导读:本文包含了主从遥操作机器人论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:主从异构型遥操作,逆运动学,配网带电作业机器人
主从遥操作机器人论文文献综述
朱曦萌,王杨,李文胜[1]（2019）在《面向配网带电作业的主从遥操作机器人系统设计》一文中研究指出针对配网带电作业机器人研制需求,设计了一种具备力觉临场感的主从遥操作系统。首先,采用串、并联机械臂和六维力/力矩传感器搭建了遥操作机器人系统硬件,并基于ROS(Robot operating system)设计了主从遥操作系统软件,实现了主、从臂之间的位姿和力信息交互;其次,通过将主臂末端位置和姿态分别与从臂手腕位置和末端姿态相映射,显着降低了6自由度异构型主从机器人的逆运动学求解复杂度,建立了主从臂之间的位姿映射模型;最后,样机试验结果表明所设计的主从遥操作系统能有效实现由主臂到从臂的位姿映射以及由从臂到主臂接触力反馈,位置跟踪误差达到毫米级,姿态跟踪误差小于1.15°,力反馈误差小于1.8%。(本文来源于《工业控制计算机》期刊2019年10期）
赵生传,赵玉良,李明,许崇新,赵阅群[2]（2019）在《带电作业机器人遥操作主从冗余机械臂研究》一文中研究指出针对配电网环境差、供电范围大、事故率高且检修困难等特点,对配电网不停电带电作业机器人遥操主从冗余机械臂进行研究,主要包括总体系统、适用于配电网复杂工况的主从冗余机械臂机械系统、基于力反馈的主从双向人机操作交互控制系统等。(本文来源于《电工技术》期刊2019年11期）
Hamid,Hussain[3]（2019）在《主从机器人遥操作》一文中研究指出近年来,机器人技术的发展在很多领域都引起了巨大的变革。以医疗领域为例,机器人技术在该领域发挥着越来越重要的作用。如今,机器人已开始和外科医生一起进行手术操作,包括微创手术等其他领域。机器人辅助微创手术不仅可以提高手术的准确性,使以前不能手术的手术成为可能,而且可以降低人为因素导致手术失败的风险,减少医生的体力劳动,加快患者的康复。目前,机器人辅助腹部微创手术的研究成果很多。本论文以实验室主从设备的遥操作为基础。本项目的主设备是Delta并联机器人,从设备是一个远心(RCM)机构。首先,对Delta并联机构进行了运动学分析,考虑到质量矩阵的简化,利用虚功原理建立了并联机器人的动力学模型,编写了MATLAB程序,验证了其正确性,为后续理论奠定了基础。并且分析该建模的准确性,也用实验研究证明了该准确性。其次,设计了远心机构结构,进行了运动学和力学分析。在运动学分析中,采用D-H法建立了机构各关节的参考坐标系。推导了关节的D-H参数,得到了关节的正向运动学变换矩阵,并对机构的工作空间范围进行了仿真。此外,针对此机器人的机构,分析了机器人的运动学逆解,并利用虚功原理对此机构进行了静力学分析。最后,建立了主从遥操作机器人的运动控制系统,分别设计了主端与从端机器人的硬件系统与软件系统。主端与从端均采用Socket编程,通过力传感器测得的力实现了机器人的力反馈。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
张兴宇[4]（2019）在《主从异构遥操作机器人的路径规划研究》一文中研究指出主从异构型遥操作机器人系统,主端和从端设备在结构、自由度以及工作空间等方面都不相同,所以主从异构型系统基本采用末端位置的控制方式。而这种控制方式只关心机械臂末端位置的运动并没有考虑各个关节的运动状况。所以操作者操作主端设备控制从端机器人在不确定环境中进行远程作业时,可能因为操作不当等原因让从端机械臂和障碍物接触碰撞。针对以上问题,文章从主从空间映射和从端机械臂路径规划两方面出发,开展了主从异构遥操作机器人的路径规划方法研究。具体内容包括:针对传统异构遥操作控制方式主要依赖于操作人员经验而影响作业效率的问题,论文提出了一种基于主端操作速度的主从映射方法。课题首先对主端选用的Phantom Omni设备及从端选用的Kinova机器人的运动学进行了分析,其次通过基于随机概率的蒙特卡洛方法分别获取了主从端设备的可达工作空间。然后分析了常比例空间映射和增量式空间映射两种映射方法的工作原理。在此基础上将主端操作速度作为标准,进而将操作者的动作划分为普通、快速和精细不同作业模式,以减少操作者压力,提高作业效率。