灵巧手主从操作中的人手运动跟踪与识别

在灵巧手主从抓持规划系统中,一项重要的研究内容是获取人手的运动信息.利用计算机双目立体视觉系统作为灵巧手主从操作的人机接口,研究人手指尖运动实时跟踪和识别的方法,提出了一种人手指尖位置的动态识别算法及其实验系统.利用本实验系统,完成左右两像面4个目标点所用的最长识别时间为0.4ms,且人手在正常运动速度时,识别率达100%,表明本算法同时满足实时性和识别率的要求.      

灵巧手主从抓持中的运动映射

抓持规划是灵巧手研究中的关键问题之一,主从抓持是目前较为可行的解决方案.其核心问题是将人手的抓持合理地映射为灵巧手的抓持.以仿人灵巧手为研究对象,提出了从人手到灵巧手的主从运动映射方法,在直角空间内建立了主从运动映射模型.根据人手和灵巧手运动学结构的相似性,提出了主从映射矩阵的简化形式,即通过主从手指尖位置增量的线性比例映射,由人手各指尖的运动独立控制灵巧手对应指尖的运动.通过实验对主从映射结果进行了分析,初步探讨了主从映射应满足的基本要求.实验结果表明,映射所确定的灵巧手的指尖位置基本在其工作空间,从而保证主从运动可行;主从手的运动轨迹较为相似,从而保证了主从控制的简单直观.     

到太空上班的机器人

人类研制机器人已经有十多年的历史了。这些机器人已经或将广泛用于许多对人类有危险的环境中。你能想像将来有一天,机器人能和宇航员一起在空间工作吗?美国国家航宇局约翰逊空间中心准备耗资300万美元研制一种太空机器人,取名为“机器宇航员”(Robonaut),它们将在不久的国际空间站任务中大显身手。 “机器人宇航员”的外形就象美国《星球大战》系列电影中专门负责追捕星际逃犯的Boba Fett,与人的大小相似,具有头、躯干、两个上臂和五个手指的手。它的“皮肤”由类似制造宇航服的纤维材料制成。与人的双手一样,这双灵巧的机械手能使用宇航员常用的各种工程工具,在有重力的环境下能举起9.5千克重的物体。与人相似的是,“机器宇航员”也有一个树形中枢神经系统,是由传感器组成的网络。它的每个手臂上有150多种传感器,将数据实时传送回“机器宇航员”体内的中央处理装置中。     

用于灵巧手的新型两自由度关节机构

提出并设计完成了一种用于灵巧手的两自由度关节机构,该机构用于连接灵巧手的下指节与掌骨节,使得下指节相对掌骨节同时实现屈曲和侧展2个运动.在完成两自由度关节机构设计的基础上,对该机构进行了运动学分析,并应用虚拟样机技术进行了验证.两自由度关节机构的应用将对提高灵巧手的动力学特性和简化灵巧手的结构设计起到重要的作用.      

灵巧手滚动操作的运动规划

主要研究灵巧手和物体滚动接触时运动规划,首先,介绍了空间物体曲面的表示,在此基础上建立了两刚体点接触时的运动学方程,并由点接触的运动学方程和滚动接触的约束条件得到了两刚体的滚动接触运动方程,然后,由于掌坐标,手指末端坐标,接触坐标和物体坐标之间的位置关系,推导了关节速度和物体速度之间的关系,建立了灵巧手滚动操作的运动方程,并分析了滚动操作中的物理约束,位置约束,速度的约束和方向约束及其表示,最后,     

