基于改进型Dijkstra算法的模块机器人系统故障自诊断策略

1

作者 管恩广 付庄 +1 位作者 闫维新 赵言正 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期788-794,共7页

面向模块机器人系统,提出了一种全新的故障自诊断策略.该策略将故障自诊断过程分为两个部分:故障检测及故障消息传递.选用健康脉冲法实现模块间的交互式故障检测.设计优化改进型Dijkstra距离计算方法,并依据这种方法引导故障消息在模块... 面向模块机器人系统,提出了一种全新的故障自诊断策略.该策略将故障自诊断过程分为两个部分:故障检测及故障消息传递.选用健康脉冲法实现模块间的交互式故障检测.设计优化改进型Dijkstra距离计算方法,并依据这种方法引导故障消息在模块间沿最优路径传递.通过仿真试验,该自诊断策略的有效性和可靠性在M-Lattice模块机器人系统上得到了验证,表明该策略可以广泛应用于其他模块机器人系统. 展开更多

关键词 模块机器人系统 故障自诊断 M-Lattice模块机器人

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可装配的模块机器人动力学的自动生成 被引量：1

2

作者 费燕琼 况迎辉 +1 位作者 赵锡芳 徐卫良 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 2000年第2期84-86,共3页

根据可装配的模块机器人及模块化思想 ,建立各个模块的速度、加速度等动力学表达式及相关修正公式 ,采用补偿迭代法来自动生成动力学方程 ,最后以二自由度模块机器人为例得出在Windows环境下自动生成的动力学仿真图形 .

关键词 可装配的模块机器人 动力学 模块化 自动生成

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M-Lattice模块机器人的运动学分析及构型优化 被引量：6

3

作者 杨振 付庄 +3 位作者 管恩广 徐建南 田仕禾 郑辉 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1153-1159,共7页

针对模块机器人在运动过程中遇到的运动干涉问题,提出了一种应用于M-Lattice模块机器人的构型优化设计.通过引入平动关节,实现模块机器人机械臂的收缩和伸展运动,从而避免运动干涉.通过运动学分析,在避免运动干涉的前提下尽可能减少平... 针对模块机器人在运动过程中遇到的运动干涉问题,提出了一种应用于M-Lattice模块机器人的构型优化设计.通过引入平动关节,实现模块机器人机械臂的收缩和伸展运动,从而避免运动干涉.通过运动学分析,在避免运动干涉的前提下尽可能减少平动关节的行程,从而顺利完成自重构过程并确保模块机器人自身的结构强度及稳定性.通过对不同运动情况下的运动空间的仿真和原型机实验,验证了优化构型的可行性和运动能力.结果表明,引入的平动关节能够很好地避免模块间的运动干涉且各机械关节的设计切实可行,为后续大规模模块机器人系统的研究建立了基础. 展开更多

关键词 晶格式 模块机器人 运动干涉 运动学分析 构型优化

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基于强化学习的模块机器人故障自修复方法

4

作者 管恩广 王尧 +1 位作者 曹家彬 赵言正 《中国民航大学学报》 CAS 2023年第1期53-57,64,共6页

针对晶格式模块机器人的鲁棒性设计问题,提出一种基于强化学习算法的故障自修复方法。该方法将系统内以空位填充为目标的自修复过程转化为以包含空位的子群模块运动为手段的系统自重构过程。同时,基于强化学习算法提出一种离散方式下的... 针对晶格式模块机器人的鲁棒性设计问题,提出一种基于强化学习算法的故障自修复方法。该方法将系统内以空位填充为目标的自修复过程转化为以包含空位的子群模块运动为手段的系统自重构过程。同时,基于强化学习算法提出一种离散方式下的空位移动路径规划,并按此引导空位在系统内穿行。仿真试验结果表明,该故障自修复方法的有效性在晶格式模块机器人系统上得到了验证,且可广泛应用于其他同构模块机器人系统。 展开更多

关键词 模块机器人 自重构 强化学习算法 故障自修复

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基于几何特征的自重构模块机器人自修复算法

5

作者 张鑫 费燕琼 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1159-1162,共4页

基于网格型的自重构模块机器人,研究了一种基于几何特征分布式自重构机器人的自修复算法.它用广度和深度优先算法搜索有效的运动路径,将故障模块转移到系统构型边界处释放,并用备用模块取代.分析了该算法实现任意位置故障模块的自修复过... 基于网格型的自重构模块机器人,研究了一种基于几何特征分布式自重构机器人的自修复算法.它用广度和深度优先算法搜索有效的运动路径,将故障模块转移到系统构型边界处释放,并用备用模块取代.分析了该算法实现任意位置故障模块的自修复过程,并优化了自修复过程中的模块运动路径.仿真结果表明,对于三维网格型的自重构机器人,该自修复算法是可行和有效的. 展开更多

