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面向轴孔装配任务的双臂机器人控制策略
1
作者 詹博文 郭瑞科 +2 位作者 龚宇莲 何英姿 张海博 《空间控制技术与应用》 北大核心 2025年第1期85-95,共11页
为了高效、安全地完成轴孔装配任务,提出一种双臂机器人协调柔顺控制策略.根据轴零件、孔零件自身的结构特点,设计一种满足小容差限制的一次装配成型任务方案.在此基础上,基于双臂主从协调的思想,对任务进行了分解和分配.同时以消除孔... 为了高效、安全地完成轴孔装配任务,提出一种双臂机器人协调柔顺控制策略.根据轴零件、孔零件自身的结构特点,设计一种满足小容差限制的一次装配成型任务方案.在此基础上,基于双臂主从协调的思想,对任务进行了分解和分配.同时以消除孔零件和轴零件之间的位姿偏差为目标,规划了平滑的双臂运动轨迹.考虑到零件之间柔顺接触的要求,构建一种自适应阻抗控制器.为避免接触力往复震荡带来的控制失稳问题,在该控制器中加入了刚度系数自适应调节功能.基于UR10e机械臂搭建了双臂机器人轴孔装配实验平台,并且通过实验验证了提出的双臂机器人协调柔顺控制策略的有效性. 展开更多
关键词 轴孔装配 双臂机器人 任务分解与分配 轨迹规划 柔顺控制
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空间双臂机器人漂浮基座扰动最小化轨迹规划
2
作者 张辉 左孝中 +1 位作者 张伟 高升 《电光与控制》 北大核心 2025年第2期24-31,共8页
针对空间双臂机器人轨迹规划问题,提出一种基于麻雀搜索算法的漂浮基座扰动最小化轨迹规划方法。首先,以双臂机器人各关节角度为优化变量,采用关节轨迹参数化方法构建机器人运动学模型;其次,将末端执行器的定位精度作为优化目标,将漂浮... 针对空间双臂机器人轨迹规划问题,提出一种基于麻雀搜索算法的漂浮基座扰动最小化轨迹规划方法。首先,以双臂机器人各关节角度为优化变量,采用关节轨迹参数化方法构建机器人运动学模型;其次,将末端执行器的定位精度作为优化目标,将漂浮基座扰动作为优化约束;同时,为保证规划过程的安全性,引入惩罚因子和碰撞检测机制,将轨迹规划问题转化为一个带约束的多目标优化问题;最后,通过麻雀搜索算法对该问题进行求解,得到双臂机器人最终的关节优化轨迹。仿真结果表明,所提方法在确保末端执行器定位精度的同时,有效减小了基座扰动,且在基座无约束条件下的性能优于传统的粒子群优化算法和模拟退火算法。 展开更多
关键词 轨迹规划 空间双臂机器人 智能搜索算法 多目标优化
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基于双核架构的永磁同步直线电机驱动控制系统设计
3
作者 郑伟亮 王成群 《中国集成电路》 2025年第3期63-70,共8页
针对永磁同步直线电机(PMSLM)控制中数据处理任务多、实时性要求高的问题,设计了一种基于FPGA和ARM双核架构的永磁同步直线电机驱动控制系统。通过在FPGA中实现对电机的矢量控制和高速数据采样、通信处理等功能,实现了多任务并行处理,同... 针对永磁同步直线电机(PMSLM)控制中数据处理任务多、实时性要求高的问题,设计了一种基于FPGA和ARM双核架构的永磁同步直线电机驱动控制系统。通过在FPGA中实现对电机的矢量控制和高速数据采样、通信处理等功能,实现了多任务并行处理,同时,在ARM中实现速度运算和人机交互,提高了系统速度和电流的控制精度,具有高可靠性、高响应速度等优点。本文首先针对双核架构设计了系统总体方案,完成了系统的软硬件设计,实验结果表明,该控制系统能够在电流环30kHz和速度环1kHz下稳定运行,满足永磁同步直线电机控制需求,速度和电流控制平稳,具有较好的实用性和应用价值。 展开更多
关键词 双核 ARM FPGA 永磁同步直线电机 矢量控制
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双悬臂截割机器人相对动力学建模与力位混合控制研究
