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《哈尔滨工程大学》 2005年
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被动式五连杆人机合作机器人研究

路敦民  
【摘要】:人机合作机器人(Collaborative Robot简称Cobot)是一种新型的特种机器人。它将传统工业机器人的作业精度高,承载能力大的优点和操作者的灵活性、柔顺性好的优点结合起来,使机器人和操作者能够在同一工作空间内协同作业,从而显著的降低作业强度,提高作业精度及劳动效率。Cobot的显著特点是以被动方式和约束方式工作,其电动机的运动不会使关节运动,它只改变关节之间的速度关系,从而对机器人末端的运动方向进行约束控制,实现机器人的运动轨迹控制。操作者和Cobot合作时,承载重力、轨迹控制由Cobot完成,操作者提供Cobot末端运动的力。Cobot在智能助力作业设备、医疗中的外科手术、虚拟现实、遥操作中的临场感技术以及日常生活等方面具有广泛的应用前景。 本论文的研究工作来自于国家自然科学基金项目“被动式与人合作机器人(Cobot)的关键技术研究”。主要研究目的是研制出具有被动特性和轨迹约束特性的人机合作机器人。主要研究人机合作机器人的机构、控制系统、运动学和动力学特性、控制策略等内容,并研制了原理样机,对人机合作机器人的特性进行了实验研究。 论文首先综述了国内外人机合作机器人(或相关)领域的研究现状。在对国内外现有人机合作机器人的机构、工作原理、控制方式分析和比较的基础上,提出了五连杆式人机合作机器人的机构方案、控制方案和控制策略。 根据人机合作机器人的特点和控制要求,设计了基于双单向超越离合器和双直流电动机的不完全约束传动机构(NCT)。利用单向超越离合器的单向超越特性和蜗轮蜗杆的反向自锁特性,使机构具有被动特性和速度约束特性,可以用于人机合作机器人关节机构的运动约束。 研制了由两套不完全约束传动机构和五连杆机构组成的人机合作机器人样机,采用的是并联耦合机构。NCT都安装在基座上,在基座关节上装有增量式编码器,在机器人的末端装有可测量操作者操作力的力传感器,该机器人样机具有人机合作机器人的基本特点。 论文利用D-H法对五杆Cobot运动学正、逆过程进行了分析,推导出位置、速度和加速度的正、逆运动学方程。利用MATLAB软件中的SimMechanics对所推导的机器人运动学正逆分析的结果进行检验。对机器人末端匀速运动时机座关节的角速度变化情况进行了分析。对Cobot的速度约
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP242

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 董玉红;张立勋;;合作机器人助力型关节机构的驱动控制及实验研究[J];哈尔滨工程大学学报;2008年10期
2 董玉红;张立勋;;欠驱动力合作机器人的驱动控制[J];机械工程学报;2008年12期
3 李伟;曹晓彦;逯江;;基于5R并联堆垛机构的运动学分析与示教再现[J];郑州轻工业学院学报(自然科学版);2013年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 樊炳辉;RPJ-D型喷砼机器人技术研究[D];山东科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 殷慧;机器人假肢功能设计与分析[D];山东科技大学;2010年
2 刘亚鹏;人机合作机器人的控制系统实验研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 骆敏舟,梅涛,卢朝洪,余永;多关节欠驱动机器人手爪包络抓取稳定性分析与仿真[J];光学精密工程;2004年05期
2 朱齐丹,铃木聪一郎,赵国良;具有非驱动关节机器人模型的研究[J];哈尔滨工程大学学报;2002年01期
3 朱齐丹,席志红;具有非驱动关节机器人的位置闭环控制[J];哈尔滨工程大学学报;2002年04期
4 王沫楠,王立权,孟庆鑫,袁鹏,瞿晓荣;两栖仿生机器蟹行走过程运动学研究[J];哈尔滨工程大学学报;2003年02期
5 丑武胜,王田苗;面向脑外科微创手术的医疗机器人系统[J];机器人技术与应用;2003年04期
6 王艳丽,田宝花;具有非驱动关节机器人的动力学分析[J];佳木斯大学学报(自然科学版);2003年01期
7 韩翔宇,都东,陈强,王刚,何云峰,岁波;基于运动学分析的工业机器人轨迹精度测量的研究[J];机器人;2002年01期
8 栾楠,明爱国,赵锡芳,陈建平;含有非驱动关节机器人的学习控制[J];机器人;2002年02期
9 陈学生,陈在礼,孔民秀;并联机器人研究的进展与现状[J];机器人;2002年05期
10 岳宏;基于虚拟现实触觉感知接口技术的研究与进展[J];机器人;2003年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 乔维德;;感应电机的模糊免疫控制研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年03期
2 周娟利;党智乾;;基于自调整模糊控制的直线电机矢量控制系统[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年03期