关键词 模块化机器人 自重构 自修复

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基于多人零和博弈的模块化机器人系统近似最优控制

6

作者 董博 朱新野 +1 位作者 马冰 安天骄 《长春工业大学学报》 CAS 2024年第2期114-124,共11页

提出一种基于多人零和博弈的模块化机器人(Modular Robot Manipulators, MRMs)系统近似最优控制方法。建立了具有交联耦合(Interconnected Dynamic Couplings, IDC)的模块化机器人系统动力学模型。将机器人系统的控制律和IDC效应作为零... 提出一种基于多人零和博弈的模块化机器人(Modular Robot Manipulators, MRMs)系统近似最优控制方法。建立了具有交联耦合(Interconnected Dynamic Couplings, IDC)的模块化机器人系统动力学模型。将机器人系统的控制律和IDC效应作为零和博弈的参与者,MRM系统的最优跟踪控制问题转化为多人零和博弈问题。根据自适应动态规划(Adaptive Dynamic Programming, ADP)算法,通过建立评判神经网络求解哈密顿-雅克比-埃塞克斯(Hamilton-Jacobi-Issacs, HJI)方程,推导出最优控制律。基于李雅普诺夫定理,证明了闭环机器人系统是渐近稳定的,最后通过实验验证了所提控制方法的有效性。 展开更多

关键词 自适应动态规划 模块化机器人 多人零和博弈 最优控制

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面向未知空间的模块化机器人最优位置-力控制研究 被引量：1

7

作者 马冰 张航伟 +2 位作者 潘强 安天骄 张振国 《长春工业大学学报》 CAS 2024年第2期104-113,F0003,共11页

针对模块化机器人系统与外界未知环境交互的控制任务,提出一种基于自适应动态规划的位置-力控制。首先,考虑模块化机器人系统受未知环境约束,对未知环境约束空间进行分析,并设计自适应估计算法近似未知约束参数向量,从而得到未知外部约... 针对模块化机器人系统与外界未知环境交互的控制任务,提出一种基于自适应动态规划的位置-力控制。首先,考虑模块化机器人系统受未知环境约束,对未知环境约束空间进行分析,并设计自适应估计算法近似未知约束参数向量,从而得到未知外部约束力转化为模块化机器人所受的近似约束力矩,设计融合位置和末端接触力跟踪误差的多指标性能指标函数,结合自适应动态规划思想和策略迭代算法,求解哈密尔顿方程,从而实现面向未知空间的模块化机器人最优位置-力控制。 展开更多

关键词 模块化机器人 自适应动态规划 位置-力控制 最优控制

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可重构模块化机器人的构形设计 被引量：4

8

作者 张艳丽 郭建烨 《沈阳航空工业学院学报》 2002年第3期42-44,共3页

本文对模块机器人的结构进行了研究 ,并归纳出 6种模块 ,其中包括 3种关节模块 ,2种连杆模块和 1种基座模块。同时还对 3个自由度模块机器人的结构进行了设计。

关键词 模块机器人 关节模块 连杆模块 结构设计 可重构机器人

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一个模块化机器人平台的设计 被引量：15

9

作者 周雪峰 江励 +3 位作者 朱海飞 蔡传武 管贻生 张宪民 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期50-55,61,共7页

为了解决传统机器人针对具体任务设计、柔性不高、容错能力和自修复能力差的问题,并降低机器人在各应用领域的使用成本,设计了一个模块化的机器人平台.文中首先介绍了模块化机器人平台整体设计,接着给出了模块化机器人平台硬件系统和软... 为了解决传统机器人针对具体任务设计、柔性不高、容错能力和自修复能力差的问题,并降低机器人在各应用领域的使用成本,设计了一个模块化的机器人平台.文中首先介绍了模块化机器人平台整体设计,接着给出了模块化机器人平台硬件系统和软件系统的设计方法及具体实现细节,最后使用该模块化平台搭建了工业操作臂、轮式移动机器人、双足步行机器人、爬壁机器人以及爬杆机器人,并对这些机器人系统进行了仿真和实验.实验结果证明了该模块化设计方法的可行性和优越性. 展开更多