4
作者 刘鹏 周昊晨 +7 位作者 马宏伟 曹现刚 张旭辉 段学超 毛清华 田海波 薛旭升 王川伟 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第10期80-89,共10页
双悬臂截割机器人可解决传统单臂掘进机在截割大尺寸断面时效率低下的难题,但其与煤岩的动态交互影响控制性能。现有研究以双臂接触同一对象形成运动闭链为前提,无法满足双悬臂截割机器人双臂运动及末端截割头输出力的控制要求。针对该... 双悬臂截割机器人可解决传统单臂掘进机在截割大尺寸断面时效率低下的难题,但其与煤岩的动态交互影响控制性能。现有研究以双臂接触同一对象形成运动闭链为前提,无法满足双悬臂截割机器人双臂运动及末端截割头输出力的控制要求。针对该问题,设计了一种基于机器人相对动力学模型的力位混合控制系统。建立双悬臂截割机器人运动学和动力学模型,基于机器人的相对雅可比矩阵及虚位移与虚功原理推导出机器人的相对动力学模型,通过单一变量同时描述机器人双臂的运动状态,将机器人双臂独立的动力学模型整合为一个整体。基于机器人的相对动力学模型,设计了机器人双臂力位混合控制系统,通过李雅普诺夫函数验证了系统的稳定性和可行性。仿真结果表明:双悬臂截割工艺较单悬臂截割拥有更大的工作空间,具有一次性实现大断面截割的能力;双悬臂截割机器人力位混合控制系统能够完成对期望相对位置和期望相对力的同步跟踪,对截割头期望位置跟踪的绝对误差在0.3132 m以内,均方根误差为0.1447 m。 展开更多
关键词 巷道掘进 双悬臂截割机器人 力位混合控制 相对动力学 相对雅可比矩阵
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基于残差BP神经网络的Baxter机器人逆运动学分析方法 被引量：1
5
作者 赵杨鑫 曹旭 +4 位作者 余志强 潘雨欣 方田 汪婧 沈浩 《安徽工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第2期165-172,共8页
提出1种基于残差BP(back propagation)神经网络的自适应逆运动学分析方法,围绕数据采集至实时控制的整个运动规划流程,采集140组位置和欧拉角数据,利用残差BP神经网络对Baxter机械臂进行逆运动学分析,拟合得到机械臂7个关节角度;将训练... 提出1种基于残差BP(back propagation)神经网络的自适应逆运动学分析方法,围绕数据采集至实时控制的整个运动规划流程,采集140组位置和欧拉角数据,利用残差BP神经网络对Baxter机械臂进行逆运动学分析,拟合得到机械臂7个关节角度;将训练好的关节角度以话题的形式发布,通过在抓取物体的脚本中订阅该话题实现通讯;结合Rviz进行可视化展示和实物双臂协同实验,对4种物体模型分别用残差BP神经网络和普通BP神经网络进行抓取实验,验证所提方法的有效性。结果表明:所提方法的计算单点时间约8.1 ms,远小于机械臂的控制周期,可实现实时性的要求;在进行1500次训练的情况下,残差BP神经网络模型的均方误差为0.006,相比普通BP神经网络模型,误差降低0.077,提高了模型的准确性;所提方法的抓取成功率为87.5%,比普通BP神经网络提高了22.5%,验证了本文所提方法的有效性和实用性。 展开更多
关键词 残差 BP神经网络 逆运动学 运动规划 双臂协同 机器人
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基于智能巡检机器人系统平台的列车空气泄漏超声波检测装置设计 被引量：1
6
作者 王文超 王俊平 +2 位作者 丁建明 朱谦怿 陈欣安 《机车电传动》 2024年第3期164-172,共9页
