导读:本文包含了主从操作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
主从操作论文文献综述
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）
李杨[3]（2019）在《带力觉反馈的主从式遥操作系统研究》一文中研究指出使用遥操作机器人代替人类在危险人类难以到达的环境进行探索和工作已成为机器人的重要应用之一。为帮助操作者顺利完成对机器人的运动规划和决策,需要在遥操作系统中引入临场感技术来帮助操作者感知到尽可能多的机器人外界环境信息。力觉反馈技术是临场感技术的核心内容之一,也是本课题研究的主要内容。在实际遥操作系统中,由于从端与主端之间往往存在巨大的物理距离,主从端通讯存在较大延迟,对力反馈遥操作系统的操作性能与稳定性造成影响。本文对大时延下力觉反馈遥操作系统的控制器设计问题进行了研究,首先建立一种一自由度的主从式力反馈遥操作系统模型,随后指出其操作性能主要包括透明性和跟踪性,并分别给出了评价指标。基于绝对稳定性理论和无源稳定性理论分别对力反馈遥操作系统进行了理论分析和控制器设计,并在不同时延条件下进行了仿真实验和比较。为使操作者实时感受到从端力接触情况,引入模型预测的方法对反馈力进行了预测。采用基于神经网络的离线辨识方法和基于最小二乘法的在线辨识方法建立了预测模型,并通过理论分析和仿真实验证明了其对系统性能提升的作用。为验证研究结果在实际系统中的效果,采用两个直线电机搭建了一个一自由度带力觉反馈的主从式遥操作系统实验平台。实验平台使用EtherCAT开放架构,通过工控机上的TwinCAT3软件实现了对系统的实时控制。设计了碰撞保护功能并测试了电机阶跃响应性能。设计了无源控制器并进行了实验,实验结果表明了无源控制器可以保证系统在任意时延下的稳定性,且力反馈和速度跟踪误差都在设计要求范围内。采用神经网络对力反馈进行了离线辨识和预测,离线模型可以实现良好的预测效果,最大误差0.76N,均方根误差0.17N。尝试使用基于最小二乘法的在线辨识方法建立系统模型,但由于直线电机和环境静摩擦较大,线性模型无法处理非线性摩擦环节,导致模型预测情况不理想,有待进一步改进。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
Hamid,Hussain[4]（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[5]（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[6]（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）
陈凯文[7]（2018）在《主从异构遥操作机械手双向伺服控制策略研究》一文中研究指出力觉临场感使操作者可准确感知从手状态,为操作者提供决策和执行遥操作任务时的关键信息,是主-从遥操作双向伺服控制系统研究的核心目标。因此,如何提升遥操作双向伺服控制系统的力觉临场感具有重要研究意义。结合国家自然科学基金项目“遥操纵多自由度电液伺服机械手力反馈控制策略”(项目编号:50975118),本文研究遥操作主-从异构双向伺服控制系统新型控制策略,提高遥操作系统力觉临场感。本文以叁自由度遥操作系统为研究对象,首先对新型叁自由度并联主手运动学进行分析,推导了主手运动学正解方程,并运用牛顿迭代法求解了运动学正解;分析了主手奇异位形、灵巧度和工作空间,并采用遗传算法以全局雅可比矩阵指标和工作空间占比为优化目标对主手结构尺寸进行优化;其次,采用虚位移原理对并联主手动力学进行研究,推导了其动力学方程;并建立主手基于动力学的前馈控制系统,并对控制参数进行整定,仿真表明主手控制系统具有良好的动力学响应。针对遥操作双向控制系统不能准确反馈力觉信息以及易产生反馈冲击的问题,本文将位置空间理论引入遥操作双向控制系统,提出基于位置空间的力+位置-位置型双向控制策略,利用从手运动雅可比空间代替传统的位差增益矩阵,构造主手与从手相同的位置空间,准确反馈从端力的大小和方向,改善系统透明性。利用Matalb与Adams软件联合仿真,结果表明,采用新型双向控制策略后,不仅能感知从端反馈力的大小,还能判断反馈力的方向,使系统具有良好的力觉临场感,验证了新型控制策略的有效性。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-05-01）
贠今天,从敬德[8]（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）