关键词 模块化机器人 机器人模块 关节模块 功能模块

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自重构模块化机器人的结构 被引量：15

10

作者 费燕琼 董庆雷 赵锡芳 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期877-879,883,共4页

在国外自重构机器人研究的基础上,设计开发了一种新型的网格型的雌雄同体的自重构模块化机器人.机器人中每个模块由一个中心体和6个可独立旋转的面组成,每个面上有2个孔及2个可自由伸缩的轴,驱动电动机通过减速器、锥形齿轮、同步带轮... 在国外自重构机器人研究的基础上,设计开发了一种新型的网格型的雌雄同体的自重构模块化机器人.机器人中每个模块由一个中心体和6个可独立旋转的面组成,每个面上有2个孔及2个可自由伸缩的轴,驱动电动机通过减速器、锥形齿轮、同步带轮、离合器驱动6个面转动及每个面上轴的伸缩.该模块化机器人结构紧凑,便于进一步扩展. 展开更多

关键词 自重构 机器人 模块化机器人 运动

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可重构模块化机器人模块及构形设计 被引量：17

11

作者 李树军 张艳丽 赵明扬 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期78-81,共4页

对可重构模块化机器人模块的结构进行了研究,并归纳设计出7种功能模块,其中包括3种1自由度的关节模块,2种连杆模块和2种辅助模块·所有模块的功能都是独立的,并且每个模块的连接界面都设计成了圆筒形以便重组和提高其刚度·每... 对可重构模块化机器人模块的结构进行了研究,并归纳设计出7种功能模块,其中包括3种1自由度的关节模块,2种连杆模块和2种辅助模块·所有模块的功能都是独立的,并且每个模块的连接界面都设计成了圆筒形以便重组和提高其刚度·每一种模块都可设计成不同尺寸系列,这些不同类型和尺寸系列的模块便可构成一个模块库·作者对3个自由度串联机器人的构形进行了系统的研究,并应用制作的实验模块对研究结果的可行性进行了验证· 展开更多

关键词 可重构模块化机器人 模块设计 构形综合 串联机器人 构形设计 串联机器人

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基于螺旋理论模块化机器人运动学分析与仿真 被引量：7

12

作者 陈伟海 周杰 +1 位作者 于守谦 吴星明 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期814-818,共5页

基于螺旋理论对模块化机器人的速度级和位移增量级运动学关系进行了分析,开发了模块化冗余度机器人的逆运动学控制算法.针对模块化机器人可能具有任意自由度和任意构型、可以经常快速安装和拆卸、易于可重构且由系列化、标准化部件组合... 基于螺旋理论对模块化机器人的速度级和位移增量级运动学关系进行了分析,开发了模块化冗余度机器人的逆运动学控制算法.针对模块化机器人可能具有任意自由度和任意构型、可以经常快速安装和拆卸、易于可重构且由系列化、标准化部件组合的特性,开发了具有自动建模功能的模块化机器人仿真系统.该仿真系统由模块构造器、机器人建造器、图形示教和运动规划仿真器等分系统组成.通过一个7-DOF模块化串联机器人抓放工件的演示实例验证了所提算法和仿真系统的实用性. 展开更多

关键词 模块化机器人 冗余度机器人 运动学 仿真系统

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模块化机器人的双输出CPG网络调相运动控制 被引量：4

13

作者 崔馨丹 朱延河 +2 位作者 王晓露 唐术锋 赵杰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期47-52,共6页

为了增强模块化机器人的灵活性,以及对其多模式运动进行更简单有效地控制,结合阵列式和串联式自重构机器人的特点,设计基于万向式关节的双自由度UBot模块,并根据两个关节之间的相互抑制关系,结合生物学的中枢模式发生器(CPG)运动控制原... 为了增强模块化机器人的灵活性,以及对其多模式运动进行更简单有效地控制,结合阵列式和串联式自重构机器人的特点,设计基于万向式关节的双自由度UBot模块,并根据两个关节之间的相互抑制关系,结合生物学的中枢模式发生器(CPG)运动控制原理,设计具有双输出的CPG网络调相运动控制器.通过调整CPG间的连接权重以及每个CPG中两组输出的关系,调解运动控制信号间的相位差值,有效地控制UBot模块化机器人的整体协调运动.应用这种控制方法控制了模块化机器人的3种运动模式:四足运动、蠕动和多节虫运动,在ADAMS仿真环境下进行了运动仿真实验,并在UBot模块化自重构平台上分别进行了3种构型的实体运动试验.实验结果验证了双输出CPG调相网络对模块化机器人运动控制的有效性和实用性. 展开更多