民众日益增长的交通出行需求,直接推动了列车及其营运线路的开通与增长,也给列车日检工作带来了不断增大的压力。作为保障列车制动安全的重要环节,空气制动管路的密封性检测在列车日检作业中不可或缺。为满足实际需求,弥补当前智能巡检... 民众日益增长的交通出行需求,直接推动了列车及其营运线路的开通与增长,也给列车日检工作带来了不断增大的压力。作为保障列车制动安全的重要环节,空气制动管路的密封性检测在列车日检作业中不可或缺。为满足实际需求,弥补当前智能巡检机器人巡检功能短缺,文章以双臂机器人为平台,基于泄漏小孔产生湍流、湍流产生超声波的原理,采用“一板两头”结构型式,设计开发了一套空气泄漏超声波检测装置。从信号采集、信号放大和滤波等预处理功能层面对装置结构和硬件配置展开设计,并基于FFT与Parseval定理设计了气体泄漏检测判断算法。通过模拟检测不同孔径(0.125 mm,0.200 mm,0.400 mm)的小孔在不同工况下的泄漏状况,验证了试验样机在0.3s采集时间内能满足接收与正确判断50°锥角、600mm范围内气体泄漏信号的功能需求。 展开更多
关键词 列车日检 双臂机器人 气体泄漏 超声波探测 城市轨道交通
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基于力引导的空间舱外双臂机器人遥操作同步过程优化
7
作者 汪建之 宋爱国 秦超龙 《载人航天》 CSCD 北大核心 2024年第3期354-363,共10页
为提高空间舱外双臂机器人遥操作同步过程中操作效率,提出了一种基于力引导的遥操作同步过程优化方法。通过改进的蒙特卡洛法对双臂机器人协作的工作空间进行分析,提出了一种最优协作位置预测方法,并通过力引导方式,辅助引导遥操作双臂... 为提高空间舱外双臂机器人遥操作同步过程中操作效率,提出了一种基于力引导的遥操作同步过程优化方法。通过改进的蒙特卡洛法对双臂机器人协作的工作空间进行分析,提出了一种最优协作位置预测方法,并通过力引导方式,辅助引导遥操作双臂到达最优协作位置。实验结果表明:相比于只有视觉反馈的遥操作过程,同步过程优化后到达同步工作状态的时间减少了84.26%,同步过程通过的路径长度缩短了35.43%;对比运动学引导方法,各项指标方差更小,稳定性更强。 展开更多
关键词 遥操作 蒙特卡洛法 位置预测 力引导 双臂 同步过程
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双臂皮革绷板机器人的仿真分析
8
作者 杨一铭 任工昌 +2 位作者 桓源 洪杰 刘涛 《中国皮革》 CAS 2024年第2期11-16,共6页
为了解决目前皮革绷板干燥工序中专用绷板设备自动化、智能化程度低且操作工人劳动强度大的现状,本文利用双臂协同技术,设计了一款皮革绷板机器人。采用D-H法为双机械臂建立了空间坐标系与运动学模型,在MATLAB软件中分析了双机械臂的操... 为了解决目前皮革绷板干燥工序中专用绷板设备自动化、智能化程度低且操作工人劳动强度大的现状,本文利用双臂协同技术,设计了一款皮革绷板机器人。采用D-H法为双机械臂建立了空间坐标系与运动学模型,在MATLAB软件中分析了双机械臂的操作空间。利用ADAMS软件完成了整机虚拟样机模型的建立,对双机械臂进行了仿真。结果表明,双臂操作空间可满足皮革绷板工艺需求,机械臂选型合理;机械臂各关节角速度及角加速度曲线平稳,说明双机械臂可完成皮革的绷板操作。 展开更多
关键词 皮革绷板 双臂机器人 机器人运动学 ADAMS仿真
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考虑基座振动抑制的双空间机械臂协同阻抗控制
9
作者 张家维 白成超 郭继峰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1111-1122,共12页
