多移动机器人协同搬运技术综述
综述报告格式模板
浙江理工大学本科毕业设计（论文）文献综述报告随着机器人应用领域日益扩大,自动化水平不断提高,特别是在水下、高空及危险的作业环境中, 迫切希望能给机器人末端赋予一个类似人手的通用夹持器,以便在危险、复杂及非结构化的环境中,适应抓取任意形状的物体，完成各种复杂细微操作任务的要求,机器人多指灵巧手正是为了适应这一需要而提出的[1] 。
2 国外多指手发展历史及研究成果目前，国内和国外都有一些非常有代表性的多指灵巧手被制造出来。
国外多指手的研究始于20 世纪70 年代,其中具有代表性的早期灵巧手有: 日本“电子技术实验室”的okada灵巧手[2]。
如图1 所示，该手有3个手指, 一个手掌, 拇指有3个自由度, 另两个手指各有4个自由度。
各自由度都由电机驱动,并由钢丝和滑轮完成运动和动力的传递。
这种手的灵巧性比较好, 但由于拇指只有3个自由度, 还不是最灵巧的手。
另外, 在结构上, 各个手指细长而单薄, 难以实现较大的抓取力和操作力[3]。
图1 okada 灵巧手美国斯坦福大学研制的stanford/jpl手，也是一种非常具有代表性的多指灵巧手。
如图2 所示，这种手没有手掌，共有3个手指，每根手指有3个关节，拇指相对另两个手指而立。
手指内采用的也是腱、滑轮传动方法。
这种手的自由度较少，易于设计、制造和控制，所以，目前对这种手的研究比较多，也出现了许多与其相类似的手。
国内北航研制的多指灵巧手就是一种仿jpl手[5,6]，也有3个手指，每指3个关节，外表结构也极其相似。
国防科大研制的多[4] 指手的模型[7]，也是一种仿jpl的手。
这种手由于每个手指的自由度只有3个，在抓取物体时，抓取点（指尖位置）一旦确定后，其抓取姿态就唯一确定。
因此，实际上手指没有冗余关节，也就没有抓取的柔性，无法像人手一样进行灵巧的抓取和操作[5]。
图2 stanford/jpl 灵巧手图3 utah/mit 灵巧手1982年美国麻省理工学院和犹他大学联合研制了 utah/mit灵巧手[8,9] 。
自主移动服务机器人现状与关键技术研究综述
户 ，从 而对 机器人 的性价 比提 出了严 峻 的挑战 。
据 指 挥 员 的 口令 ， “ 女 机器 人 ”不仅 能 完成 简 单 的前 美
关 键 词 ：服 务 机 器人 ； 多传 感 器 信 息 融 合 ；路 径 规 划 与 导 航 ； 人 一 交 互 技 术 机
中图分类 号 ：Ｔ ２ 文献 标 识码 ：Ａ 文章 编 号 ：１０ — ６ ３ （ ０ ７ ６ ０ １ ０ Ｐ４ ０ ２ ６ ７ ２ ０ ）０ — ４ — ３
０ 引言
１ 国 内外 研 究 现 状
目前 ，国 内外 在移 动 服 务 机 器人 方 面 的研 究 很 多 ， 而 且 已经 开 发 出一 些 商 业 化 产 品 ，如 智 能 清洁 机 器 人 、
了 Ｈａ ｄ ｎ ｙ１康复机 器人 四样 机 ， 一个 患有脑 瘫 的１ 使 １岁男
孩 第 一次 能够 独 立就 餐 。德 国 的博 物馆 机 器人 Ｃ ｒ一 一 ａｅ ０ ｂ ｔＭ 能够 与参 观者 交 流 ， ｏ Ｔ 并具 有招 待 和导游 功 能 。瑞 典 伊 莱克 斯研 制 出 的“ 三叶 虫 Ｚ ” 用 吸尘器 ， 合 钻进 家 Ａ２ 家 适 具 底下 打 扫 ， 用类 似 蝙蝠 或 潜水 艇技 术 的超 声 波导 航 。 采 是 一款 智 能全 自动 吸尘 器 。美 国 的 Ｒ ｏ ｂ ｏ ｍ ａ吸尘 器 ， 运用
Ｖｏ１ ０． ６ ． Ｎｏ． ２ Ｎｏ ，００ ｖ． ２ ７
机器人控制系统设计(毕业设计)文献综述
(2)控制系统的硬件结构通过小组初步讨论决定控制计算机使用研华的主机，运动控制卡选用ADT（深圳众为兴），电机选用伺服电机。
(3)控制系统的软件部分主要采用VC进行编程，构建一个控制系统平台，在程序中给定坐标后，实现机械手从一点移动到另一点进行上下料的搬运工作。
之所以使用VC，一方面，ADT 的运动控制卡支持VC进行编程，另一方面，使用VC进行编程比较灵活，易于改进和变化。
(4)电路图部分根据所选的硬件设备，使用Protel进行绘制。
三、作者已进行的准备及资料收集情况在设计之前，翻阅了多篇关于机器人方面的书籍。
对于控制系统的发展及其在机器人上的应用都有了相关的了解，这为建立机器人控制系统的模型做了一些前期准备工作。
在此期间，还自学Protel和Solidworks等软件，为控制系统的电路设计和程序设计做好了准备。
还借了《单片机基础》、《48小时精通Solidworks2014》、《工业机器人》等书籍便于今后设计过程翻阅参考。
四、阶段性计划及预期研究成果1.阶段性计划第1周：阅读相关文献（中文≥10篇，英文≥1篇），提交文献目录及摘要。
第2周：翻译有关中英文文献，完成文献综述、外文翻译，提交外文翻译、文献综述。
第3~6周：控制系统总体设计，提交设计结果。
第7~11周：硬件元器件的选型、I/O口接线图，提交设计结果第,12~14周：软件编程，装配图。
第15周：工程图绘制，工程图。
第16周撰写毕业设计说明书，提交论文，准备答辩。
2.预期的研究成果(1)通过该课题的完成，能让自己对控制系统的开发设计及应用有全面的了解，增强对控制系统的设计能力。
(2)通过该课题的完成，综合考虑无负载条件和有负载条件下的工况要求，通过减少扰动误差来提高系统精度。
五、参考文献1．刘文波，陈白宁，段智敏编著,工业机器人. 东北大学出版社, 2007.12.2．王承义著, 机械手及其应用.机械工业出版社, 1981(TP241/2).3．(苏)尤列维奇著, 新时代出版社,机器人和机械手控制系统. 1985(TP24/1). 4．机械结构《工业机械手》编写组编,工业机械手.上册, 上海科学技术出版社, 1978( TP241/1:1)5．王淑英.电气控制与PLC的应用. 机械工业出版社，2007.6．张奇志,周亚丽编著. 机器人学简明教程. 西安电子科技大学出版社,2013.04(TP242/103)7. Saeed B. Niku著. 机器人学导论:分析、控制及应用:analysis, control, applications (美). 电子工业出版社, 2013(TP24/36).8. 布鲁诺·西西利亚诺, (美) 欧沙玛·哈提卜编辑. 机器人手册(意). 机械工业出版社,2013 (TP242-62/1)9.金广业编译.工业机器人与控制.东北大学出版社,1991.310.周伯英编著.工业机器人设计.机械工业出版社,199511.(俄)索罗门采夫主编.工业机器人图册.机械工业出版社,1993.512. A. Mohammadia, n, M. Tavakoli b, nn, H. J. Marquez b, F. Hashemzadehb.Nonlinear disturbance observer design for robotic manipulators. Control Engineering Practice 21 (2013) 253–267六、指导教师审阅意见签名年月日。
移动机器人——独轮机器人研究综述
下2个用铰链关节连接的部分。由于其轮子很宽大，因此基本不存在侧向平衡的问题。
• 2005年卡内基梅隆大学的研究者Lauwers 等研制与独轮机器人很类似的机器人称为独轮球机器人， 它将独轮机器人的轮子换成的一个可朝任意方向滚动的球 • 2007 年，美国加州大学圣地亚哥分校研制成功一款名为UniBot 的SWR，利用极点配置算法控制上端