纪念张启先院士诞辰80周年

北航机器人研究所是由张启先院士于1987年创建。目前,北航机器人所是一个集教学、科研、开发为一体的研究实体,主要从事机械学及机器人技术方面的理论研究和技术开发。本所现有工程院院士1名,长江学者特聘教授1名,教授7名,副教授7名,讲师5名,具有博士学位的教师占教师总数的70%。在站博士后4人,博士、硕士研究生共计140余人。 本所是“机械设计及理论”全国重点学科;“211工程”及“教育振兴计划”机械学及机器人技术重点建设单位;“机械设计及理论”硕士/博士学位学科点;“机械工程”博士后流动站。多年来本所已完成教学、科研项目累计百余项,其中获国家及部级一、二等奖8项,国家发明奖和国家自然科学奖1项,申请专利40余项,发表研究论文200余篇,主要科研成果有七自由度机器人、多指灵巧手、空间作业机器人系统、医疗外科机器人系统、微小型仿生机器人系统、建筑清洗机器人系统、精密微操作机器人。     

灵巧壁面移动机器人运动学和动力学研究

灵巧壁面移动机器人是一个约束可变的系统,其可控性问题有待于证实.针对履带驱动方式具有非完整约束的性质,利用李群理论和微分几何的分析方法,对各种构型情况下灵巧壁面移动机器人运动学和动力学特性进行了研究,证明了灵巧壁面移动机器人的可控性,建立了机器人动力学方程,为机器人控制器的设计提供了理论指导.      

灵巧手滚动操作的运动规划1)

主要研究灵巧手和物体滚动接触时运动规划.首先，介绍了空间物体曲面的表示，在此基础上建立了两刚体点接触时的运动学方程，并由点接触的运动学方程和滚动接触的约束条件得到了两刚体的滚动接触运动方程；然后，由手掌坐标、手指末端坐标、接触坐标和物体坐标之间的位置关系，推导了关节速度和物体速度之间的关系，建立了灵巧手滚动操作的运动方程，并分析了滚动操作中的物理约束、位置约束、速度约束和方向约束及其表示；最后，根据所建立的方程和约束条件对平面滚动操作进行了仿真.     

你比机器人强在哪?

正腾讯财经2016年发表的一篇报道曾引起了广泛关注,因为它是机器人写的。此文有图有数据,分段清楚语句通顺意思明白,如果不知道的话,所有读者都会认为它出自一位熟练记者之手。这有点让人惊奇,但并未引起任何恐慌,绝大多数评论都认为记者目前还不用担心饭碗。因为机器人在文中只是罗列了事实和     

人与黑猩猩:相同与不同

科学家完成了黑猩猩第22号染色体的测序,进一步揭示人与黑猩猩的相同与不同。三类黑猩猩在动物园里与黑猩猩对视,是一件有趣但也有点恐怖的事。我们可以立刻指出它与人的差别,但那与人相似的体形、灵巧的手指、生动的表情,又让人难以否认它与自己的相似,不禁疑心笼子的两边究竟     

美国研制空间站的机器人服务系统

美国正在研制的永久性空间站的机器人服务系统(RSS),可提供一个或多个灵巧的机械手系统,完成所需要的精确定位和力量控制等服务。服务器具有一定程度的自动操作能力,这是通过其上的视觉和触觉感觉系统来完成的。机器人服务器可与完整的服务测试设备、空间站结构或远距离控制器系统相连。图示为 RSS 的概念设计。     

基于运动灵活性的蟑螂机器人机构参数优化

从仿生蟑螂机器人机构特点出发,基于运动灵活性,选择椭圆形身体布局,分别以单腿工作空间和整机雅克比矩阵的条件数倒数作为灵巧度指标,在兼顾运动灵活性和可靠性的基础上,对机器人机构参数进行优化配置,选择了最优的杆长比例.利用分析得出的优化尺寸建立ADAMS参数化仿真模型进行实验研究,仿真结果与理论分析相吻合,验证了优化配置的可行性和正确性,为样机的研制和机器人的驱动及控制等进一步研究奠定了基础,也为其他六足机器人的开发提供了参考.     

