针对工业应用的抛光设备价格昂贵且对于复杂曲面工件实用性不强的问题,研发一种五自由度混联抛光机器人。首先结合主体机构和控制系统介绍抛光机器人系统,然后结合动力学仿真验证该恒力控制模型应用于抛光机器人的可行性。最后结合强化学习的深度Q网络算法求解得主动力控制策略,理论上初步证明该策略针对复杂轮廓的工件获得良好的恒力控制效果。

由于软体夹持器的自由度较多,需要多个观测量同时进行观测,然而软体驱动器制作材料、作业方式的特殊性及对传感器柔韧性、可自由弯曲的要求等,导致目前软体夹持器可观测量较少、位置反馈的精度不高、可控性能较差。文中通过驱动器结构设计、结合多个传感器增加了软体驱动器可观测量的冗余度,并借由驱动器弯曲变形的数学模型搭建驱动器末端位置反馈模型,提高了软体驱动器末端位置反馈的精度。实验表明,经过位置反馈后,其观测误差能控制在在0~3 m m之间。

针对现有的软体机械手手指存在弯曲形态单一、运动范围小等缺点,设计了一款基于骨架的气动软体仿人手指。该手指由3个弯曲驱动器和2个伸长驱动器的交叉组合而成,既能通过弯曲驱动器灵活地实现复杂弯曲动作,又能通过伸长驱动器控制运动范围。文中通过对基于骨架的气动软体仿人手指结构进行设计,使用Abaqus仿真软件对弯曲驱动器和伸长驱动器进行有限元仿真分析,得到2种软体驱动器在不同参数下的气压-位移变化曲线。根据仿真结果可以得到最佳结构参数,同时说明该软体仿人手指的设计具有可行性。

软体气动驱动器常被用作为软体抓手,但在抓取质量较大的物体时常常因为反作用力产生变形而导致抓取失败。针对这一现象,文中提出一种基于视觉的软体气动驱动器变形观测方法。文中利用相机记录软体气动驱动器在不同气压下作用下的弯曲变形图片,使用视觉处理的方法提取出驱动器的变形曲线以便更准确地观测驱动器的变形。使用有限元仿真软件ABAQUS对驱动器在不同气压作用下的变形进行仿真分析并提取变形曲线。实验曲线和仿真曲线的相似度的对比结果表明,基于视觉提取驱动器变形曲线的方法可以更加准确地观测驱动器的变形。