针对柔性基座双空间机械臂紧耦合协同过程中面临的对物体内/外力的柔顺响应、基座的振动抑制以及双臂避碰等问题,提出了一种反作用最优协同阻抗控制方法。首先建立了柔性基座双空间机械臂的紧耦合系统模型。然后,利用物体级阻抗控制器... 针对柔性基座双空间机械臂紧耦合协同过程中面临的对物体内/外力的柔顺响应、基座的振动抑制以及双臂避碰等问题,提出了一种反作用最优协同阻抗控制方法。首先建立了柔性基座双空间机械臂的紧耦合系统模型。然后,利用物体级阻抗控制器和末端执行器级阻抗控制器分别实现了双空间机械臂对物体所受外力和内力的柔顺响应。然后,利用基座能量衰减最优控制和人工势场法得到了双空间机械臂的最优零空间自运动向量,通过双冗余空间机械臂的零空间自运动同时实现了基座振动抑制和双臂间的避碰。最后,在动力学仿真软件中验证了协同阻抗控制方法在解决物体内/外力柔顺响应、基座振动抑制、双臂避碰问题上的有效性。 展开更多
关键词 双空间机械臂 柔性基座 阻抗控制 振动抑制 人工势场
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空间机动目标双臂协调柔顺操作控制方法
10
作者 刘磊 张涛 《航天控制》 CSCD 2024年第1期77-83,共7页
针对被操作目标运动状态变化导致双臂与目标间内力发生突变的问题,提出了一种空间机动目标双臂协调柔顺操作控制方法。首先,针对空间双臂协调柔顺操作任务,分别建立双臂空间机器人开链动力学模型和闭链动力学模型;其次,考虑目标机动产... 针对被操作目标运动状态变化导致双臂与目标间内力发生突变的问题,提出了一种空间机动目标双臂协调柔顺操作控制方法。首先,针对空间双臂协调柔顺操作任务,分别建立双臂空间机器人开链动力学模型和闭链动力学模型;其次,考虑目标机动产生的扰动,设计阻抗参数自主调整策略,在双臂末端与目标间作用力发生较大变化时,可以保证双臂协调操作任务的平稳性和安全性;最后,搭建双臂协调柔顺操作地面物理试验系统,并开展物理仿真试验验证,试验结果表明了本文所提方法的有效性。 展开更多
关键词 在轨服务 双机械臂 柔顺控制 协调控制 机动目标
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一种空间双臂机器人有限时间柔顺抓捕策略
11
作者 李胤慷 宋斌 +1 位作者 袁秋帆 李爽 《航天控制》 CSCD 2024年第5期53-61,共9页
提出了一种面向非合作目标捕获的空间双臂机器人有限时间柔顺抓捕策略。首先建立了自由漂浮基空间机械臂以末端执行器位姿自由度为广义坐标表示的末端执行器动力学模型。在此基础上基于全局快速非奇异终端滑模控制理论设计了有限时间轨... 提出了一种面向非合作目标捕获的空间双臂机器人有限时间柔顺抓捕策略。首先建立了自由漂浮基空间机械臂以末端执行器位姿自由度为广义坐标表示的末端执行器动力学模型。在此基础上基于全局快速非奇异终端滑模控制理论设计了有限时间轨迹跟踪控制器,实现了末端执行器的有限时间轨迹跟踪控制。进一步采用一种三指末端抓握机构,建立了末端执行机构-目标抓捕位置子系统动力学模型,在该模型基础上基于柔顺控制理论设计了复合柔顺抓握控制策略,解决了末端执行器对目标的柔顺抓握控制。仿真结果表明,所设计的有限时间柔顺抓捕控制策略能够实现空间双臂机器人在有限时间内对翻滚目标的柔顺抓握控制。 展开更多
关键词 非合作目标 在轨操控 空间双臂机器人 有限时间控制 柔顺抓握
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基于对偶四元数的多体系统动力学建模和控制 被引量：2
12
作者 王培栋 王天舒 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2091-2102,共12页
