遥操作机器人

摘要： 遥操作机器人为从事各种风险工作的人们提供智能和方便的支持,成为机器人人机交互领域中关键技术之一。而触觉感知及反馈技术能够很好地辅助操作者完成精细遥操作机器人抓握控制,研究触觉反馈在遥操作中的协同作用有助于提高机器人遥操作性能。在基于数据手套及触觉感知阵列的遥操作机器人控制系统下,构建了包含视觉及触觉双模态的反馈体系。采用上位机实时显示的方式解析机器人作业状态,同时构建了基于电刺激的力触觉临场感反馈模型,实现对机器人灵巧手的精准控制及抓握作业情况和握力的再现,增加操作者的本体感。针对不同的用户使用情况进行了交叉验证,实验结果表明,触觉反馈技术能够提高遥操作机器人的作业性能,同时基于视-触双模态反馈技术能够实现对触觉力的大小及遥操作机器人作业状态更优的反馈性能,实现了操作者在视觉受阻碍状况下对机器人灵巧手进行遥操作并完成稳定抓取的任务。

摘要： 近20年来,各种烈性传染病先后肆虐全球,给世界人民的生命安全带来了极大的危害,也对各国经济的发展带来了极大的打击.医护机器人在抗疫工作中发挥了十分重要的作用.对各国的传染病房医护机器人研究和应用现状进行综述,并在此基础上给出下一代传染病房医护机器人有待解决的研究难点和关键技术,特别强调气动肌肉驱动机器人的类人运动控制、遥操作机器人符合操作者直觉的运动映射算法、从端机器人的类人触觉感知和力控制,以及机器人对一些特定护理技能的模仿学习等研究对于传染病房遥操作护理机器人系统的重要意义.

摘要： 为使遥操作机器人能满足多种多样的任务需求,提高机器人工作能力与效率,文章设计了一款遥操作机器人末端工具更换装置,以更换危险环境设施上不同规格螺母为例,对该装置性能参数进行分析,使用Recurdyn?V7R1软件对该装置进行动力学分析,通过对比动力学仿真和理论计算结果,验证了该装置的合理性与可靠性,另通过样机实际操作试验,验证了该装置的可行性.

摘要： 带虚拟仿真预测系统的遥操作机器人在核电站等复杂环境中作业时,可能会出现虚拟仿真机器人与实际机器人的工作状态不同步,从而导致影响操作者判断,发出错误指令。研究了一种基于在线修正虚拟仿真预测算法的遥操作机器人系统。主端虚拟仿真预测系统建立了从端环境及机器人的虚拟模型,根据操作者命令对从端机器人的状态实时预测,同时根据从端现场检测到的机器人状态对虚拟机器人进行在线修正,以保证虚拟仿真预测系统与从端机器人工作状态同步。实验结果表明:主端虚拟预测平台能够实时预测出从端工作状态;当从端机器人未能按照指令运动时,主端虚拟场景也与从端的工作状态同步。

摘要： 基于虚拟现实技术的遥操作机器人可以克服时延问题,同时为远程操控机器人的操作者提供了身临其境的操作感受,有助于提高操作准确率.本文提出了一种基于Kinect传感器的三维重塑的方法,主要研究内容包括:深度图像的获取,点云匹配以及颜色检测.通过对这几方面的研究,得出Kinect传感器可以满足三维重建的要求,同时与其他设备和方式相比,难度和成本都得到了降低.

摘要： 阻尼摄入的比例控制被广泛地应用于遥操作机器人系统的控制中来确保系统的稳定,但是该方法的参数整定一直是一个难题.文中提出了一个基于遗传算法对阻尼摄入的比例控制进行参数整定的方法.并且,利用MATLAB/SIMULINK建立了遥操作机器人系统的仿真平台,对所提出的方法进行了有时延的自由运动和接触运动仿真实验,并对实验结果进行了分析和比较,证明了方法的有效性.

摘要： 核事故处理中,由于现场环境具有强放射性,事故处理危险且复杂,机器人代替工作人员进行作业已有广泛应用,但是如何保证机器人在强辐射环境中高效可靠地完成作业一直是一个瓶颈问题,利用计算机虚拟现实技术,设计开发了一套基于unity3D的核环境下遥操作机器人处置卡源事故的数字仿真训练平台.对核环境中辐照数据分布模型进行了理论分析,使用MAYA软件对核辐射环境和机器人进行3D建模,利用unity3D技术实现作业处置以及数据分析处理,从而构建出整个卡源事故实训演练系统.通过机器人实训演练,对数据指标进行对比分析,优化了工程作业方案,为机器人核探测工程作业的安全性和高效性提供了保证.