虞启凯[9]（2017）在《双手主从式力反馈遥微操作系统研制与实验研究》一文中研究指出主-从双向伺服遥微操作在微操作/微装配领域有着广泛的应用,如在微/纳米机械、基因工程、微创手术、植物农产品配育种、光纤对接等领域。本文针对遥微操作应用需求,研究设计一套双手主从式带有力反馈的遥微操作系统的试验平台,并辅以双目视觉系统完成遥微操作。课题主要从系统总体方案、多自由度手控器设计和分析、集成微力传感的微夹持器的研制、主从遥微操作控制方法以及平台搭建与试验验证等方面展开研究。在手控器的设计中,根据人行为习惯与功能分配,双手采用不同方案。其中主左手是叁维平动机构,对其进行运动学、力传递能力展开分析;主右手采用六自由度串并联复合机构,对主右手的操作空间大小、力传递能力以及综合性能指标进行分析,并以此进行优化设计。另外,对主右手的运动学标定方法进行研究,分析末端位置误差及其几何误差源,采用矢量链法构建相关映射误差模型,提出误差补偿方案。为了实现微操作过程中的反馈力检测,设计并研制一种叁维集成力传感的微夹持器。其中包括微夹持器的结构设计、参数优化分析、有限元分析以及微力传感标定试验和微操作试验。主-从双向控制技术是遥微操作中关键技术之一,正向从手位置精确跟踪采用滑模控制方法,并设计非线性扰动观测器实现在线估计和补偿不确定性和摩擦等因素引起的干扰,此外还采用饱和函数替换符号函数以削弱观测器输出抖振现象。而对于反向主手反馈力跟踪采用力闭环控制方案;为适应不同操作状态下的模型结构与参数的时变性,各轴则分别采用模糊PID控制方法;另外针对主从异构采用基于RBF神经网络逆系统的解耦方法,建立右主/从手六轴动力学一一对应关系。完成遥微操作试验平台的搭建和相关测控模块的软硬件实现,并对主从双边遥微操作可行性和稳定性进行相关试验验证,结果表明该系统具有良好的位置跟踪和力反馈跟踪;进一步通过操作细轴/孔装配实验,验证了本试验平台正向位置控制与反向力控制方法的正确性与可行性,也验证了操作者在遥微操作中有着良好的力觉临场感。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2017-10-01）
杨亚茹[10]（2017）在《介入导管主从操作装置的力觉再现研究》一文中研究指出目前在治疗心血管疾病的微创介入手术中,常结合手术辅助机器人系统来完成操作,以提高手术精度并降低医生的工作强度。然而,目前多数手术辅助系统不具备介入导管的力觉信息反馈功能,即没有实现医生在手术外间通过主从操作技术来真正体验到手术的临场感。因此,设计具有力觉再现功能的导管操作系统成为该领域的主要研究方向。本课题针对主从操作机器人系统进行了研究,提出了主从操作装置的力觉再现方案,并建立了由运动控制、主动控制及实际操作叁个模块组成的力觉再现系统。运动控制模块是利用编码器的脉冲信号实现从手操作机构的导管介入运动。主动控制模块是在模拟导管受力的基础上,建立导管模拟力与主手阻尼力的匹配及控制方法;实际操作模块是在建立的主手阻尼力与系统控制电流之间的函数关系的基础上,通过力传感器实时检测导管前端受力,以实现主手阻尼力的实时调整并为后续实验积累数据。构建精确的胸主动脉叁维模型是实现分析导管受力情况的前提,本研究在类比多种医学图像处理算法后,采用了基于均值漂移和层次聚类的图像分割算法(MSHC),实现了对胸主动脉彩色切片图像的分割处理并完成了血管模型重建;利用ANSYS CFX有限元分析软件对模型进行了瞬态血流模拟,获得了所要研究的不同位置处血流速度,并得出导管在血管中无壁碰情况下的受力与其介入长度之间的函数方程;另外对不同壁碰角度进行了分析,分析结果为后续主手操作机构的设计提供了参数依据。主手操作机构为医生提供阻尼力,可实现机构中磁流变液阻尼力随外加磁场变化而发生变化。基于此,建立了导管不同状态下受力与主手阻尼力间的关系,完成了对主手操作机构的几何参数设计,同时对其磁路进行了数值计算并得到系统控制电流与主手阻尼力之间的函数关系。本研究完成了主从操作装置实验平台的搭建并进行了相关实验。结果表明,主手阻尼力的输出效果与所设计的控制系统相符,较好地实现了力觉再现功能。(本文来源于《郑州大学》期刊2017-05-01）
主从操作论文开题报告
（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。
主从操作论文参考文献
[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].李杨.带力觉反馈的主从式遥操作系统研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[4].Hamid,Hussain.主从机器人遥操作[D].哈尔滨工业大学.2019
[5].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
[6].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
[7].陈凯文.主从异构遥操作机械手双向伺服控制策略研究[D].吉林大学.2018
[8].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
[9].虞启凯.双手主从式力反馈遥微操作系统研制与实验研究[D].南京航空航天大学.2017
[10].杨亚茹.介入导管主从操作装置的力觉再现研究[D].郑州大学.2017