空间机械臂的在轨作业是当前空间在轨服务中应用最为广泛的技术之一,然而,机械臂在操作过程中漂浮基座与臂体之间的位姿耦合效应极为显著,这给控制系统设计带来了新挑战.针对多刚体系统的位姿一体化建模与控制问题,文章改进了基于对偶... 空间机械臂的在轨作业是当前空间在轨服务中应用最为广泛的技术之一,然而,机械臂在操作过程中漂浮基座与臂体之间的位姿耦合效应极为显著,这给控制系统设计带来了新挑战.针对多刚体系统的位姿一体化建模与控制问题,文章改进了基于对偶四元数的位姿一体化建模和控制方法,使之可以应用于多刚体系统.该方法不仅能够精确描述复杂的力学关系,还能够在统一的数学框架中有效地处理位姿耦合问题,这为后续设计姿轨一体化的控制系统提供了极大的便利.首先,基于铰链模型建立了对偶四元数形式的铰链和臂体之间的速度和加速度递推关系,然后,利用铰链和臂体间力-力矩传递关系建立了递推形式的逆向动力学方程,为了便于控制系统设计与分析,随后推导建立了矩阵形式的位姿一体化的正向动力学方程.然后针对推进器和控制力矩陀螺讨论了具体的执行机构的动力学建模问题,并分别讨论了机械臂和漂浮基座的位姿一体化控制问题.最后,对一个6自由度机械臂和漂浮基座的组合体进行了动力学建模和控制仿真,动力学仿真的结果证明了所提动力学建模方法的正确性,控制仿真表明控制系统能较快地抵消机械臂运动对基座产生的干扰力和干扰力矩,证明了所提控制方法的有效性和可行性. 展开更多
关键词 多刚体动力学 对偶四元数 一体化控制 空间机械臂 漂浮基座
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ZDY4500LK全流程自动钻机研制与应用研究 被引量：1
13
作者 王佳 彭光宇 +1 位作者 路前海 陈洪岩 《煤矿机械》 2024年第6期49-52,共4页
为提高煤矿井下钻机施工安全性、提升钻孔效率、降低工人劳动强度,设计开发了一种基于六轴机械手自动加卸钻杆的一体式钻孔机器人及控制方法,解决了煤矿井下机器人伺服电机控制系统防爆问题。整机采用一体式结构,运输尺寸小,变幅装置灵... 为提高煤矿井下钻机施工安全性、提升钻孔效率、降低工人劳动强度,设计开发了一种基于六轴机械手自动加卸钻杆的一体式钻孔机器人及控制方法,解决了煤矿井下机器人伺服电机控制系统防爆问题。整机采用一体式结构,运输尺寸小,变幅装置灵活可靠,可以实现150 m左右钻孔的全自动钻进施工。介绍了该钻机的主要技术特征及系统参数、关键技术,以及在淮南张集矿的工业性试验情况。试验结果表明,ZDY4500LK钻机结构设计合理,双机协同控制系统运行可靠,实现了全自动钻进施工,促进了钻探装备技术自动化、智能化的发展。 展开更多
关键词 六轴机械手 一体式结构 工业性试验 双机协同控制
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新型锚杆钻车电磁抓网机构的研究
14
作者 尹伟 《山东煤炭科技》 2024年第9期93-97,102,共6页
针对司马矿井下巷道铺网及锚杆设置效率较低,严重影响了巷道掘进效率问题,提出一种新的锚杆钻车,通过设计含有电磁铁的抓网机构,实现对不同网版的自动抓取;通过双臂锚护机构实现多角度的锚护作业;通过增加补偿套筒,使锚护机构能够适应... 针对司马矿井下巷道铺网及锚杆设置效率较低,严重影响了巷道掘进效率问题,提出一种新的锚杆钻车,通过设计含有电磁铁的抓网机构,实现对不同网版的自动抓取;通过双臂锚护机构实现多角度的锚护作业;通过增加补偿套筒,使锚护机构能够适应不同的顶板条件,保证支护的稳定性;引入了三维建模仿真分析的方法对电磁抓网机构和双臂锚护机构的设计合理性进行了分析,确定了锚杆钻车电磁抓网的技术参数和各模块之间的工作协调性。实际应用表明,该新型锚杆钻车能够实现抓网、锚护的同时自动化控制作业,能够将井下巷道成巷效率提升12.4%。 展开更多
关键词 锚杆钻车 电磁抓网 双臂锚护 仿真分析
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煤矿防爆柴电双动力胶轮式单臂锚杆钻车研究与设计
15
作者 贺海涛 赵海兴 《中国煤炭》 北大核心 2024年第11期108-113,共6页