3 范程华;朱武;;专家PID温度控制在高真空磁控溅射镀膜机中的应用研究[J];合肥师范学院学报;2009年03期
4 周斌;陈伟海;于守谦;;基于AVR单片机的门禁控制器的设计与实现[J];安防科技;2008年02期
5 张建功;刘宝权;刘佳伟;;液压AGC电液伺服系统单神经元自适应控制与仿真研究[J];鞍钢技术;2006年03期
6 胡济顺;;基于Atmega128的环境控制系统设计与实现[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年01期
7 刘灵芝;;基于ADVISOR的电动汽车性能仿真研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年03期
8 胡龙军;陈一波;陶吉利;;基于神经网络参数自整定PID控制的应用[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2009年06期
9 沈亚斌;赵涛;陈桂;;过程控制系统课程教学改革的探索与实践[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年06期
10 孙静静;;频移随机共振在信号检测中的应用[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 龙威;袁锐波;曾浩;张宗成;;压电式气动伺服阀控制策略的研究[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
2 胡伟明;;基于STM32纯电动汽车电驱控制研究[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
3 修杰;夏长亮;;开关磁阻电机的模糊自适应PID控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 乔美英;兰建义;;模糊逻辑神经网络控制在交流调速系统中的仿真研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 李俊丽;张光辉;祝晓红;;新型智能变增益单神经元PID控制算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 王旭光;孙衢;;基于模糊免疫控制的PI调速器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 贺妍;张晓燕;李海滨;刘科元;刘志彬;段志信;;履带车辆的动力学建模与仿真[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 ;Research of PID Parameter Optimization Based-on Cultural Based Ant Colony Algorithm for Superheated Steam Temperature[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 苏思贤;杨慧中;;一种基于RBF在线辨识的单神经元自抗扰控制器[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
10 ;Research of Improved PSO Based on Genetic Operator in the Motion Planning of RRobot[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 杜宏旺;接管焊接机器人关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 罗清林;抗强振动干扰数字涡街流量计信号处理方法研究与低功耗实现[D];合肥工业大学;2010年
4 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
5 尹安东;基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究[D];合肥工业大学;2010年
6 杨金辉;数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用[D];湖南大学;2010年
7 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年
8 罗石;线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D];江苏大学;2010年
9 童伟;整体耦合式消扭悬架系统原理及其运动学和动力学研究[D];华南理工大学;2010年
10 程如岐;基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究[D];南开大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯小冬;基于模糊PID控制的呼吸机压力控制研究[D];南京医科大学;2010年
2 杨亮;基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究[D];安徽工程大学;2010年