关键词 模块化机器人 自重构 中枢模式发生器(CPG) 运动控制 UBot

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模块化协作机器人运动特性分析及动力学仿真研究 被引量：5

14

作者 马国庆 刘丽 +1 位作者 于正林 曹国华 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2017年第2期64-69,共6页

针对UR10模块化协作机器人的构型特点,采用D-H坐标变换法建立其运动学坐标系,采用逆变换法对机器人进行逆运动学求解,求得各个关节转角。运用拉格朗日法对UR机器人进行动力学分析,利用ADAMS多体动力学仿真软件对其进行动力学仿真。结果... 针对UR10模块化协作机器人的构型特点,采用D-H坐标变换法建立其运动学坐标系,采用逆变换法对机器人进行逆运动学求解,求得各个关节转角。运用拉格朗日法对UR机器人进行动力学分析,利用ADAMS多体动力学仿真软件对其进行动力学仿真。结果证明,该模块化协作机器人具有良好的静态平衡性能、运动稳定性和动态响应特性。 展开更多

关键词 模块化协作机器人 运动特性分析 动力学仿真

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模块化六自由度机器人运动学标定与实验研究 被引量：6

15

作者 王殿君 王超星 +2 位作者 陈亚 彭文祥 关似玉 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期577-584,共8页

针对自主研发的模块化六自由度轻载搬运机器人,使用激光跟踪仪并采用直接标定法进行了运动学标定与实验研究。采用D-H法构建了机器人连杆坐标系和机器人运动学模型,并运用微分变换的方法建立误差模型。通过激光跟踪仪测量机器人末端位置... 针对自主研发的模块化六自由度轻载搬运机器人,使用激光跟踪仪并采用直接标定法进行了运动学标定与实验研究。采用D-H法构建了机器人连杆坐标系和机器人运动学模型,并运用微分变换的方法建立误差模型。通过激光跟踪仪测量机器人末端位置,将其与运动学模型求解得到的机器人末端位置进行比较,验证了误差模型的正确性。然后将误差模型计算得到的机器人连杆参数误差在机器人控制系统软件中进行修正。最后利用激光跟踪仪测量机器人的关节转角间隙误差,将误差值转换成脉冲数并在软件中进行补偿。机器人运动学标定实验表明,使用激光跟踪仪进行连杆参数误差补偿和关节转角间隙误差补偿可以明显的减小绝对定位误差,绝对定位误差降低了69.6%,定位精度有了明显的提高。 展开更多

关键词 模块化六自由度机器人 运动学标定 激光跟踪仪 误差模型 定位精度

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面向人机物理交互的谐波传动式模块化机器人系统分散积分滑模控制 被引量：3

16

作者 董博 王悦西 +2 位作者 安天骄 刘富 李元春 《长春工业大学学报》 CAS 2022年第4期392-403,共12页

针对面向人机物理交互任务的谐波传动式模块化机器人系统,提出一种分散积分滑模控制方法。与传统采用既定期望轨迹的方法不同,文中仅利用各机器人关节的位置测量信息,实现了基于主动运动意图辨识的分散积分滑模控制。基于谐波传动柔度模... 针对面向人机物理交互任务的谐波传动式模块化机器人系统,提出一种分散积分滑模控制方法。与传统采用既定期望轨迹的方法不同,文中仅利用各机器人关节的位置测量信息,实现了基于主动运动意图辨识的分散积分滑模控制。基于谐波传动柔度模型,揭示了一种人机物理交互人员主动运动意图辨识策略,在此基础上,研究了面向人机物理交互的谐波传动式模块化机器人系统分散积分滑模控制方法,实现高性能的运动意图轨迹跟踪控制。利用李雅普诺夫理论证明了闭环机器人系统的渐近稳定性,实验结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 自动控制技术 模块化机器人 人机物理交互 主动运动意图辨识 分散积分滑模控制