使用单一动力的防爆柴油机无轨辅助作业车辆在煤矿井下长时间作业会出现动力不足问题,通过开发柴柴双动力、柴电双动力和电电双动力的技术可以解决上述问题。介绍了3种双动力系统的分类和设计思路,详细阐述了防爆柴电双动力胶轮式单臂... 使用单一动力的防爆柴油机无轨辅助作业车辆在煤矿井下长时间作业会出现动力不足问题,通过开发柴柴双动力、柴电双动力和电电双动力的技术可以解决上述问题。介绍了3种双动力系统的分类和设计思路,详细阐述了防爆柴电双动力胶轮式单臂锚杆钻车的总体结构设计、支护作业动作设计、行走传动系统设计、驱动功率计算、液压系统设计、柴电双动力对液压系统的匹配分析、散热系统设计等关键技术,并对关键参数进行计算分析。通过在神东矿区实际使用表明,采用柴电双动力系统在同等作业效率下成本可节约30%以上,而且可提升整车的使用寿命;在施工过程中,设备运行平稳,各部件动作流畅,平均8~10 min可完成1套锚杆支护流程,操作员可携带遥控器在50 m范围内监控施工,试验效果符合预期。 展开更多
关键词 辅助作业车辆 双动力系统设计 柴电双动力 胶轮式单臂锚杆钻车
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双臂空间机器人可操作度分析及其构型优化 被引量：17
16
作者 张博 梁斌 +3 位作者 王学谦 李罡 陈章 朱晓俊 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1207-1214,共8页
利用传统的操作度概念,分析多臂空间机器人的可操作度,特别是基座和辅助臂的耦合效应对任务机械臂的操作度的影响。进而利用基座姿态最小扰动和可操作度指标对多臂机器人机械臂的构型进行优化。最后对平面双臂空间机器人进行数值仿真,... 利用传统的操作度概念,分析多臂空间机器人的可操作度,特别是基座和辅助臂的耦合效应对任务机械臂的操作度的影响。进而利用基座姿态最小扰动和可操作度指标对多臂机器人机械臂的构型进行优化。最后对平面双臂空间机器人进行数值仿真,并分析耦合效应对可操作度的影响以及在多臂构型优化中的应用。仿真结果表明本文的研究方法及结果可指导在轨服务中的近距离双臂协调交会、软对接和抓捕操作,具有较强的工程应用价值。 展开更多
关键词 空间机器人 可操作度 双臂 构型优化
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自由浮动空间双臂机器人的鲁棒协调控制 被引量：23
17
作者 王从庆 石宗坤 袁华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期436-440,470,共6页
研究自由浮动空间双臂机器人在本体位置、姿态均不加控制时,抓取物体运动情况下的动力学协调控制。根据空间双臂机器人抓取系统的闭链约束关系,推导出广义雅可比矩阵,针对抓取系统动力学模型的不确定性,提出一种鲁棒协调控制方法,来控... 研究自由浮动空间双臂机器人在本体位置、姿态均不加控制时,抓取物体运动情况下的动力学协调控制。根据空间双臂机器人抓取系统的闭链约束关系,推导出广义雅可比矩阵,针对抓取系统动力学模型的不确定性,提出一种鲁棒协调控制方法,来控制被抓物体的运动,使被抓物体的运动轨迹跟踪期望的运动轨迹,并保证内力跟踪误差的有界性。通过对自由浮动空间平面双臂机器人进行鲁棒协调控制仿真实验,结果表明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 空间双臂机器人 广义雅可比矩阵 鲁棒协调控制
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双臂机器人自碰撞检测及其运动规划 被引量：15
18
作者 吴长征 岳义 +1 位作者 韦宝琛 刘殿富 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期45-53,共9页
