摘要：根据合作机器人(Cobot)的特点和超越离合器的特性,提出基于双单向超越离合器的助力型关节机构,利用拉格朗日功能平衡法建立单向超越离合器的数学模型,推导关节机构的动力学模型,对欠驱动力关节机构的动力学特性进行仿真分析,提出基于操作力的轨迹控制策略,并利用微分几何原理建立Cobot虚拟轨迹控制模型。基于dSPACE半物理仿真平台对欠驱动力Cobot的轨迹控制进行试验。研究结果表明,欠驱动力Cobot样机可以跟踪期望轨迹,其助力型关节机构可以克服摩擦阻力,使操作轻便省力,满足欠驱动力Cobot的设计要求。

摘要：合作机器人(Cobot)是一种在同一作业空间内与人直接进行物理合作的新型机器人。为了实现Cobot与人合作的功能,建立了基于双超越离合器的不完全约束关节机构的模型和Cobot关节机构的控制模型。设计了Cobot关节机构的Simulink仿真程序,并对机构的特性进行了仿真分析。仿真结果表明,该Cobot关节机构具有被动的约束特性,满足Cobot与人合作的要求。具有这种关节机构的Cobot可以应用在外科手术、物料搬运和零件装配等需要人机合作的场合。

摘要：为了分析合作机器人(Cobot)的动力学性能,根据Cobot的特点和单向超越离合器的特性,建立了基于双超越离合器的不完全约束关节机构的模型和Cobot关节机构的驱动控制模型,并仿真验证了该关节机构的被动约束特性.设计了基于SimMechanics的Cobot轨迹控制的仿真程序,并对Cobot机构的动力学特性进行了仿真研究.仿真结果表明,该Cobot能够跟踪期望轨迹,具有被动的约束特性,满足Cobot与人合作的要求.这种Cobot模型可以应用在外科手术、物料搬运和零件的装配等需要人机合作的场合.

摘要：利用xPC半实物仿真技术和MATLAB系统辨识工具箱,以阶跃信号和液压缸位移为输入输出量,辨识得到电液位置伺服实验台的数学模型。以模型为控制对象设计一种由PID控制和模糊控制组成的复合控制器。控制器中引入积分因子和自调整修正因子,对修正因子模糊数模型采用在线插值运算;采用模糊切换来保证2种控制的平稳过渡,模糊切换的执行区域可通过设定其隶属函数的形状参数加以确定。半实物仿真结果表明:复合控制方法消除了模糊控制的稳态误差,提高了PID控制的响应速度,改善了电液位置伺服系统的综合性能,对被控对象参数(负载质量)变化有很强的适应能力。

摘要：根据合作机器人提升系统的组成和工作原理,提出了适应操作者特性的模糊控制策略,建立了微操作力提升系统的数学模型,利用MATLAB软件的模糊控制工具箱设计了提升系统的模糊控制器,建立了提升系统的仿真模型,对模糊控制策略进行了仿真分析.仿真结果表明该控制策略是可行的,能够满足合作机器人微操作力提升系统的性能要求。该研究对微操作力提升系统的性能分析和改进具有实际的参考价值。

摘要：月球车的运动控制是月球车完成探测任务的前提.为实现月球车前进、后退和转向等基本运动功能,对六圆柱-圆锥轮式月球车的多轮协调运动控制进行了研究.根据六圆柱-圆锥轮式月球车的机构原理和结构特点,给出了月球车车轮的运动学约束条件,建立了月球车的运动学约束模型,针对月球车的基本运动要求,推导了月球车六轮协调运动的控制模型,并基于实时Linux和PC104总线计算机的车载计算机运动控制系统,对月球车的运动控制进行了实验研究.研究结果证实了六轮协调运动控制模型的正确性,为月球探测车的运动控制系统设计及月球车的自主避障功能等奠定了理论基础.

摘要：智能辅助设备(IAD)是一种可与操作者在同一作业空间共同完成作业任务的智能机械装置.针对大型零件搬运装配过程中存在的负载摆动问题,对IAD的防摆控制进行研究,利用拉格朗日功能平衡原理建立了负载水平运动的数学模型,提出了负载防摆控制策略,分别设计了位置控制器和负载防摆控制器,并对防摆控制进行了仿真研究.研究结果表明,这种控制策略有效可行,在分别改变钢丝绳长和负载质量的情况下,小车运动能够跟踪参考位置,并且在启动加速和减速停止过程中,有效抑制了负载的摆角,使摆角快速衰减到零.该研究对于大型零件搬运装配的IAD运动控制系统的设计与实现具有实际的参考价值.

摘要：为了研究合作机器人(Cobot)的特性,根据Cobot机构的组成,建立了不完全约束关节机构的模型,利用Simulink和机构仿真工具SimMechanics建立了Cobot机构的仿真模型,并对Cobot跟踪给定轨迹进行了仿真分析。仿真结果表明,该访真模型能够跟踪给定的轨迹,并具有被动的约束特性,满足人机合作的要求。本研究的这种Cobot模型可以应用在物料搬运和零件的装配等需要人机合作的场合。

摘要：前屋面是实现日光温室内外环境沟通的重要构建部分,通过控制前屋面覆盖物状态即可达到控制日光温室内部环境的目的。保温卷帘、通风卷膜以及遮阳网布作为日光温室常见的3种主要覆盖功能材料,在依靠共同前屋面构造面实现铺卷动作时,存在作业机械结构难以协调、自动化程度低等问题。结合3种覆盖物铺卷的功能需求,设计其彼此相协调的铺卷装置,包括外侧铺卷结构和内侧铺卷结构两个主要部分以及相配套的覆盖物协调铺卷控制方法。通过比例缩放的实体模型和实地试验相结合的方法验证了所设计日光温室前屋面覆盖物协调铺卷装置可以有效实现卷帘、卷膜和遮阳网布3种覆盖物的协调铺卷,且具有较好的控制精度和稳定性。模型试验结果表明:覆盖物开度控制的平均相对误差均小于3.5%,均方根误差均小于2.0%。覆盖物铺卷控制在各个开度下的变异系数均小于3.0%。而卷帘铺卷控制装置在实地试验中,其开度控制试验结果的平均相对误差均小于2.5%,均方根误差小于1.26%,测试数据的变异系数小于1.0%,也表现出较好的作业控制精度和稳定性。实地试验和模型试验结果中的测量数据整体变化趋势相同,进一步验证了装置模型试验结果的合理性和整体装置的实施可行性。

摘要：智能辅助作业设备(IAD)是新一代人机工程学与智能控制技术相结合的产物,它必须与操作者合作才能完成作业任务。根据搬运大型零件时IAD的功能和组成,设计了由智能移动单元和H型钢轨道构成的智能轨道系统。考虑系统的摩擦非线性,建立了智能移动单元的数学模型。基于Simulink建立了智能移动单元的仿真模型,对主动工作模式下智能轨道系统的速度响应特性进行了仿真分析和半物理仿真实验研究。研究结果表明,该智能轨道系统能够跟踪给定的速度指令,跟踪性能满足设计要求。该研究为智能轨道系统的实际应用与推广奠定了基础。