针对遥操作机器人主控制器工作空间过小和主从手工作空间不匹配的问题,提出一种区域覆盖思路。将主控制器工作空间与从机械手工作空间一一对应的映射关系转换成主手工作空间多次区域映射的关系,通过多次建立主从手的连接,达到区域覆盖的目的。同时为了更好地控制从机械手末端的姿态,设计一种相对运动姿态控制方法,将传递给机械手的绝对姿态坐标替换成姿态运动信息,以达到相对姿态控制目的。最后,进行仿真分析和试验验证。结果表明:该方法能够实现工作空间完美覆盖,主手能够有效地控制从手运动。

挖掘机执行机构轨迹的精确控制是实现其智能化、无人化发展的基础。针对泵控/阀控相耦合的负载敏感(Load Sensitive,LS)系统挖掘机,提出了一种自适应的模糊PID控制方法(Fuzzy-PID)以实现LS挖掘机执行机构位姿的精确控制。该方法不依赖离线计算,可实现作业过程中PID参数的整定。建立LS挖掘机联合仿真模型对Fuzzy-PID的控制性能进行验证,结果表明,Fuzzy-PID控制精度更高,与PID相比,其均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)减少了23.85%。进一步,通过发动机转速及斗杆运行速度验证了Fuzzy-PID稳定性和响应性。研究结果可为负载敏感系统液压挖掘机智能化升级提供理论指导及工程应用价值。

为了解决连续体机器人运动学建模的难题并实现机器人的位姿控制,以自行研制的一种仿象鼻型气动连续体机器人为例,先忽略机器人自重和负载,做出连续体构节变形后其中心线上各部分曲率保持一致的假设,通过推导,得到了连续体构节变形参数(s、k、φ)与构节长度(l1、l2、l3)之间的关系表达式。将连续体构节离散为关节变量,参考D-H法建立了该机器人的运动学模型,设计了机器人的气动系统并对机器人进行运动数据采集。将实际采集数据代入上述模型中来确定模型参数,在一定程度上弥补了因忽略机器人自重和负载而产生的模型误差,提高了运动控制精度。机器人的抓取实验结果表明按实际采集数据确定参数的常曲率运动模型,可以应用于连续体机器人的位姿控制;对比机器人末端的仿真计算轨迹和实际轨迹,得到最大运动误差为6.3 cm,误差主要来源于系统误差

机器人的直接示教能够降低机器人在制造企业中的应用难度,缩短其示教时间。提出一种基于六维鼠标的机器人示教操作方式。鼠标通过USB与机器人控制器连接;控制器收到鼠标数据后对鼠标坐标系下的数据进行坐标系转换;转换后的数据进入控制器内部的轨迹控制器,以实时地根据鼠标数据生成机器人移动轨迹;生成的轨迹再经过逆解后作为指令传入各轴伺服实现对机器人的控制。该示教控制方式基于Sinomach IT机器人实现,并在某Sinomach IT SR07L机器人上进行实验。结果表明:该控制方案可以有效根据六维鼠标控制机器人位姿。

海洋废弃平台桩基拆除绳锯机工作前需要快速固定到桩基上，这是一个复杂的位姿调整过程，需要由夹紧装置来完成，由绳锯机夹紧液压缸同步控制，使位姿调整过程安全、稳定。分析得到了位姿调整的动力学模型；采用二级控制方法设计了控制系统，其中外环采用定量反馈控制理论，内环采用基于扰动观测的理论；进行了绳锯机位姿调整实验，结果表明：控制系统在误差范围内能够使液压缸同步，进而实现了位姿调整的工程目标，该结果为绳锯机水下高效可靠地工作打下了一定的基础。

由于液压系统的特点以及Stewart平台的结构特性，使液压驱动Stewart平台得到越来越广泛的应用。针对液压驱动Stewart平台，联合平台的运动学和动力学，构建了整个位姿系统的模型；研究了平台的位姿控制策略，并进行了频率特性分析和仿真分析，验证了控制策略的有效性。