针对双臂机器人运动规划过程中的自碰撞问题,提出了基于空间向量几何距离的机械臂自碰撞检测方法;改进了传统的人工势场法,并用线性结构的斥力场描述机械臂各杆件之间的相互关系,用于构造多杆碰撞检测的描述指标;利用线性斥力场描述的... 针对双臂机器人运动规划过程中的自碰撞问题,提出了基于空间向量几何距离的机械臂自碰撞检测方法;改进了传统的人工势场法,并用线性结构的斥力场描述机械臂各杆件之间的相互关系,用于构造多杆碰撞检测的描述指标;利用线性斥力场描述的结构得到一种新的双臂机器人无自碰撞运动规划算法.结果表明,与传统的人工势场法相比,所提出的无自碰撞运动规划算法能够将线性斥力场引入无自碰撞规划算法中,并作为算子用于计算避免自碰撞的规划调整量,其结构简单、计算方便.同时,结合实际的双臂机器人物理参数,通过预先给定机器人运动轨迹的模拟,验证了无自碰撞运动规划算法的有效性. 展开更多
关键词 双臂机器人 自碰撞 碰撞检测 运动规划 势场法
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模块化机器人双臂协调操作的实验研究 被引量：7
19
作者 石磊 苏丽颖 余跃庆 《西华大学学报（自然科学版）》 CAS 2007年第5期3-6,共4页
提出了利用optotrak3020三维测量系统获得精确位置信息来进行双臂机器人协调操作的方法。通过对双臂协调操作的运动约束进行分析,确定双臂协调运动的约束条件,同时将三维测量系统获得的空间三维坐标信息反馈到控制计算机,调整机器人末... 提出了利用optotrak3020三维测量系统获得精确位置信息来进行双臂机器人协调操作的方法。通过对双臂协调操作的运动约束进行分析,确定双臂协调运动的约束条件,同时将三维测量系统获得的空间三维坐标信息反馈到控制计算机,调整机器人末端的位置和姿态,以装配螺栓为例从运动学角度完成协调操作的实验。实验证明,利用optotrak3020三维测量系统获得精确位置信息对双臂机器人进行协调操作是有效的。 展开更多
关键词 双臂机器人 运动学 反馈 协调操作
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空间机器人双臂捕获卫星力学分析及镇定控制 被引量：26
20
作者 程靖 陈力 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期832-842,共11页
随着航天技术的发展,空间机器人要求具有对非合作卫星的在轨捕获能力.双臂空间机器人与单臂空间机器人相比在这方面显然更具有优势.然而由于太空环境的复杂性,使得空间机器人双臂捕获非合作卫星操作过程的动力学与控制问题表现出下述特... 随着航天技术的发展,空间机器人要求具有对非合作卫星的在轨捕获能力.双臂空间机器人与单臂空间机器人相比在这方面显然更具有优势.然而由于太空环境的复杂性,使得空间机器人双臂捕获非合作卫星操作过程的动力学与控制问题表现出下述特点:非完整动力学约束,动量、动量矩与能量传递变化,捕获前后结构开、闭环变拓扑,与闭环接触几何、运动学约束多者共存.因此空间机器人双臂捕获卫星技术相关动力学与控制问题变得极其复杂.为此,讨论了双臂空间机器人捕获自旋卫星过程的动力学演化模拟,以及捕获操作后其不稳定闭链混合体系统的镇定控制问题.首先,利用拉格朗日第二类方程建立了捕获操作前双臂空间机器人的开环系统动力学模型,利用牛顿-欧拉法建立了目标卫星的系统动力学模型;在此基础上基于动量守恒定律、力的传递规律,经过积分与简化处理分析、求解了双臂空间机器人捕获目标卫星后受到的碰撞冲击效应,给出了合适的捕获操作策略.根据闭链系统的闭环约束几何及运动学关系获得了闭合链约束方程,推导了捕获操作后闭链混合体系统的动力学方程.最后基于该动力学方程针对捕获操作结束后失稳的闭链混合体系统,设计了镇定运动模糊H∞控制方案.提出的方案利用模糊逻辑环节克服参数不确定影响,由H∞鲁棒控制项消除逼近误差来保证系统控制精度;通过最小权值范数法分配各臂关节力矩,以保证两臂协同操作.李雅普诺夫稳定性理论证明了系统的全局稳定性.最后通过数值仿真实验模拟、分析了碰撞冲击响应,并验证了上述镇定运动控制方案的有效性. 展开更多
关键词 双臂空间机器人 捕获过程 动力学演化 闭链系统 镇定运动控制
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