基于HTC Vive的虚拟工业机器人示教编程系统

1

作者 何汉武 余秋硕 +2 位作者 聂晖 何明桐 李晋芳 《广东工业大学学报》 CAS 2023年第2期30-38,共9页

我国已经成为全球最大的工业机器人消费国,但相关的技术人才缺口正逐年扩大。其重要的原因是工业机器人成本高、操作危险,导致机器人示教编程存在困难。针对这一问题,基于HTC Vive(由HTC公司与VALVE公司合作开发的一款VR设备),将虚拟现... 我国已经成为全球最大的工业机器人消费国,但相关的技术人才缺口正逐年扩大。其重要的原因是工业机器人成本高、操作危险,导致机器人示教编程存在困难。针对这一问题,基于HTC Vive(由HTC公司与VALVE公司合作开发的一款VR设备),将虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术与机器人示教编程相结合,开发了虚拟工业机器人示教编程系统。首先,分析系统的VR环境特点,为系统的主界面交互设计立体式用户界面(User Interface,UI);然后进行机器人运动学建模,实现直接拖拽机器人的示教方式;运用词法分析、语法分析和语句执行机制,开发虚拟解释器,并实现快速插入式编程的功能;最后,系统实现了可进行复杂轨迹运动的机器人示教编程功能。实验测试表明系统具有良好的交互性,能进行虚拟机器人示教编程操作。本系统操作安全,并可降低机器人示教编程的成本,有助于机器人相关人才的培养、为工业生产中机器人的仿真提供方案等,助力中国制造业的发展。 展开更多

关键词 虚拟现实 机器人示教 机器人编程 HTC Vive

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工业机器人示教器体验优化设计系统研究

2

作者 郭娟 《造纸装备及材料》 2023年第7期42-44,共3页

工业机器人示教器是工业机器人重要的交互介质,工业机器人示教器的交互体验、学习体验、操控体验是决定工业机器人普及深度、广度的重要因素。文章探索针对工业机器人示教器系统化的设计+管理+生产的定制化设计新模式,旨在提高工业机器... 工业机器人示教器是工业机器人重要的交互介质,工业机器人示教器的交互体验、学习体验、操控体验是决定工业机器人普及深度、广度的重要因素。文章探索针对工业机器人示教器系统化的设计+管理+生产的定制化设计新模式,旨在提高工业机器人示教器的设计体验感。从工业机器人示教器的交互体验研究、体验升级优化设计、系统化定制生产系统三个步骤递进式地探讨了机器人示教器的系统化体验优化设计方法。工业机器人示教器的体验升级优化设计,解决了示教器的持握体验问题、光感优化体验问题以及定制化的模型系统构建的成本和强度问题,提高了工业机器人示教器的交互体验度,也提升了整个机器人示教器在设计过程中的整体设计效率。 展开更多

关键词 机器人示教器 体验优化 系统化设计 交互体验

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基于线性二次型最优控制的机器人示教数据处理系统设计 被引量：1

3

作者 周紫菱 汤卿 姚进 《控制工程》 CSCD 北大核心 2023年第10期1846-1851,共6页

针对机器人拖动示教过程中传感器采集的数据含有噪声的问题,提出了一种基于线性二次型最优控制的运动轨迹控制器。首先,针对机器人关节运动特性建立状态空间模型,并设计相应的性能指标;然后,采用线性二次型最优控制设计最优控制律和相... 针对机器人拖动示教过程中传感器采集的数据含有噪声的问题,提出了一种基于线性二次型最优控制的运动轨迹控制器。首先,针对机器人关节运动特性建立状态空间模型,并设计相应的性能指标;然后,采用线性二次型最优控制设计最优控制律和相应的控制系统;最后,以Franka Emika机器人为示教对象进行实验,将机器人自身传感器采集的数据作为最优控制系统的输入,将系统输出用于机器人的运动控制,完成机器人拖动示教。实验结果表明,线性二次型最优控制方法能有效抑制传感器采集数据的噪声,较好地将关节速度、加速度和急动度的幅值控制在合理范围内,使处理后的数据能更好地应用于机器人的拖动示教。 展开更多

