间一定时,不同抓取控制方式下番茄的塑性变形规律,并以最小塑性变形为依据,确定最优的抓取策略。结果表明:抓取控制方式3为最优抓取控制方式,当抓取速度v0=1 mm/s,抓取时间t0=1 s时,产生的最小塑性变形最小,红熟前期和红熟中期番茄的最小塑性变形分别为0.002 6 mm和0.009 8 mm。以抓取控制方式3进行抓取控制实验,实验数据和理论数据的吻合度较高,决定系数R2为0.99,验证了抓取控制方式3作为最优抓取控制方式的合理性和可行性,为优化机械手抓取过程提供了参考。 展开更多
关键词 番茄 采摘 机械手 抓取控制方式 机械损伤
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基于改进粒子群的食品分拣机器人动态目标抓取控制方法 被引量：13
4
作者 王敏 蒋金伟 曹彦陶 《食品与机械》 北大核心 2022年第3期86-91,共6页
目的:解决目前食品生产线分拣机器人抓取操作不稳定、分拣效率低的问题。方法:基于高速并联食品分拣机器人的体系结构,提出了一种基于改进粒子群算法的多目标运动优化策略用于食品分拣机器人的动态目标抓取控制方法。协调抓取顺序和分... 目的:解决目前食品生产线分拣机器人抓取操作不稳定、分拣效率低的问题。方法:基于高速并联食品分拣机器人的体系结构,提出了一种基于改进粒子群算法的多目标运动优化策略用于食品分拣机器人的动态目标抓取控制方法。协调抓取顺序和分拣轨迹建立最短路径模型,以末端加速度建立机构稳定性优化模型,并通过改进粒子群优化算法对目标进行优化。结果:通过试验进行了验证,在输送速度100 mm/s时,抓取成功率由96.8%提高到100%,分选速率由1.62个/s提高到1.98个/s。结论:该控制方法能有效提高食品分拣机器人的操作稳定性和分拣效率。 展开更多
关键词 食品生产线 分拣机器人 抓取控制 粒子群 动态目标
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基于CNN-LSTM的机器人触觉识别与自适应抓取控制 被引量：42
5
作者 惠文珊 李会军 +1 位作者 陈萌 宋爱国 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期211-218,共8页
基于触觉进行物体识别对于机器人实现精细操作、人机交互有着重要意义。结合深度学习理论,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)神经网络的融合模型的机器人触觉序列识别方法,使用14种实验样品组建的触觉数据库进行了十... 基于触觉进行物体识别对于机器人实现精细操作、人机交互有着重要意义。结合深度学习理论,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)神经网络的融合模型的机器人触觉序列识别方法,使用14种实验样品组建的触觉数据库进行了十四分类和四分类测试,分别达到了94.2%和95.0%的识别正确率;在此基础上搭建了一套结合物体在线识别的稳定抓取系统,有效地改善了机器人灵巧手的抓握效果。实验表明,对比基本卷积神经网络模型和简单长短期记忆神经网络模型,提出的融合模型对于触觉序列有更好的识别能力,并且能够实际应用于物体在线识别和稳定抓取控制。 展开更多
关键词 机器人灵巧手 触觉序列 卷积神经网络 长短期记忆神经网络 抓取控制
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末端位置表达下机器人执行器抓取力控制 被引量：1
6
作者 褚含冰 张娴静 贾更新 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第6期302-307,共6页
机器人的末端执行器通常由多个关节和连杆组成,其位置和姿态涉及复杂的运动学。由于机器人工作空间的非线性特性、关节间的耦合效应等因素,精确计算末端执行器的位置变得非常复杂,导致机器人在动态环境中执行抓取动作时抓取力控制难度... 机器人的末端执行器通常由多个关节和连杆组成,其位置和姿态涉及复杂的运动学。由于机器人工作空间的非线性特性、关节间的耦合效应等因素,精确计算末端执行器的位置变得非常复杂,导致机器人在动态环境中执行抓取动作时抓取力控制难度极大。为此,提出了机器人末端执行器抓取力控制。确定驱动关节参数,引入机器人的D-H参数,建立相邻关节坐标系的齐次变换矩阵,获得末端执行器位置,清晰描述机器人连杆和关节之间的相对几何关系;基于此,建立相机、图像、像素和末端执行器位置坐标系映射关系,得到内、外参数矩阵,提取虚拟位姿。通过阻抗算法与PD控制算法求解虚拟位姿期望的机器人末端执行器加速度,结合逆动力学获取各关节的驱动力,并将接触力与关节角度、关节角速度等数据输入到控制器内,完成机器人末端执行器抓取力控制。通过实验结果可知,研究方法控制下,机器人末端执行器关节的角度在(-0.10~0.09)rad之间波动,波动范围非常小,证明所提方法能够有效控制机器人末端执行器抓取力,实现稳定且准确地抓取物体,避免了滑落或损坏。 展开更多