摘要： In recent years, robots began to be used in various industries, such as industrial, defense, and food and beverage industry, and dangerous because it can be applied to a variety of operating environments teleoperation, such as space exploration, distance education has become a national experts hotspot. Therefore, teleoperation platform and corresponding techniques were studied.%近年来，机器人开始应用于各行各业，比如工业、国防和餐饮行业，而遥操作机器人因其可应用于危险环境下的各种作业，比如太空探索、远程教育等，成为了各国专家研究的热点。因此，对遥操作机器人平台和相应技术进行了研究。

摘要： 东南大学仪器科学与工程学院机器人传感与控制技术研究所自2002年5月开始，针对核化事故处置与核电安全巡检的需要。历经十多年时间，突破多项关键性技术难题，研制成功中国首台小型核化探测遥操作机器人。中国是核电大国。目前中国大陆核电站在运21台、在建28台，共计49台，总数居世界第四。日本福岛核电站核泄漏事故向世界各国敲响了警钟、如何避免地震、海啸等极端自然灾害导致的核电站核泄漏事故越来越引起世界各国的重视。除了地震、海啸等极端情况可以导致核化灾难，恐怖袭击也可能造成巨大的核化灾难。

摘要： 针对空间遥操作机器人作对力反馈手控器性能的要求,提出了一种通用型七自由度力反馈手控器的机构设计,采用三维平动与三维转动相分离的机构设计思路,利用并行连杆机构与菱形连杆机构实现三维平动,并在其末端联接一个三维转动装置,从而实现三维平动与三维转动的运动解耦.通过三维几何建模对机构进行运动学和动力学进行了分析,并将三维模型导入ADAMS软件进行运动仿真,模拟手控器的操作过程,最后在真实的操作环境下进行力反馈手控器的实验研究.仿真分析与实际实验结果表明该力反馈手控器具有机构解算简单、易操作、运动空间大、力反馈效果好的特点.

摘要： 为克服遥操作机器人系统中存在的时延问题,本文提出了一种三维虚拟环境建模方法.首先使用Kinect采集三维场景点云数据,通过点云库(PCL,Point Cloud Library)显示出来,利用RANSAC算法对目标物体进行模型匹配,获得其几何参数,建立三维虚拟模型;然后建立虚拟机械臂模型并叠加到真实的三维环境场景图像上,利用传感器信息对虚拟模型参数进行修正.最后搭建遥操作机器人系统,完成时延影响下的遥操作抓取实验,表明利用本文算法建立的三维虚拟环境模型是有效可靠的.

摘要： 针对利用BROKK机器人进行放射性污染远距离测量和机械剥离去污的需求，设计了一种适合遥操作机器人搭载的防撞系统，以辅助操作人员安全完成作业任务。系统综合考虑BROKKl80型机器人的本体结构特点，选取合理的传感器安装位置，利用超声波传感器UNAM18U6903/S14探测环境障碍物，STM32作为系统的MCU，实现了多路环境障碍物距离信息实时检测与反馈，危险距离声光报警。经验证，此系统满足遥操作机器人防撞系统实时性、稳定性的需求。

摘要： 遥操作机器人系统是指在人的操纵下能在人难以接近的环境中完成比较复杂的精细操作的一种远距离操作系统。本文针对面向微创手术MIS(Minimally Invasive Surgery)的遥操作机器人系统中非线性软组织环境对系统的影响(引起系统不稳定以及性能下降)，设计了一种新颖的预测控制方案，该方案中主机械手采用比例控制而从机械手采用广义预测控制策略。仿真实验结果表明系统能在真实动物非线性软组织环境模型下较好地实现位置和力的比例跟踪，验证了该算法的有效性和鲁棒性。

摘要： 针对微创手术中由呼吸运动和心跳产生的周期性扰动和软组织环境特点，设计了一种新颖的广义预测控制方案．使用MATLAB中的SIMULINK仿真工具建立仿真框图，将广义预测控制算法编写成S函数作为系统中的预测控制器，并加入方波信号模拟周期性的扰动．分别进行遥操作机器人主从手开环位置跟踪仿真实验和遥操作机器人主从手闭环位置-力跟踪仿真实验．仿真实验结果表明，系统在该控制方案下能够有效地减小扰动影响，使从手很好地跟踪主手运动，并将所受的力反馈至主手．在主从手遥操作机器人系统中采用广义预测控制方案可有效抑制微创手术中由呼吸运动和心跳产生的周期性扰动影响．

摘要： 在遥操作机器人微创手术中，由呼吸运动和心跳产生的组织周期性位移会给外科医生带来很大的干扰。尤其在进行一些高精确度的手术(缝合、插针等)时，外科医生必须很好的消除这种周期性的扰动。本文针对徽创手术中这种周期性扰动和软组织环境特点设计了一种新颖的广义预测控制方案。通过MATLAB仿真实验表明，系统能在非线性软组织环境模型下较好的消除这种由呼吸运动和心跳产生的周期性扰动。

摘要： 核电站遥操作机器人系统的特点主要体现在信道环境差、系统时延时变非对称、能源补给/系统维护困难、平均无故障时间(MTBF)低等方面.以上约束使得传统遥操作机构和控制方法难以胜任,本项目旨在研究新的力反馈机构设计和稳定性遥操作控制方法,给高容错和高透明力反馈遥操作控制系统设计提供了理论支撑.