关键词 机器人示教 线性二次型最优控制器 滤波

原文传递

弧焊机器人示教编程器的设计 被引量：7

4

作者 张连新 高洪明 +1 位作者 吴林 张广军 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期103-107,共5页

提出了一种基于嵌入式CPU模块的弧焊机器人示教编程器的设计方案。基于该方案开发设计的示教编程器不仅能够实现机器人常用的示教操作,还提供了非常强大的程序编辑能力;克服了传统示教编程器程序编辑功能差、操作灵活性差的缺点。实际... 提出了一种基于嵌入式CPU模块的弧焊机器人示教编程器的设计方案。基于该方案开发设计的示教编程器不仅能够实现机器人常用的示教操作,还提供了非常强大的程序编辑能力;克服了传统示教编程器程序编辑功能差、操作灵活性差的缺点。实际应用表明,该示教编程器能高效灵活简单地完成复杂焊接任务的示教与程序编辑,并且具有很强的抗电弧干扰能力、友好的人机界面和完备的功能。 展开更多

关键词 示教编程器 嵌入式CPU模块 机器人示教 弧焊机器人

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基于CAN总线的机器人示教盒通讯系统的设计 被引量：1

5

作者 陈锡爱 徐方 《微计算机信息》 北大核心 2006年第01Z期14-16,共3页

研发了基于CAN总线的新型机器人示教盒系统,采用ARM芯片为核心,并在其上运行了实时操作系统μC/OS-II。设计了一套CAN网络通讯协议,实现了一个示教盒同时示教多台机器人的一对多示教模式,在很大程度上改进和提高了机器人示教盒的性能。

关键词 CAN总线 机器人示教盒 ARM微处理器 实时操作系统

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面向复杂曲面加工的虚拟夹具辅助机器人示教编程研究 被引量：9

6

作者 葛科迪 赵欢 +1 位作者 陈鹏飞 丁汉 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第14期1716-1725,共10页

为解决面向复杂曲面加工的机器人示教编程中虚拟夹具构造困难、难以依据操作者意图自适应调整等问题,提出一种虚拟夹具离线构造和在线迭代更新的辅助机器人示教编程策略。采用示教曲面流形离线构造先验虚拟夹具,若先验虚拟夹具吻合待加... 为解决面向复杂曲面加工的机器人示教编程中虚拟夹具构造困难、难以依据操作者意图自适应调整等问题,提出一种虚拟夹具离线构造和在线迭代更新的辅助机器人示教编程策略。采用示教曲面流形离线构造先验虚拟夹具,若先验虚拟夹具吻合待加工曲面,则利用弹簧阻尼系统对示教路径偏差进行在线补偿,否则通过虚拟夹具刚柔性自适应调整实现迭代修正。研究结果表明,由曲面流形构造虚拟夹具简单且具有泛化特性,提高了复杂曲面虚拟夹具构造效率;以正弦/风扇轨迹作为虚拟夹具辅助示教,能使辅助示教路径位置误差、姿态误差分别降低至少84%、81%,并能根据操作者意图自适应调整虚拟夹具以更加吻合目标曲面。 展开更多