关键词 虚拟位姿提取 抓取力控制 机器人末端执行器 接触力矩 关节响应
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基于自适应神经模糊网络的果蔬抓取力控制 被引量：11
7
作者 周俊 杨肖蓉 朱树平 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期67-72,共6页
运用自适应神经模糊推理系统设计了农业机器人果蔬抓取力智能控制器。以当前抓取力和滑觉传感器信号的小波变换细节系数作为控制器的输入,末端执行器两指闭合距离作为控制器的输出。基于减法聚类建立模糊推理模型,通过调整聚类半径来优... 运用自适应神经模糊推理系统设计了农业机器人果蔬抓取力智能控制器。以当前抓取力和滑觉传感器信号的小波变换细节系数作为控制器的输入,末端执行器两指闭合距离作为控制器的输出。基于减法聚类建立模糊推理模型,通过调整聚类半径来优选模糊规则数。给出了训练样本数据集采集方法,并应用梯度下降与最小二乘混合训练算法辨识了控制器的前件参数和结论参数。对所设计的控制器进行了实验验证,结果表明该控制器能够适应果蔬质量、表面摩擦特性等方面的差异。抓取力超调量得到了限制,最大值小于0.8 N,可以避免给抓取对象造成机械损伤。 展开更多
关键词 农业机器人 抓取力控制 自适应神经模糊网络 减法聚类
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仿人灵巧手的稳定抓取方法研究综述 被引量：2
8
作者 李泳耀 江磊 +2 位作者 刘宇飞 孙泽源 郑冬冬 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3237-3252,共16页
作为引领新一轮科技革命和产业变革的重要抓手,人形机器人通过集成具有类人抓取能力的仿人灵巧手,有望在工业生产、家庭服务、反恐排爆等不同应用场景中辅助或代替人类进行精细、复杂的作业。针对不同应用场景下的仿人灵巧手稳定抓取方... 作为引领新一轮科技革命和产业变革的重要抓手,人形机器人通过集成具有类人抓取能力的仿人灵巧手,有望在工业生产、家庭服务、反恐排爆等不同应用场景中辅助或代替人类进行精细、复杂的作业。针对不同应用场景下的仿人灵巧手稳定抓取方法研究展开综述,梳理不同结构仿人灵巧手稳定抓取构型的实现形式,总结仿人灵巧手基于外部传感/本体传感的接触状态分析与估计方法,归纳仿人灵巧手在与物体发生全局相对运动/局部相对运动下的抓取状态检测与识别方法,给出常用的仿人灵巧手稳定抓取控制策略。分析仿人灵巧手在接触、抓取过程中上述方法的应用优势及不足,讨论软体材料、动态场景等因素影响下仿人灵巧手稳定抓取方法研究面临的挑战,并展望了其研究趋势及在人形机器人上的应用。 展开更多
关键词 仿人灵巧手 稳定抓取构型 接触状态估计 抓取状态识别 抓取控制策略
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基于近端策略优化算法的水下机器人目标抓取仿真验证 被引量：2
9
作者 鲍轩 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第23期121-128,共8页
随着我国对海洋资源的开发,以及智能机器人的快速发展,出现了可以完成各种任务的水下机器人。本文利用强化学习中的近端策略优化算法对水下机器人完成抓取任务进行仿真验证。其中包括对水下机器人在仿真软件中的建模,动力学建模以及任... 随着我国对海洋资源的开发,以及智能机器人的快速发展,出现了可以完成各种任务的水下机器人。本文利用强化学习中的近端策略优化算法对水下机器人完成抓取任务进行仿真验证。其中包括对水下机器人在仿真软件中的建模,动力学建模以及任务建模,后续构建了相应的神经网络进行训练,并在仿真软件中进行了最后的仿真验证。 展开更多
关键词 水下机器人 抓取控制 强化学习
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