摘要： 手控器,作为一种用于人手部运动的跟踪设备,一直应用于对精度要求较高的领域,例如空间遥操作装置,水下作业,排爆,外科手术等.当在恶劣环境中被用于控制一台遥操作机器人进行复杂作业时,手控器的精度将会影响对远端机器人运动控制的效果,手控器精度的超差甚至会导致控制失灵.因此提高设备的精度显得尤为重要.本文提出一种针对具有新结构的手控器位置跟踪精度的标定方法.这种手控器的误差主要来自于一些重要部件的加工和装配误差.因此标定的主要目标就是找出这些重要零件的实际尺寸,以调整位置计算公式参数,提高计算结果的精度.

摘要： 互联网传输过程中存在的随机时延,影响了操作者与遥操作机器人之间的实时交互,降低了系统稳定性和操作性能.论文提出一种新的方法,利用动态神经元群模型对操作者发送的控制指令序列进行分析,实现对操作者意图的推断.在随机时延条件下.遥操作机器人能够根据操作者意图和当前环境信息,通过局部自主控制完成期望任务动作.同时可以与主端操作者基于事件的控制指令进行切换,来保证系统的稳定性,提高整个控制系统的操作性能和效率.最后,通过互联网足球机器人平台进行实验,仿真结果验证了所提模型与方法的有效性和可行性.

摘要： 力反馈操纵装置(或称主手)是操作者感知环境，并对从机器人进行控制的重要装置，起人机接口的作用，本文从性能要求、结构设计、性能评价指标、驱动方式、测控系统等方面分析力反馈操纵装置的关键技术，为研制新型力反馈操纵装置提供指导。在此基础上，提出一种由电液伺服阀控马达驱动的2DOF力反馈杆，并对其结构进行设计和分析。

摘要： 本公开提出了一种移动机器人控制系统及机器人末端位姿的遥操作控制方法，针对搭载多自由度机械臂的移动机器人提供了一种基于可穿戴双目视觉的移动机器人控制系统及机器人末端位姿的遥操作控制方法，控制方法流程为操作员手势的位姿—虚拟手势模型的位姿—虚拟机械臂末端位姿—多自由度机械臂末端位姿，通过建立操作者手势位姿和多自由度机械臂末端位姿的驱动关系，实现对多自由度机械臂末端位姿的连续控制。同时在头戴虚拟显示器中显示虚拟机械臂末端和虚拟手势模型的跟随过程，使得控制过程更直观，以解决现有移动侦察机器人车载多自由度侦察系统控制中存在控制方式复杂以及不能直观地控制车载多自由度侦察系统末端位姿的问题。

摘要： 一种基于VR的机器人遥操作系统及其遥操作方法，所述系统包括作业机器人、摄像装置、VR头显装置、机器人规划装置、遥控装置和后台服务器，所述方法包括以下步骤：S1、构建虚拟机器人和VR虚拟场景；S2、利用摄像装置实时获取作业环境与作业对象的视频影像；S3、将视频影像与VR虚拟场景同步叠加；S4、在虚拟场景中对虚拟机器人进行动作规划；S5、控制作业机器人执行动作；S6、根据传感器数据修正机器人动作；S7、存储步骤S4、S5、S6的日志数据并进行深度学习。本发明系统及方法具有更高的灵活性、安全性和精准度，能够代替人工进行带电作业，实现带电作业智能化，提升带电作业的效率，降低相关操作人员的人身风险。

摘要： 本发明实施例提供了一种机器人遥操作预测方法和遥操作预测平台，属于机器人领域。所述方法包括：接收机器人的反馈数据；利用所述反馈数据标定所述机器人的预测模型。所述遥操作预测平台包括：接收模块和标定模块。本发明实施例通过将机器人的关节角数据和位姿数据同时反馈给遥操作预测平台，并将多次实际测量得到的关节角数据分别取均值，位姿数据分别取均值，得到机器人的预测运动图像，全面反映了机器人的运行情况，完成遥操作预测。