关键词 机器人示教编程 复杂曲面 虚拟夹具 曲面流形 操作者意图

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基于Wince的机器人示教盒的设计与开发 被引量：5

7

作者 周伟 徐方 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第3期9-11,共3页

研究的机器人示教盒是一种人与机器人交互的终端。利用示教盒操作者可以操纵机器人各运动轴。实现了基于Windows CE新型机器人示教盒系统。该系统硬件结构和操作系统分别采用了基于ARM9的AT91926EJ-S处理器和Windows CE 5.0。应用程序... 研究的机器人示教盒是一种人与机器人交互的终端。利用示教盒操作者可以操纵机器人各运动轴。实现了基于Windows CE新型机器人示教盒系统。该系统硬件结构和操作系统分别采用了基于ARM9的AT91926EJ-S处理器和Windows CE 5.0。应用程序的开发使用的是EVC4.0开发环境。使用了多线程技术处理大批量数据,双缓冲技术解决屏幕闪烁问题,键盘的处理使用的是扫描法。该系统具有数据显示、串口数据传输、键盘扫描的功能。试验结果表明,图形界面友好,反应速度快,稳定性好,完全满足控制的需要。 展开更多

关键词 机器人示教盒 WINCE 嵌入式系统 操作系统定制 多线程 BOOTLOADER

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基于增强现实的6自由度工业机器人示教研究 被引量：8

8

作者 张石磊 陈成军 +1 位作者 李东年 洪军 《机电工程》 CAS 北大核心 2019年第1期77-83,共7页

针对机器人离线编程效率低和交互性差的问题,提出了一种6自由度机器人增强现实示教系统。利用位置姿态跟踪系统采集手持式示教器的位置和姿态,以示教器位置和姿态作为输入,利用6自由度机器人逆运动学模型求解机器人各关节姿态,驱动虚拟... 针对机器人离线编程效率低和交互性差的问题,提出了一种6自由度机器人增强现实示教系统。利用位置姿态跟踪系统采集手持式示教器的位置和姿态,以示教器位置和姿态作为输入,利用6自由度机器人逆运动学模型求解机器人各关节姿态,驱动虚拟机器人模型运动,使虚拟机器人末端执行器复现示教器路径和姿态;利用增强现实技术将6自由度虚拟机器人叠加到真实工作环境中,并通过检查虚拟机器人模型是否与真实工作环境存在干涉,实现对机器人的增强现实示教。研究结果表明:该系统可以准确地把虚拟机器人叠加到真实环境中,实时地跟踪示教器的位置和姿态,且具有良好的人机交互性。 展开更多

关键词 机器人示教编程 增强现实 位置姿态跟踪 示教复现 逆运动学

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基于光刀图像的机器人示教纠偏方法 被引量：3

9

作者 娄宁 习俊通 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期683-691,共9页

为了解决机器人辅助在线检测系统示教过程中效率低、人为干预多的问题,针对孔类特征,提出一种通过处理光刀图像获取机器人位姿纠正参数的方法。在该方法中,纠偏过程按照将图像光刀线调整为水平方向、将被测特征调整至图像中央、根据不... 为了解决机器人辅助在线检测系统示教过程中效率低、人为干预多的问题,针对孔类特征,提出一种通过处理光刀图像获取机器人位姿纠正参数的方法。在该方法中,纠偏过程按照将图像光刀线调整为水平方向、将被测特征调整至图像中央、根据不同特征调整最优扫描方向3个步骤进行。根据光刀图像可以求出测量坐标系与被测特征的位姿关系,并得到该位姿与理想测量位姿的偏差。经过坐标变换即可得到在机器人基坐标系下的调整参数。另外,可利用电脑控制机器人运动,从而实现了纠偏过程的自动化。实验结果表明,该方法可将初始的示教位姿修正为理想位姿,且比传统方式效率更高。 展开更多

关键词 在线检测 光刀图像 机器人示教 示教纠偏

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基于机器视觉和PSO的机器人示教路径优化研究 被引量：2