3 汪步云;水下作业机械手抓取力伺服控制的研究[D];安徽工程大学;2010年
4 张蛟龙;平面二级倒立摆的控制策略研究[D];河南理工大学;2010年
5 徐旭;基于ARM的电阻点焊控制器[D];南昌航空大学;2010年
6 苗晋玲;基于ARM的三自由度直升机嵌入式控制系统设计[D];南昌航空大学;2010年
7 邵建桥;液压混合动力汽车能量再生系统特性仿真研究[D];山东科技大学;2010年
8 岳光亮;基于液压制动行星调速软起动系统的研究设计[D];山东科技大学;2010年
9 雷云云;基于被动式四足机器人的运动学及动力学分析[D];山东科技大学;2010年
10 李保勇;基于时序鉴别的井下低压供电网选择性漏电保护系统的研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵占芳,张启先;冗余自由度机器人的运动学优化研究[J];北京理工大学学报;1995年04期
2 杜晓燕,王保珍;医学生物传感器的发展与未来[J];传感技术学报;2003年02期
3 宋伟刚,张国伟;基于径向基函数神经网络的并联机器人运动学正问题[J];东北大学学报;2004年04期
4 徐超;程磊;;一类多移动机器人运动协调仿真系统的研究与实现[J];电脑与信息技术;2007年01期
5 李云江;樊炳辉;;大型喷浆机器人的设计与实现[J];辽宁工程技术大学学报;2006年S1期
6 周志刚;陈丽红;;RBF网络及其在数值计算中的应用[J];复杂系统与复杂性科学;2006年02期
7 路敦民;张立勋;董玉红;王岚;;基于Matlab的五杆式人机合作机器人动力学仿真研究[J];中国工程机械学报;2005年01期
8 苏学成,朱苏宁,张志献,樊炳辉;喷浆机器人的研发与产业化[J];工程机械;2002年05期
9 李贻斌,范永,苏学成,樊炳辉,杨明,逄振旭;PJR-2喷浆机器人的设计与实现[J];高技术通讯;1997年04期
10 张立勋,董玉红,路敦民;五连杆式人机合作机器人运动学及动力学研究[J];哈尔滨工程大学学报;2004年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王洪燕;基于神经网络的进化机器人行为集成方法的研究[D];合肥工业大学;2000年
2 孙富春;机械手的神经网络稳定自适应控制[D];清华大学;1997年
3 斐峥;基于神经网络的自动推理理论及方法的研究[D];西南交通大学;2002年
4 孙炜;智能神经网络的机器人控制理论方法研究[D];湖南大学;2002年
5 姜春福;基于神经网络的机器人模型辨识与控制研究[D];北京工业大学;2003年
6 李海滨;结构有限元分析神经网络计算研究[D];大连理工大学;2003年
7 周友行;凿岩机器人孔序规划的研究与实现[D];中南大学;2003年
8 董玉红;欠驱动力合作机器人的驱动及控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
9 吴川;基于神经网络的目标识别及定位方法的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
10 朱大铭;人工神经网络的结构学习算法及问题求解研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);1999年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姚盛姬;擦玻璃机器人力与轨迹的混合控制[D];大连理工大学;2001年
2 付连芳;五自由度教学机器人的示教再现控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2001年
3 刘玉民;自治型水下环保机器人运动控制系统的仿真研究[D];昆明理工大学;2003年
4 谷薇;长大货车通过限界及动力学性能的数值仿真[D];大连铁道学院;2003年
5 杨达毅;6R型工业机器人的运动学研究[D];吉林大学;2005年
6 刘红领;摩托车随机疲劳试验台的运动学与动力学分析[D];东北大学;2005年
7 沈锦华;五连杆式人机合作机器人控制及实验研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
8 赵红菊;人机合作机器人零重力操作控制研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
9 王怀军;工业人机合作机器人设计及仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
10 慕金伯;船舱除锈喷漆机器人的设计研究[D];山东科技大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 毕亚东;;基于螺旋理论的3-RRS并联机器人运动学分析[J];郑州轻工业学院学报(自然科学版);2013年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 殷慧;机器人假肢功能设计与分析[D];山东科技大学;2010年
2 罗克龙;拱架安装机械手运动学、动力学研究[D];西南交通大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金世俊,黄惟一;遥作机器人系统中的触觉反馈[J];传感技术学报;1998年02期