二驱动球形机器人的全方位运动特性分析

介绍一种新型二驱动球形机器人,它使用两个电机作为输入,而球形机器人在平面运动具有三个自由度,所以属于非完整欠驱动系统.内驱动机构通过改变配重重心的位置实现了球形机器人沿任意方向的运动,且球形机器人的位姿影响了球形机器人沿不同方向运动的灵活性.阐述了它的结构特点,利用非完整系统力学理论对球形机器人运动学、动力学进行了初步分析.采用欧拉角和三维转动群知识对球形机器人的全方位运动学特性进行了分析.     

机器人的自适应混合控制

考虑了当机器人动力学模型中含有未知参数时,机器人适从运动的混合控制器设计问题。对于一个机械臂手端与刚性环境发生光滑接触的约束运动类型,设计出了一个自适应控制器。     

国产太空机器人长啥样?

正2015年11月23日,为期3天的2015世界机器人大会在北京国家会议中心开幕。大会吸引了12个机器人国际组织、58家国内科研机构参与,来自10多个国家和地区的100多位专家学者,就机器人产业发展现状、未来技术路线及人工智能等问题进行了交流探讨。1950年,世界上第一台用于生产的工业机器人诞生。从那时起,机器人就成为了人类的好帮手,出现在地球的各个角落为人们排忧解难。而如今,他们的身影甚至出现在了太空。     

创新一号04星成功升空

<正>9月4日8点15分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功发射创新一号04星。火箭还搭载发射了灵巧通信试验卫星,两颗卫星先后顺利进入预定轨道。创新一号04星是一颗小型数据采集传输实验卫星,由中国科学院研制,主要用于水利、水文、气象、电力及减灾等领域各类监测站点的数据采集和传输任务,为国民经济建设服务。灵巧通信试验卫星由清华大     

阿图迪图还是希斯瑞普?

早在上世纪80年代,电影《星球大战》及其同名小说就风靡世界,在中国也拥有大量拥趸,许多青少年是被这本小说点燃了对宇宙和航天的兴趣。在《星球大战》中,有两个主角是机器人。其中一个是不会说话的维修机器人,叫做R2D2,小说的中文版中称它为"阿图迪图";另外一个是碎嘴唠叨的勤务机器人,叫做C-3PO,中文版中称它为"希斯瑞普"。两人一唱一和,为影片和     

太平洋的枢纽——关岛

关岛早已成了美国调整军事战略的是非之地，3艘航母的同时出现，再次宣布了它已经成为太平洋的一个中心。如果你从地图上看着西太平洋，用手指在我的战场责任区内划个十字，你会发现交叉点就是关岛，正因如此，关岛将永远在战略上处于重要的地位。在美国宣布要控制的全球16个航道咽喉中，它就可扼守4个。     

人体器官“特长生”

人的感觉是最难模仿的，因为人体器官在感觉方面所达到的“超”能程度。目前连机器人也望尘莫及。超敏感的手 人的指尖能感知只有5微米高的突起,这个高度大约是头发直径的1／15。舌头和嘴唇的敏感度更高。把一根头发放到嘴里，立刻就会感觉到嘴巴里有个大东西。     

自由漂浮双臂空间机器人基于速度滤波器的惯性空间轨迹跟踪鲁棒控制

针对末端所持载荷参数未知的自由漂浮双臂空间机器人系统, 提出了基于速度滤波器的鲁棒控制方法. 利用拉格朗日方法进行运动学及动力学分析, 建立了双臂空间机器人系统欠驱动形式的动力学模型. 借助于增广变量法, 证明了可将空间机器人系统的增广广义Jacobi矩阵及动力学方程表示为一组组合惯性参数的线性函数. 在此基础上引入速度滤波器, 设计了双臂空间机器人基于速度滤波器的惯性空间轨迹跟踪鲁棒控制方案. 该速度滤波器可利用实测位置误差生成末端爪手的伪速度信号, 有效避免了相关速度信号的实时测量与反馈. 该方案的显著优点在于, 不需要测量、反馈末端爪手的移动速度和加速度, 同时有效消除了控制过程中的抖振现象. 平面自由漂浮双臂空间机器人系统的数值仿真验证了算法的有效性.