10

作者 王亚超 黄沿江 张宪民 《自动化与仪表》 2019年第6期42-48,共7页

工业机器人在处理新的生产任务时,需要对其进行示教。目前,传统的机器人示教再现方法存在示教系统复杂、示教时间长以及操作者需要特殊训练等诸多问题。针对上述问题,该文提出了一种基于机器视觉和人手演示的机器人示教方法。首先通过Mi... 工业机器人在处理新的生产任务时,需要对其进行示教。目前,传统的机器人示教再现方法存在示教系统复杂、示教时间长以及操作者需要特殊训练等诸多问题。针对上述问题,该文提出了一种基于机器视觉和人手演示的机器人示教方法。首先通过Microsoft Kinect2.0传感器提取人手的示教路径,然后通过粒子群优化算法PSO对人手演示的初始路径进行优化,获得一条优化的机器人运动路径,让机器人完成示教再现。最后,通过实验对基于机器视觉和PSO的机器人示教方法进行验证。实验结果表明,PSO优化后的路径可以有效缩短机器人的运动时间。 展开更多

关键词 粒子群优化算法 机器人示教 机器视觉 人手演示

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工业机器人示教系统扩展功能与软件开发 被引量：2

11

作者 丁健伟 房芳 马旭东 《工业控制计算机》 2019年第5期99-101,共3页

以工业机器人的示教系统为背景,针对工业机器人作业的功能多样化需求,构建了基于ARM Cortex-A8为处理器的示教器的扩展功能模块,在传统机器人示教器的基础上完成了软件设计开发,并且结合力觉、视觉传感器和控制器实现了示教器端人机交... 以工业机器人的示教系统为背景,针对工业机器人作业的功能多样化需求,构建了基于ARM Cortex-A8为处理器的示教器的扩展功能模块,在传统机器人示教器的基础上完成了软件设计开发,并且结合力觉、视觉传感器和控制器实现了示教器端人机交互、数据通信等功能,方便用户更友好地与工业机器人系统进行沟通,提高了示教再现过程中的准确性和安全性。最后通过结合虚拟控制器来测试该模块的有效性。 展开更多

关键词 工业机器人 机器人示教 力传感器 视觉传感器 功能扩展

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基于STM32F4的模拟工业机器人示教系统的设计与实现 被引量：2

12

作者 周琪钧 李国洪 《电子世界》 CAS 2021年第7期118-120,共3页

针对国内工业机器人控制器市场基本被进口产品垄断和高校对于工业机器人教育还是采用传统实物加示教演示等问题,本文提出并实现了一种基于STM32F407的新型6R工业机器人示教控制系统,该系统具有低成本、运算性能强大、门槛低等优点,并采... 针对国内工业机器人控制器市场基本被进口产品垄断和高校对于工业机器人教育还是采用传统实物加示教演示等问题,本文提出并实现了一种基于STM32F407的新型6R工业机器人示教控制系统,该系统具有低成本、运算性能强大、门槛低等优点,并采用PC上位机监控软件与控制系统通讯。经调试实验表明,该系统运行稳定、响应速度快、适用性强,为工业机器人教育提供一种新的思路。 展开更多

关键词 机器人控制器 机器人示教 监控软件 运算性能 机器人教育 系统的设计与实现 控制系统 调试实验

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一种工业机器人示教系统的研究与应用 被引量：2

13

作者 杜文学 李适 王钦若 《电子世界》 2020年第3期120-121,共2页

本文介绍了一种应用于工业机器人上的示教系统,机器人控制器采用现有的STM32控制器,机器人示教器选取步科触摸屏作为上位机,利用Modbus通信协议实现工业机器人控制器和示教器之间的通信完成不同的控制任务。工业机器人是一种面向工业领... 本文介绍了一种应用于工业机器人上的示教系统,机器人控制器采用现有的STM32控制器,机器人示教器选取步科触摸屏作为上位机,利用Modbus通信协议实现工业机器人控制器和示教器之间的通信完成不同的控制任务。工业机器人是一种面向工业领域能够在各种恶劣环境下根据工艺要求通过程序设计实现各种功能的多关节多自由度的机器装置。随着工艺越来越复杂,为了便于人类更好控制机器人,人类研究出机器人的示教再现功能。示教主要是使用机器人的示教器. 展开更多