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自重构模块化机器人的结构 被引量：1

17

作者 费燕琼 董庆雷 赵锡芳 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期681-681,共1页

在国外自重构机器人研究的基础上，设计开发了一种新型的网格型的雌雄同体的自重构模块化机器人．机器人中每个模块由一个中心体和6个可独立旋转的面组成，每个面上有2个孔及2个可自由伸缩的轴，驱动电机通过减速器、锥形齿轮、同步带... 在国外自重构机器人研究的基础上，设计开发了一种新型的网格型的雌雄同体的自重构模块化机器人．机器人中每个模块由一个中心体和6个可独立旋转的面组成，每个面上有2个孔及2个可自由伸缩的轴，驱动电机通过减速器、锥形齿轮、同步带轮、离合器驱动6个面转动及及每个面上轴的伸缩．该模块化机器人结构紧凑，便于进一步扩展． 展开更多

关键词 模块化机器人 自重构机器人 独立旋转 雌雄同体 设计开发 自由伸缩 驱动电机 锥形齿轮 同步带轮 结构紧凑 中心体 减速器 离合器

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模块化可重构服务机器人群的任务规划 被引量：2

18

作者 许烁 王阳 孙成恺 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期101-109,共9页

对模块化可重构服务机器人群在医院中应用所产生的任务规划问题进行了分析和建模,提炼出一个多目标、多约束的多维组合优化问题.设计了改进二进制蜜蜂算法(IBBA)进行组合方案寻优.作为一种启发式群智能优化算法,其特点在于:(1)全局搜索... 对模块化可重构服务机器人群在医院中应用所产生的任务规划问题进行了分析和建模,提炼出一个多目标、多约束的多维组合优化问题.设计了改进二进制蜜蜂算法(IBBA)进行组合方案寻优.作为一种启发式群智能优化算法,其特点在于:(1)全局搜索和局部搜索的功能划分明确且并行实施;(2)在基本算法框架中融入了组合方案的表示与进化方法、多目标处理方法、约束处理方法等要素;(3)在算法原型的基础上改进了局部搜索策略.针对一个实际算例进行了优化计算,算法在可行性、稳定性、计算结果质量、计算效率、单目标优化等方面取得了较好表现,并从算法机制中得到了合理解释.扩展了模块化可重构机器人的研究范畴,为多目标、多约束的多维组合优化问题提出了通用的建模方法和优化算法. 展开更多

关键词 模块化可重构机器人 机器人群 多维分配问题 组合优化问题 改进二进制蜜蜂算法

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模块化自重构机器人蠕虫构型的运动控制

19

作者 赵杰 张玉华 +2 位作者 朱延河 任宗伟 蔡鹤皋 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期409-413,共5页

提出了一种采用相对方位系数与标准构型步态控制表结合的控制策略,对由n(n≥4)个模块组成、模块放置方位变化的自重构机器人蠕虫构型进行运动控制.利用模块之间的分布式通信和上位机主控相结合的通信方式,构型中的各个模块根据与相邻模... 提出了一种采用相对方位系数与标准构型步态控制表结合的控制策略,对由n(n≥4)个模块组成、模块放置方位变化的自重构机器人蠕虫构型进行运动控制.利用模块之间的分布式通信和上位机主控相结合的通信方式,构型中的各个模块根据与相邻模块的相对方位关系和标准步态表自行决定自身的运动序列,可以对蠕虫机器人进行实时控制.对2组由不同数目、不同方位模块组成的蠕虫构型的运动控制进行了实验.实验结果表明:该方法实现简单,可以针对模块数目不定、方位可变的自重构机器人蠕虫构型进行实时运动控制. 展开更多

关键词 自重构 模块化机器人 运动控制 标准步态表

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自重构模块化机器人的自修复算法

20

作者 张鑫 邱昭鹏 费燕琼 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期42-46,共5页

设计了一种三维网格型、同构式新型自重构模块化机器人M-Cubes系统,提出了一种基于故障模块位置的自重构模块化机器人的分布式自修复方法。此方法适用于网格型自重构机器人,能够实现对任意位置的故障模块的自修复,有效地解决故障模块处... 设计了一种三维网格型、同构式新型自重构模块化机器人M-Cubes系统,提出了一种基于故障模块位置的自重构模块化机器人的分布式自修复方法。此方法适用于网格型自重构机器人,能够实现对任意位置的故障模块的自修复,有效地解决故障模块处于机器人结构内部时自修复过程运算复杂的棘手问题,优化自修复过程中的运动路径。最后对模块的自修复任务进行了仿真,验证了该方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 模块化机器人 自重构 自修复 分布式算法 运动路径

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