针对遥操作控制方式中操作人员容易误操作导致碰撞的问题,论文提出了基于碰撞检测的从端机器人路径规划方法及策略。在对比PRM、KPIECE和RRT叁种基于随机采用的路径规划算法优缺点的基础上,通过深度相机辅助的方式,实现机器人作业过程中对障碍物的碰撞检测,并且采用RRT方法进行路径规划。引入二阶贝塞尔函数进行从端运动路径的优化拟合,最终提高遥操作从端作业机器人的安全性。最后,论文在ROS平台上构建了主从异构遥操作系统,开展了主从空间映射算法及路径规划方法验证性实验。实验结果表明,课题采用的方法能够减少主端操作者压力,提高了从端机器人作业的安全性,实现了主从异构遥操作系统中从端机器人从起始点无碰撞到达目标点。(本文来源于《西南科技大学》期刊2019-05-01）
马健[5]（2019）在《主从遥操作机器人位姿态误差分析及力位补偿研究》一文中研究指出主从遥操作机器人具有深远的应用价值,广泛应用于远程医疗、航空航天、深海探索、康复训练等众多领域。本文通过对课题组力反馈主手设计而对其进行位姿误差分析与补偿,并探究课题存在的附加力和附加位移两个主要问题,主要研究工作如下:首先,基于主从遥操作设备而进行的位姿误差分析:主要以课题组现有设备WAM万用机械臂建立其运动学模型,分析末端参考点的工作空间,推导WAM万用机械臂位姿误差模型,并分析各个关节角度、机械臂结构的长度误差参数和角度误差参数对WAM万用机械臂末端参考点位置和姿态误差的影响,从而为提高主从遥操作机器人的位置和姿态的操作精度提供了可靠的依据,同时对该机器人进行位姿误差补偿,模拟仿真可知补偿效果良好。其次,对力反馈主手PHANToM附加力的补偿研究:主要采用拉格朗日方程建立力反馈主手PHANToM动力学模型,然后分析附加力和附加位移耦合的原因,建立力反馈主手的重力、惯性力、摩擦力补偿模型,确定力反馈主手附加力补偿策略,最后对附加力矩和补偿力矩进行模拟仿真,消除了力反馈主手PHANToM动力学特性对操作者感知真实反馈力所造成的干扰,实现操作者对从操作手与环境接触产生的真实力觉临场感知,提升了主从遥操作机器人系统的透明性。最后,对力反馈主手PHANToM进行附加位移补偿研究:通过分析力反馈主手PHANToM附加位移产生原因,模拟仿真力反馈主手产生的附加位移,求解80ms末产生的附加位移量,建立力反馈主手的“质量-弹簧-阻尼”系统的数学模型,确定了力反馈主手附加位移补偿策略,建立力反馈主手的附加位移补偿模型,为实现操纵者对从操作手运动位置的精确遥操作奠定了数理基础。(本文来源于《天津工业大学》期刊2019-01-25）
贠今天,从敬德[6]（2018）在《主从遥操作机器人系统的附加反馈力补偿方法》一文中研究指出针对主从遥操作系统在临床微创外科手术应用过程中,主操作手的动力学特性会产生附加反馈力,从而影响操作者感知从操作手与环境交互作用的真实反馈力信息,进一步影响操作者做出正确的力控制行为,降低手术的精度、质量和安全性这一问题,提出了一种基于主操作手的附加力补偿方法,使操作者可以精准感知从操作手端的反馈力.首先,研究分析微创手术机器人系统的动力学特性,揭示主手动力学特性对力觉感知的影响规律,其次针对遥操作机器人系统的主手PHANTo M建立计及关节摩擦力的动力学模型,并采用最小二乘法对模型进行参数辨识和参数验证.在此基础上,提出了具体的附加反馈力补偿策略.最后,采用精确位置监督控制,通过遥操作实验平台,对附加反馈力补偿方法进行对比实验分析.结果表明:经过附加反馈力补偿之后,主操作手X、Y、Z 3个方向上的反馈力精度较未补偿之前分别提升3.9%、5.0%和2.1%,说明该附加反馈力补偿方法可有效地减轻主操作手的惯性力、重力和关节摩擦力对操作者感知从手端反馈力的影响.(本文来源于《天津工业大学学报》期刊2018年01期）
严水峰[7]（2017）在《主从异构型遥操作机器人工作空间映射与运动控制研究》一文中研究指出随着近现代工业技术的发展,很多探索工作和作业环境,人往往无法直接到达现场,比如处理核废料和有毒化工废料,航天和水下任务,远程医疗等。而用自主式机器人来智能处理这些任务目前来说十分困难。因此,以人机交互方式工作的主从式遥操作机器人成为一种十分有效的解决方法。对于主从式遥操作机器人技术的研究具有重要的现实意义。本文针对主从异构型遥操作机器人系统,搭建了相应的实验平台,设计了相应的工作空间映射方法和运动控制算法。首先,在文献调研的基础上,针对遥操作机器人系统的具体要求,选择Geomagic Touch设备作为系统的主端设备,rethink公司的Baxter机器人作为系统的从端设备。