关键词 工业机器人 机器人示教 机器人控制器 示教系统 研究与应用

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基于加速度传感器的下肢康复机器人示教训练 被引量：7

14

作者 赵小磊 林木松 +3 位作者 李齐 史小华 赵朝盛 王洪波 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1596-1601,共6页

将康复治疗人员的临床治疗经验与康复机器人的训练结合,能够有效提高已有下肢康复机器人的训练性能,为此提出一种基于加速度传感器的示教训练方法及无线数据采集系统。通过已有的外骨骼式下肢康复机器人,分析并推导出关节角度与末端轨... 将康复治疗人员的临床治疗经验与康复机器人的训练结合,能够有效提高已有下肢康复机器人的训练性能,为此提出一种基于加速度传感器的示教训练方法及无线数据采集系统。通过已有的外骨骼式下肢康复机器人,分析并推导出关节角度与末端轨迹的关系及关节加速度与关节角度的关系。通过加速度信息分析出轨迹信息从而控制训练轨迹。研发的无线数据采集系统提取康复师训练时患者下肢加速度信息并转化成轨迹信息,进而被用于康复机器人示教训练控制。实验结果证明,该系统能够满足康复机器人的示教训练要求。 展开更多

关键词 机械电子工程 加速度传感器 机器人的示教与训练 下肢康复机器人 无线数据采集系统

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基于变参数导纳控制的机器人示教方法研究

15

作者 陈成 庄正浩 《计量与测试技术》 2022年第8期64-66,70,共4页

针对在工业化人机示教场景下,考虑人机交互的柔顺性与安全性需求,提出了一种基于变参数导纳控制的机器人直接示教方法。首先对示教系统的组成结构进行说明,再基于导纳控制原理以及交互柔顺性与安全性需求设计变参数导纳控制器,最后通过... 针对在工业化人机示教场景下,考虑人机交互的柔顺性与安全性需求,提出了一种基于变参数导纳控制的机器人直接示教方法。首先对示教系统的组成结构进行说明,再基于导纳控制原理以及交互柔顺性与安全性需求设计变参数导纳控制器,最后通过路径拖动示教实验来验证所设计的控制器的有效性。结果表明,提出的控制方法具有较好的准确性,并能保证转向时的安全性。 展开更多

关键词 机器人示教 变参数导纳控制 柔顺控制

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基于增强现实技术的工业机器人引导示教方法 被引量：1

16

作者 彭爱泉 卓建华 +1 位作者 蔡孝锦 吴海彬 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2023年第8期36-43,共8页

工业机器人的示教编程目前普遍存在操作复杂、专业性强、效率低及易产生意外碰撞等问题,为了提升工业机器人示教编程效率及安全性,将在线示教和离线示教的优点有机结合,提出了一种基于增强现实技术的工业机器人引导示教方法。首先,建立... 工业机器人的示教编程目前普遍存在操作复杂、专业性强、效率低及易产生意外碰撞等问题,为了提升工业机器人示教编程效率及安全性,将在线示教和离线示教的优点有机结合,提出了一种基于增强现实技术的工业机器人引导示教方法。首先,建立了机器人的D-H模型并对其正/逆运动学进行分析求解,将其解应用到虚拟机器人的运动控制中,使虚拟机器人能够符合实际机器人的控制方式及运动形式。其次,利用增强现实技术以呈现出的虚拟机器人代替实际机器人进行示教操作。该方法应用了更为自然的手势交互方式,降低了操作者的专业性要求并提高了示教效率。最后,通过模拟液晶面板涂胶的示教实验,验证了利用增强现实技术进行工业机器人示教编程的有效性和可行性。 展开更多

