面向复杂地形的四足机器人步态生成方法

为实现四足机器人在凹凸地形上稳定运动并能选择最大步长的目的,提出了基于稳定裕度的步态规划方法。基于研究对象,建立四足机器人的运动学方程及逆运动学方程,将机器人足端的位置映射为各关节的关节变量;提出工作空间矩阵的概念,将所需克服的地形高度反映到工作空间矩阵中,并选择最优步态区域;依据四足机器人的立足点在质心坐标系下的空间坐标,以纵向稳定裕度为约束条件,在工作空间矩阵中计算机器人摆动腿的最大步长并规划机械腿的运动轨迹;针对所提出的方法,分别利用MATLAB和ADAMS进行仿真验证。在MATLAB环境中计算并验证质心的水平投影是否在立足点形成支撑多变形内,而ADAMS平台分析机器人在复杂地形上的位移变化及姿态变化。仿真结果表明机器人的质心始终在支撑多边形内,机器人的躯干姿态基本保持不变且运动速度匀速,所提出的方法能够保证机器人稳定行走,为四足机器人的稳定运动提出依据。     

一种异构多机器人系统交互协议

随着机器人在各领域的广泛应用和任务种类多样化,单机器人执行任务受到任务规模和复杂程度的限制,使用多个机器人协作完成任务是解决复杂问题的有效方法之一。在复杂机器人控制系统中,不同的任务往往需要不同的机器人去执行,这些机器人一般具有不同的结构和功能,而且工业化的机器人各自遵循私有协议。在操作一个复杂多机器人系统中,控制系统中的通信协议因不同的机器人而异,从而增加了控制过程中的协作难度。设计和制定一个方便的交互协议,便于协作信息在系统中通信,共同完成给定的任务。本文针对不同的机器人私有控制协议,在一致化交互接口的基础上,设计并实现了不同工业机器人之间的交互。通过工程实践,验证了这种一致性交互协议对于异构机器人系统的有效交互,对完成复杂问题作业具有借鉴作用。     

基于改进遗传算法的移动机器人路径规划

针对传统遗传算法存在的搜索效率低、易于陷入局部最优解的问题,提出了一种改进的遗传算法。采用简单的一维编码替代复杂的二维编码,节约了存储空间。在遗传算子的设计中,重新定义了交叉算子和变异算子,避免了陷入局部最优。最后将最短路径和免碰撞相结合作为适应度函数进行遗传优化。实验结果表明,改进的算法能够快速、有效的规划出最优路径。     

机器人焊缝中心三维定位的解析方法

机器人焊接过程中焊缝三维空间中心位置的确定是焊缝自动跟踪系统重要的一环.由于多数焊缝为直线,且实际的焊缝在小范围内可近似为直线,因而特征点的空间坐标确定以后如何确定直线是问题的关键所在.在焊缝特征点确定以后,根据空间解析几何的定位原理,结合最小二乘法,首先给出了焊缝中心线的确定原则,其次,按直线的点向式方程,利用焊缝特征点的全息,给出了中心直线的点和方向向量确定的解析方法.     

Equivalence of velocity-level and acceleration-level redundancy-resolution of manipulators

The equivalence of velocity-level and acceleration-level redundancy resolution of robot manipulators is investigated in this Letter. Theoretical analysis based on gradient-descent method and computer simulations based on PUMA560 robot manipulator both demonstrate the equivalence of redundancy-resolution schemes at different levels.     

Continuation Method Applied in Kinematics of Parallel Robot

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＣｏｎｔｉｎｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｓａｎｕｍｅｒｉｃａｌｔｏｏｌｔｏｓｏｌｖｅｎｏｎｌｉｎｅａｒａｌｇｅｂｒａｉｃｓｙｓｔｅｍｈａｓｂｅｅｎａｄｏｐｔ ｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙ .Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｔｉｓｏｆｔｅｎａｐｐｌｉｅｄｏｎｒｏｂｏｔｋｉｎｅｍａｔｉｃｓａｓｐｅｃｔ.Ｒｅｆ.[1 ]ｕｓｅｄｉｔｔｏｓｏｌｖｅｉｎｖｅｒｓｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｓｐｒｏｂｌｅｍｏｆｓｅｒｉａｌｒｏｂｏｔ.Ｒｅｆ.[2 ]ｉｔｗａｓａｐｐｌｉｅｄｉｎｓｏｌｖｉｎｇｆｏｒｗａｒｄｋｉｎｅｍａｔ…     

Mathematical modelling and dynamic response of a multi-straight-line path tracing flexible robot manipulator with rotating-prismatic joint

In this study, mathematical modelling and dynamic response of a flexible robot manipulator with rotating-prismatic joint are investigated. The tip end of the flexible robot manipulator traces a multi-straight-line path under the action of an external driving torque and an axial force. Considered robot manipulator consists of a rotating prismatic joint and a sliding flexible arm with a tip mass. Flexible arm is assumed to be an Euler–Bernoulli beam carrying an end-mass. Equations of motion of the flexible manipulator are obtained by using Lagrange’s equation of motion. Effect of rotary inertia, axial shortening and gravitation is considered in the analysis. Equations of motion are solved by using fourth order Runge–Kutta method. Numerical simulations obtained by using a developed computer program are presented and physical trend of the results are discussed.     

医疗机器人双目视觉硬件系统设计与实现

根据双目视觉定位原理,通过分析系统各部件的工作原理和医疗机器人手术导航的实际需求,结合市场供货情况,提出了一种适用于医疗机器人手术导航定位的双目视觉硬件系统设计方法。采用该方法设计的双目视觉定位系统进行了手术导航模拟实验,结果表明：该系统可以辅助医疗机器人完成手术规划,定位精度可以达到2 mm,能够满足临床应用要求。     

机器人避障问题

研究机器人在平面区域中绕过静态障碍物到达指定目的地的问题, 分别考虑了路程最短和时间最短两种目标下的最优路径, 给出了计算机自动搜索最优路径的模型和算法。     

An optimality criterion for a limited capacity queueing system

A single server, limited capacity queueing system with Poisson arrivals and exponential service is studied. The joint probability distribution of the number of times the system reaches its capacity in time interval (0t] and the number of customers in the system at time i has been obtained. From, the joint probability, the probability that the system has reached its capacity m times in time interval (0t] has been determined and the expectation and variance have been found explicitly. A criterion for the system to be optimum is established and is illustrated numerically.