在主从设备选型基础上,利用以太网搭建遥操作系统的工作站,实现遥操作系统各个设备间的硬件连接;其次,基于机器人操作系统(ROS)和MATLAB中的Simulink模块搭建遥操作机器人系统的软件框架。利用Baxter机器人的用户API和python程序语言编写从端设备的应用程序,利用Touch设备的用户API和C++程序语言编写主端设备的应用程序,利用python程序语言和Simulink中的工具箱实现Simulink模块和主从设备的通信交互。再次,针对主从设备的机构特点,建立主从设备的运动学模型。基于主从设备的运动学模型分别设计了关节空间映射和操作空间映射的两种主从异构型遥操作工作空间映射方法,并分析了两种方式的优缺点,在这基础上,提出了混合切换的工作空间映射方法。最后,针对从端设备,建立了从端设备的动力学模型,利用牛顿欧拉迭代方法设计了相应的求解逆动力学的程序算法。在此基础上,设计了基于理想模型补偿的PID运动控制算法,并用实验进行了验证,获得了良好的从端跟踪主端运动的控制效果。(本文来源于《浙江大学》期刊2017-03-01）
汤卿,刘丝丝,尚留记,李勇[8]（2016）在《基于KUKA工业机器人的遥操作控制系统设计与异构主从控制方法研究》一文中研究指出为了适应特种环境作业的需求,提出一套以KUKA工业机器人为从操作手的遥操作控制系统设计方法。通过Eth.KRLXML软件接口与主控计算机建立TCP/IP连接进行通信,实时地反馈机器人的关节角度与末端位姿等信息,同时接收并执行主控计算机的控制命令。针对异构型主从遥操作控制系统,提出一套基于相对位姿尺度变换的遥操作控制算法,将主操作手的运动信息经过相对坐标变换和尺度变换换算到KUKA机器人的末端,实现对不同大小工作空间的精确异构遥操作控制。最终所设计的遥操作控制系统和异构型尺度变换遥操作控制方法的有效性在实物抓取释放实验中得到了验证。(本文来源于《四川大学学报(工程科学版)》期刊2016年01期）
张忠林,熊璟,张东文[9]（2014）在《主从同构穿刺手术机器人遥操作控制策略研究》一文中研究指出文章在分析了穿刺机器人系统功能需求的基础上,搭建了主从遥操作系统的半实物仿真平台。基于等效微分变换的思想,提出雅克比矩阵(Jacobian Matrix)方法和比例微分(Proportional-Derivative,PD)控制律的联合控制方法。通过设计数字滤波器来消除外科医生的手部低频抖动对穿刺手术机器人精度的影响。实验结果表明从机器人末端执行器在笛卡尔空间坐标下能够精确快速安全地跟随主机器人末端执行器的位置变化,并且主机器人端的手部抖动能够被消除。(本文来源于《集成技术》期刊2014年04期）
唐奥林[10]（2014）在《面向主从式微创外科手术机器人的遥操作运动控制策略研究》一文中研究指出当前，微创外科手术机器人正逐渐成为医疗机器人研究中的一个热门研究领域。由于其特殊的机构设计及机器人技术的引入，微创手术机器人可克服传统手动微创手术的运动限制与缺陷，极大地拓展医生的能力，让医生实现对手术仪器前所未有的精准控制，进而充分发挥微创手术的优势。利用先进机器人技术结合传统微创手术方法，不仅进一步提高了手术质量和安全性，减轻了病人的痛苦，而且扩展了传统微创手术技术的应用范围，使得微创手术可应用于更加精密的手术领域。近些年来，微创外科手术机器人得到了越来越多的关注，并且随着人们对自身疾病治疗的日趋重视以及对医疗质量要求的增高，微创外科手术机器人在未来的医疗服务中必将具有更加广阔的应用前景。在机器人辅助微创手术中，医生主要通过主从式遥操作(Master-slaveTeleoperation)的方式实施手术，即医生只需要坐在主控制台旁，双手握住主操作手完成各种手术动作，遥操作系统将自动控制安装在从机械臂末端上的手术器械忠实完整地复现医生双手的每一个动作，辅以内窥镜实时反馈的病灶区域图像，医生就可以远程完成各种手术操作。因此，在一个微创外科手术机器人系统中，主从遥操作控制系统直接决定了整个系统的用户体验（评价）的好坏，主从遥操作控制系统的设计对于整个微创手术机器人系统的开发而言有着重要的意义。本文将面向主从式微创外科手术机器人，对其遥操作控制系统设计中所涉及到的几个主要问题，包括遥操作的实时性、直观性以及安全可靠性进行探讨和研究，进而提出一套完整的主从遥操作控制系统的设计方法，并搭建相应的软硬件平台对其进行实验验证。