摘要： 本申请涉及机器人的遥操作方法、机器人和计算机可读存储介质。该方法包括步骤：获取目标物体的图像，并根据所述图像生成所述目标物体的点云；基于所述点云对应的几何特征建立虚拟夹具；所述虚拟夹具包括禁止区域虚拟夹具和/或引导虚拟夹具；确定所述虚拟夹具的参考点和所述机器人的控制点，根据所述参考点和所述控制点的距离确定所述虚拟夹具作用于所述控制点的虚拟力；以及，基于所述虚拟力确定施加给所述控制点的控制力。该方法能够及时适应变化的或非结构化的环境，提高遥操作的安全性和操作性能。

摘要： 本公开提出了一种移动机器人控制系统及机器人末端位姿的遥操作控制方法，针对搭载多自由度机械臂的移动机器人提供了一种基于可穿戴双目视觉的移动机器人控制系统及机器人末端位姿的遥操作控制方法，控制方法流程为操作员手势的位姿—虚拟手势模型的位姿—虚拟机械臂末端位姿—多自由度机械臂末端位姿，通过建立操作者手势位姿和多自由度机械臂末端位姿的驱动关系，实现对多自由度机械臂末端位姿的连续控制。同时在头戴虚拟显示器中显示虚拟机械臂末端和虚拟手势模型的跟随过程，使得控制过程更直观，以解决现有移动侦察机器人车载多自由度侦察系统控制中存在控制方式复杂以及不能直观地控制车载多自由度侦察系统末端位姿的问题。

摘要： 本发明提供一种机器人的遥操作系统，包括：主端交互设备、从端机器人、通信网络和遥操作交互显示计算机；所述主端交互设备包括主端机械臂控制器、主端机械臂和末端操作器；所述从端机器人包括从端机械臂控制器、从端机械臂和末端操作工具；从端机械臂控制器连接并控制末端机械臂，末端机械臂末端安装有末端操作工具；所述主端机械臂与末端机械臂采用同构型的机械臂；所述通信网络用于主端交互设备与从端机器人之间的通信；本发明还提出一种一种机器人的遥操作控制方法，可在关节空间和末端空间两种工作空间中自由拖动主端交互设备运动，从而对从端机械臂进行精确直观的远程遥操作控制，在操作上更直观和方便。

摘要： 一种基于VR的机器人遥操作系统及其遥操作方法，所述系统包括作业机器人、摄像装置、VR头显装置、机器人规划装置、遥控装置和后台服务器，所述方法包括以下步骤：S1、构建虚拟机器人和VR虚拟场景；S2、利用摄像装置实时获取作业环境与作业对象的视频影像；S3、将视频影像与VR虚拟场景同步叠加；S4、在虚拟场景中对虚拟机器人进行动作规划；S5、控制作业机器人执行动作；S6、根据传感器数据修正机器人动作；S7、存储步骤S4、S5、S6的日志数据并进行深度学习。本发明系统及方法具有更高的灵活性、安全性和精准度，能够代替人工进行带电作业，实现带电作业智能化，提升带电作业的效率，降低相关操作人员的人身风险。

摘要： 本发明实施例提供了一种机器人遥操作预测方法和遥操作预测平台，属于机器人领域。所述方法包括：接收机器人的反馈数据；利用所述反馈数据标定所述机器人的预测模型。所述遥操作预测平台包括：接收模块和标定模块。本发明实施例通过将机器人的关节角数据和位姿数据同时反馈给遥操作预测平台，并将多次实际测量得到的关节角数据分别取均值，位姿数据分别取均值，得到机器人的预测运动图像，全面反映了机器人的运行情况，完成遥操作预测。

摘要： 本发明涉及一种适用于机器人主从式遥操作的主端机器人系统，包括：基座组件，用于对主端机器人系统进行支撑和固定作用；平行机构组件，包括多个连杆机构，各连杆结构中的连杆通过旋转轴相连，且相互连接的连杆之间可绕着旋转轴做相对运动；手持组件，设有操作者手持把手，通过与平行机构组件的配合，用于实现对主端操作手的位置和姿态调整。与现有技术相比，本发明具有结构简单、控制方便、成本低、可以提高远程操作安全性等优点。

摘要： 本发明涉及属于机器人遥操作控制技术领域，特别涉及主机器人和从机器人遥操作系统位置控制方法。本发明公开了一种主机器人和从机器人遥操作系统位置控制方法，包括如下步骤：a、将遥操作分为自由运动阶段和交互运动阶段；b、自由运动阶段使用快速控制模式：将从机器人位置分量Xv设置为0，根据主机器人和从机器人的运动范围设置位置比例系数kx；c、交互运动阶段采取精细控制模式：位置比例系数kx≤1。本发明的有益效果是，在保证主机器人和从机器人工作空间高度覆盖的同时，提高遥操作运动位置控制精度；进一步的，反馈引导力的引入能够有效保证控制的安全性；控制系统成本低，控制流程简单、有效。