关键词 增强现实 机器人示教 自然人机交互 工业机器人

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基于视觉的工业机器人装配演示示教研究

17

作者 张浩 陈成军 潘勇 《机床与液压》 北大核心 2023年第19期25-31,共7页

针对工业机器人编程效率低下、智能化程度不高和人机交互性能弱等问题,提出一种基于视觉的工业机器人装配演示示教系统,该系统包括目标检测与中心点定位模块、装配动作分类识别模块和机器人动作执行模块。在目标检测与中心点定位模块中... 针对工业机器人编程效率低下、智能化程度不高和人机交互性能弱等问题,提出一种基于视觉的工业机器人装配演示示教系统,该系统包括目标检测与中心点定位模块、装配动作分类识别模块和机器人动作执行模块。在目标检测与中心点定位模块中,提出一种目标物体中心点定位和机器人抓取方法,使用实例分割算法识别物体类别,通过掩码均值化处理和坐标转换计算物体3D姿态信息;在装配动作分类识别模块中,建立基于深度学习网络的动作分类识别模型,该模型的输入为装配动作视频帧,输出为动作分类标签;最后,机器人动作执行模块根据物体类别、物体3D姿态和动作分类标签等信息规划机器人装配动作,控制机器人执行装配任务。以轴孔装配为例,验证了上述方法的有效性,实现了基于视觉演示的机器人装配模仿编程,对机器人演示示教研究具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 机器人演示示教 深度学习 实例分割 动作分类识别模型

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基于肢体运动信息的机器人示教操作系统 被引量：1

18

作者 胡家垒 赵泽明 +2 位作者 于洋 盛鑫军 朱向阳 《机电一体化》 2019年第1期36-41,53,共7页

机器人示教是指人通过某一设备或方式实现对机器人作业工作任务的编程,该过程通常采用示教器操作或离线编程的方式。传统的示教方式需要操作者具备相关的专业知识和经验,编程方式烦琐且不直观。针对这一问题,开发了一套基于肢体运动信... 机器人示教是指人通过某一设备或方式实现对机器人作业工作任务的编程,该过程通常采用示教器操作或离线编程的方式。传统的示教方式需要操作者具备相关的专业知识和经验,编程方式烦琐且不直观。针对这一问题,开发了一套基于肢体运动信息的机器人示教操作系统。该系统通过开发的数据采集模块获取人体手f!运动信息和表面肌电信号,分别用于解算肢体末端在空间中的位置信息、解码操作者的手部动作意图,为工业机器人系统提供运动控制信息和末端操作指令。对该系统进行了系统的测试,验证了系统在末端位置跟踪以及手势识别等方面的优良性能。开发的机器人示教操作系统,有望简化机器人示教操作流程,降低开发难度,提供一种更加直观有效的示教方式。 展开更多

关键词 机器人示教 肌电信号 惯性测量单元 手势识别

原文传递

基于QNX的工业机器人嵌入式示教盒的设计与开发

19

作者 韩良 符秀辉 郑晓彬 《科技传播》 2013年第13期203-204,195,共3页

设计的机器人示教盒是人操控机器人的终端界面。工作人员利用示教盒可以控制各个关节运动。实现了基于QNX的新型工业机器人示教盒。在ARM11平台上设计了示教盒硬件,实现了数据实时显示、串口传输、键盘扫描、快速安装系统的功能。分析... 设计的机器人示教盒是人操控机器人的终端界面。工作人员利用示教盒可以控制各个关节运动。实现了基于QNX的新型工业机器人示教盒。在ARM11平台上设计了示教盒硬件,实现了数据实时显示、串口传输、键盘扫描、快速安装系统的功能。分析了操作系统的内核裁剪并提出了驱动和应用程序的设计方法。实验结果表明,实时性高,稳定性和可靠性高,完全满足工业要求。 展开更多

关键词 机器人示教盒 ARM QNX 驱动 应用程序

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一种示教机器人及其双处理器控制系统 被引量：4

20

作者 伍臻 王虎符 崔兴强 《机械与电子》 2004年第12期64-66,共3页

介绍了一种用于教学的示教机器人及其双处理器控制系统。叙述了系统的软硬件设计,阐述了主从处理器的通信与同步电机驱动原理。

关键词 示教机器人 微处理器 同步电机

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