本文的具体工作主要包含以下几个方面：(1)针对一种常见的主从异构式微创外科手术机器人，对其主从操作手分别进行了运动学建模，并求得了其正逆运动学解的所有显式解析表达式，以实现实时控制。其中，针对相对复杂的从操作手（其结构不满足Pierper准则）逆运动学求解问题，考虑到微创手术器械的结构特点，本文提出了一种两步近似求解算法，只需简单计算即可得到从手逆运动学近似解的解析表达式，再结合误差补偿措施，就可轻松实现对结构上并不满足Pierper准则的任意微创手术从操作手的实时精确逆运动学在线求解及相应遥操作控制。(2)在实现了对主从手的实时求解控制之后，本文进一步探讨了如何通过主操作手的运动自然直观地控制从操作手运动。首先，文章对使用各种不同的医生主操纵台（不同的操纵台布置方式）进行手术遥操作的过程进行了统一抽象建模，进而讨论了为了提高操作者使用其进行手术遥操作的直观感，达到“所动即所见”的自然操作效果，手术机器人主从手之间应满足的空间运动映射关系；本文提出基于广义手眼协调准则来设计机器人主从操作手之间的空间运动映射关系，以使得医生在遥操作过程中所观察到的从手末端手术器械的运动始终完全符合其主观感受，从而最大程度地保证遥操作的临场感。(3)在基于上述研究实现了实时直观的主从遥操作控制之后，针对其实际应用中尚存在的安全性隐患（由于内窥镜反馈深度信息不足且缺乏触感反馈，医生容易无意识地过度移动从机械手，导致尖锐的手术器械与病灶周围其他一些脆弱组织器官发生擦碰，对其造成意外伤害），本文提出了一种新的、简单易用的、基于可自定义虚拟保护夹具的解决方法。利用该方法，医生可以很方便地在术前甚至在手术过程中随时根据需要定义相应的虚拟保护夹具，以此来约束机器人的运动，从而可以保护病灶区域的特定部位，防止手术误动作对其造成意外损伤，极大地提高了手术遥操作的安全可靠性。(4)搭建了微创外科手术机器人虚拟仿真以及硬件实验平台，并将上述各方法封装成相应的软件模块，在实际操作任务中进行测试，以验证所提出方法的正确有效性。本文所研究的手术机器人主从手运动学实时求解控制、主从手空间运动映射关系设计等内容基本涵盖了手术机器人主从遥操作控制系统设计中所涉及到的主要技术问题，而基于可自定义虚拟保护夹具的机器人空间运动约束方法则可以进一步提高使用手术机器人实施微创手术的安全性和可靠性。基于这些研究成果就可以为微创手术机器人设计一套精确实时、自然直观、安全可靠的主从遥操作控制系统。此外，文中所提出的相关方法也可以方便地直接移植应用到其他现有的微创手术机器人系统之中。(本文来源于《上海交通大学》期刊2014-05-28）
主从遥操作机器人论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
针对配电网环境差、供电范围大、事故率高且检修困难等特点,对配电网不停电带电作业机器人遥操主从冗余机械臂进行研究,主要包括总体系统、适用于配电网复杂工况的主从冗余机械臂机械系统、基于力反馈的主从双向人机操作交互控制系统等。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
主从遥操作机器人论文参考文献
[1].朱曦萌,王杨,李文胜.面向配网带电作业的主从遥操作机器人系统设计[J].工业控制计算机.2019
[2].赵生传,赵玉良,李明,许崇新,赵阅群.带电作业机器人遥操作主从冗余机械臂研究[J].电工技术.2019
[3].Hamid,Hussain.主从机器人遥操作[D].哈尔滨工业大学.2019
[4].张兴宇.主从异构遥操作机器人的路径规划研究[D].西南科技大学.2019
[5].马健.主从遥操作机器人位姿态误差分析及力位补偿研究[D].天津工业大学.2019
[6].贠今天,从敬德.主从遥操作机器人系统的附加反馈力补偿方法[J].天津工业大学学报.2018
[7].严水峰.主从异构型遥操作机器人工作空间映射与运动控制研究[D].浙江大学.2017
[8].汤卿,刘丝丝,尚留记,李勇.基于KUKA工业机器人的遥操作控制系统设计与异构主从控制方法研究[J].四川大学学报(工程科学版).2016
[9].张忠林,熊璟,张东文.主从同构穿刺手术机器人遥操作控制策略研究[J].集成技术.2014
[10].唐奥林.面向主从式微创外科手术机器人的遥操作运动控制策略研究[D].上海交通大学.2014