2 邹豪,王启义,余晓流,赵明扬;并联Stewart机构位姿误差分析[J];东北大学学报;2000年03期
3 黄真;孔宪文;;6-SPS并联机器人机构运动分析[J];东北重型机械学院学报;1992年04期
4 蔡鹤皋,孙立宁,安辉;压电/电致伸缩微位移器件与应用(下)[J];高技术通讯;1994年06期
5 李绣峰,刘桂雄,邝泳聪;用于机器人螺钉柔性装配的夹持器[J];光学精密工程;2000年01期
6 李兵,王知行,李建生;新型并联机床动力学研究[J];哈尔滨工业大学学报;1999年06期
7 赵明国,赵杰,崔泽,蔡鹤皋;一种基于Internet的遥操作机器人系统——Telerobot[J];哈尔滨工业大学学报;2001年01期
8 万起光;徐用懋;;模式识别法PID参数自整定[J];化工自动化及仪表;1989年04期
9 李维嘉;六自由度并联运动机构正向解的研究[J];华中理工大学学报;1997年09期
10 詹孟权,高亚奎;研究用飞行模拟器[J];测控技术;1998年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王黎;;郑州,与机器人共舞[J];课堂内外(初中版);2011年09期
2 袁幼零;面向国内外开放的第一个机器人工程研究开发中心[J];机器人;1990年06期
3 ;灵活多用 提高效率——CAXA助机器人中心方便掌控设计资料[J];软件世界;2006年24期
4 ;中国机电一体化技术应用协会机器人工程分会[J];国内外机电一体化技术;2000年01期
5 ;Microsoft联手DS SolidWorks开发新软件[J];现代制造;2009年01期
6 邵镪钎;;赛前功课做得好,平常心态便成功[J];中国信息技术教育;2010年19期
7 ;亚太地区机器人锦标赛在港举行[J];中国电化教育;2010年12期
8 ;展会简讯[J];国内外机电一体化技术;1998年01期
9 李云江;济南山川机器人工程公司中型喷浆机器人试制成功[J];工程机械与维修;2000年11期
10 徐志保;林党养;阮予明;;基于机器人工程导向的教学与竞赛实践探讨[J];福建电脑;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 韩汝彬;;论青少年机器人基本竞赛的发展方向[A];科技创新与产业发展(B卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
2 孙清;李鹏;伍晓红;;含时滞振动主动控制系统稳定性分析的截点法[A];2009全国结构动力学学术研讨会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者李华;第11届青少年机器人竞赛拉开帷幕[N];山西科技报;2010年
2 记者 刘湘竹;第五届市青少年 机器人竞赛昨举行[N];大连日报;2011年
3 记者 崔凌云;2011中国机器人大赛在兰开幕[N];兰州日报;2011年
4 邹冰洋;第八届全国青少年机器人竞赛精彩纷呈[N];大众科技报;2008年
5 本报记者 缪琴;成都娃包揽VEX机器人挑战赛三金[N];成都日报;2010年
6 记者 倪鸿明;第四届云南省机器人竞赛在大理举行[N];云南经济日报;2007年
7 本报记者 解悦通讯员 樊忠卫;青少年科学工作室里“玩”出学问[N];南京日报;2007年
8 记者 胡宇芬通讯员 余佳桂;第八届中国青少年机器人竞赛落幕[N];湖南日报;2008年
9 首席记者 高淑华;中国青少年机器人联赛辽宁赛区比赛我市获4金6银[N];盘锦日报;2008年
10 段哲浩;第八届中国青少年机器人竞赛落幕[N];云南科技报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 上官望义;轮式移动机器人移动性能研究及样机设计开发[D];西安理工大学;2009年
2 熊举峰;群机器人分布控制及优化[D];中南大学;2009年
3 张镇;面向迎宾机器人组件化系统的建模与控制研究[D];上海交通大学;2011年
4 王一治;适于楼宇环境的全方位移动技术研究[D];上海大学;2010年
5 敬成林;双足机器人稳定行走的仿人预测控制方法研究[D];重庆大学;2011年
6 张彤;仿人机器人步行控制及路径规划方法研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐刚;吸盘式研抛机器人的研究[D];吉林大学;2011年
2 刘瑶;220~500kV无人值班变电站履带式巡视机器人[D];华北电力大学;2012年
3 罗永超;基于模块化设计的服务机器人研究与实现[D];广东工业大学;2013年
4 王涛;基于即时通讯软件的智能服务机器人平台的设计与实现[D];华中科技大学;2010年
5 乐江波;环境温度监测机器人的设计与实现[D];西华大学;2010年
6 刘启童;大型曲面自适应研抛机器人研制[D];宁波大学;2011年
7 徐长亮;三轴亥姆霍兹线圈的物理特性及其应用的研究[D];大连理工大学;2013年
8 李晓蕾;清仓机器人机构控制技术研究[D];山东科技大学;2011年
9 何阳阳;煤矿井下探测机器人导航与控制研究[D];太原理工大学;2013年
10 杨成宏;面向智能清扫机器人的路径规划技术研究[D];南京理工大学;2012年
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