2005年卡内基梅隆大学的研究者lauwers等研制与独轮机器人很类似的机器人称为独轮球机器人它将独轮机器人的轮子换成的一个可朝任意方向滚动的球2007年美国加州大学圣地亚哥分校研制成功一款名为unibot的swr利用极点配置算法控制上端的竖直飞轮和下端的一个行走轮成功地实现了自身的平衡2008年日本村田制作所推出了名为村田少女的独轮车机器人该机器人通过转动机器人体内配备的惯性轮保持侧向平衡而前向平衡则通过机器人的车轮来控制难题平衡目前干扰卡尔曼滤波非线性线性化微分几何滑膜控制俯仰横滚航向之间耦合解耦控制静态不稳定动平衡mimo系统角度角速度位置速度反馈动力学建模方法牛顿欧拉法受力分析拉格朗日方程劳斯方程基于能量计算量大凯恩法非完整性系统矢量运算计算量小有递推公式方便计算水平飞轮容易转向竖直飞轮容易平衡陀螺仪结构橄榄球形状球形结构控制策略神经网络反演迭代学习控制中国进展
的竖直飞轮和下端的一个行走轮，成功地实现了自身的平衡
• 2008 年，日本村田制作所推出了名为“村田少女”的独轮车机器人，该机器人通过转动机器人体内 配备的惯性轮保持侧向平衡, 而前向平衡则通过机器人的车轮来控制
难题 -> 平衡（目前）
• 建模复杂
拉格朗日法、凯恩法
• 干扰
卡尔曼滤波
• 欠驱动或不稳定 • 非线性
电气控制结构
参考文献
搬运机器人毕业论文-搬运机器人文献
搬运机器人毕业论文摘要在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。
工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。
目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作。
本课题主要对搬运机器人的总体结构展开讨论。
通过详细了解搬运机器人在工业上的应用现状，提出了具体的搬运机器人设计要求，并根据搬运机器人各部分的设计原则，进行了系统总体方案设计以及包括：机器人的手部、腕部、臂部、腰部在内的机械结构设计。
此搬运机器人驱动源来自液压系统、电机，执行元件包括：柱塞式液压缸、摆动液压缸、伸缩式液压缸等。
通过液压缸运动来实现搬运机器人的各关节运动，进而实现搬运机器人的实际作业。
关键词：搬运机器人；液压系统；机械结构设计；操作AbstractIn the modern large-scale manufacturing industry,enterprises to improve productivity, and,guarantee product quality, as an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. Industrial robot technology standards and application level, to a certain extent, reflect a level of national industrial automation. Currently, Industrial robot mainly tasked with welding, spraying, handling and stacking, repetitive and intensity of significant work.The subject of the main part of the handling of their machinery discussions, and on the original mechanical structure proposed for the new improved method, which makes the handling robot is more applicable to the present industrial working environment.Through a detailed understanding of the robot in the industrial application,to propose specific handling robot design requirements,and according to the robot design principles of various parts,for the system as well as including:the robot's hand, wrist, arm, waist, the design of mechanical structures.The transfer robot driven by the source from the hydraulic system、electrical machinery, and the implementation of components including:plunger hydraulic cylinders, hydraulic cylinders, swing, telescopic hydraulic cylinders, etc.Through the hydraulic cylinder movements to implement the joint transport robot motion,And realize the operational handling robot.Keywords：Transfer robot；Hydraulic System；Mechanical Design；Operating目录摘要 (I)Abstract (II)第1章总论................................... - 45 -1.1 概述 ..................................................................................................................................... - 45 -1.2 工业机器人的历史、现状及应用 ..................................................................................... - 46 -1.3 机器人发展趋势 ................................................................................................................. - 48 -1.4 本文主要研究内容 ............................................................................................................. - 48 -1.5 本章小结 ............................................................................................................................. - 48 -第2章搬运机器人的总体方案..................... - 49 -2.1 总体设计的思路 ................................................................................................................. - 49 -2.2 自由度和坐标系的选择 ..................................................................................................... - 50 -2.3 搬运机器人的组成 ............................................................................................................. - 51 -2.3.1 执行机构 ................................................................................................................. - 51 -2.3.2 驱动机构 ................................................................................................................. - 53 -2.3.3 控制系统分类 ......................................................................................................... - 54 -2.4 搬运机器人的技术参数 ..................................................................................................... - 54 -2.5 本章小结 ............................................................................................................................. - 54 -第3章手部夹持器的结构设计及计算............... - 55 -3.1 手部夹持器 ......................................................................................................................... - 55 -3.2 手部设计基本要求 ............................................................................................................. - 56 -3.3 选择手抓的类型及夹紧装置 ............................................................................................. - 57 -3.4 手爪的结构设计 ................................................................................................................. - 57 -3.4.1 手爪的力学分析 ..................................................................................................... - 57 -3.4.2 夹紧力和驱动力的计算 ......................................................................................... - 59 -3.5 本章小结 ............................................................................................................................. - 60 -第4章腕部结构设计及计算....................... - 62 -4.1 腕部设计的基本要求 ......................................................................................................... - 62 -4.2 腕部结构及选择 ................................................................................................................. - 62 -4.2.1 典型的腕部结构 ..................................................................................................... - 62 -4.2.2 腕部结构和驱动结构的选择 ................................................................................. - 62 -4.3 腕部结构设计计算 ............................................................................................................. - 63 -4.3.1 腕部驱动力计算 ..................................................................................................... - 63 -4.3.2 腕部驱动液压缸的计算 ......................................................................................... - 64 -4.4 液压缸盖螺钉的计算 ......................................................................................................... - 65 -4.5 动片和输出轴间的连接螺钉 ............................................................................................. - 66 -4.6 本章小结 ............................................................................................................................. - 67 -第5章臂部结构的设计及有关计算................. - 67 -5.1 臂部设计的基本要求 ......................................................................................................... - 68 -5.2 手臂的典型机构以及结构的选择 ..................................................................................... - 69 -5.2.1 手臂的典型运动机构 ............................................................................................. - 69 -5.2.2 手臂运动机构的选择 ............................................................................................. - 69 -5.3 手臂直线运动的驱动力计算 ............................................................................................. - 69 -5.3.1 手臂摩擦力的分析与计算 ..................................................................................... - 70 -5.3.2 手臂惯性力的计算 ................................................................................................. - 71 -5.3.3 密封装置的摩擦阻力 ............................................................................................. - 71 -5.4 液压缸工作压力和结构的确定 ......................................................................................... - 71 -5.5活塞杆的计算校核 .............................................................................................................. - 73 -5.6 本章小结 ............................................................................................................................. - 74 -第6章机身结构设计及计算....................... - 75 -6.1机身的整体设计 .................................................................................................................. - 75 -6.2机身回转机构的设计计算 .................................................................................................. - 76 -6.2.1蜗杆传动驱动力矩的计算 ...................................................................................... - 76 -6.2.2 电机和减速器的选择 ............................................................................................. - 77 -6.2.3 蜗轮蜗杆的校核 ..................................................................................................... - 78 -6.3.1 手臂偏重力矩的计算 ............................................................................................. - 79 -6.3.2 升降不自锁条件分析计算 ..................................................................................... - 80 -6.3.3 手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算 ............................................................. - 80 -6.4 轴承的选择分析 ................................................................................................................. - 81 -6.5 本章小结 ............................................................................................................................. - 81 -第7章搬运机器人自行走设计........................ - 81 -7.1 机器人自行走分析 ............................................................................................................. - 81 -7.2 机器人自行走数据计算 ..................................................................................................... - 82 -7.2.1 数据计算过程 ....................................................................................................... - 82 -7.2.2 蜗轮蜗杆的校核 ..................................................................................................... - 83 -7.2.3 对搬运机器人自行走支承轴的强度校核 ............................................................. - 84 -7.3 本章小结 ............................................................................................................................. - 86 -第8章搬运机器人液压回路及控制电路分析......... - 86 -8.1 搬运机器人液压回路元件的选择 ..................................................................................... - 86 -8.2 搬运机器人液压回路分析 ................................................................................................. - 88 -8.3 搬运机器人控制电路分析 ................................................................................................. - 89 -8.4 本章小结 ............................................................................................................................. - 90 -第9章总结.................................... - 90 -9.1 主要任务 ............................................................................................................................. - 91 -9.2 技术要求 ............................................................................................................................. - 91 -9.3 设计步骤 ............................................................................................................................. - 91 -9.3.1 搜集资料 ................................................................................................................. - 91 -9.3.2 计算 ......................................................................................................................... - 92 -9.3.3装配图及零件图的绘制 .......................................................................................... - 92 -9.4 设计感想 ............................................................................................................................. - 92 -参考文献..................................... - 93 -致谢 .......................................... - 94 -第1章总论1.1 概述搬运机器人在实际的工作中就是一个机械手，机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
四足机器人运动及稳定控制关键技术综述
四足机器人运动及稳定控制关键技术综述目录一、内容概览 (2)1. 四足机器人概述 (3)2. 研究背景与意义 (4)3. 研究现状和发展趋势 (5)二、四足机器人运动原理及结构 (7)1. 四足机器人运动原理 (8)1.1 动力学模型建立 (9)1.2 运动规划与控制策略 (10)2. 四足机器人结构组成 (11)2.1 主体结构 (13)2.2 关节与驱动系统 (14)2.3 感知与控制系统 (17)三、四足机器人运动控制关键技术 (19)1. 运动规划算法研究 (20)1.1 基于模型预测控制的运动规划算法 (21)1.2 基于优化算法的运动规划策略 (22)2. 稳定性控制策略研究 (23)2.1 静态稳定性控制策略 (25)2.2 动态稳定性控制策略 (26)3. 路径规划与轨迹跟踪控制技术研究 (27)3.1 路径规划算法研究 (28)3.2 轨迹跟踪控制策略设计 (29)四、四足机器人稳定控制实现方法 (31)1. 基于传感器反馈的稳定控制方法 (32)1.1 传感器类型与布局设计 (34)1.2 传感器数据采集与处理技术研究 (35)2. 基于优化算法的稳定控制方法应用探讨 (37)一、内容概览四足机器人运动机制：阐述四足机器人的基本运动模式，包括行走、奔跑、跳跃等，以及不同运动模式之间的转换机制。
稳定性分析：探讨四足机器人在运动过程中的稳定性问题，包括静态稳定性和动态稳定性，以及影响稳定性的因素。
运动控制关键技术：详细介绍四足机器人运动控制的关键技术，包括运动规划、轨迹跟踪、力控制等，以及这些技术在实现机器人稳定运动中的应用。
传感器与感知技术：介绍四足机器人运动及稳定控制中涉及的传感器与感知技术，包括惯性测量单元（IMU）、激光雷达、视觉传感器等，以及这些技术在机器人运动控制中的作用。
控制算法与策略：探讨四足机器人运动及稳定控制中常用的控制算法与策略，包括基于模型的控制、智能控制方法等，以及这些算法在实际应用中的效果。
移动机器人结构设计
移动机器人结构设计一、引言随着科技的快速发展，机器人技术不断取得新突破，其中，移动机器人的发展尤为引人注目。
移动机器人的应用场景广泛，包括但不限于服务型机器人、工业自动化、无人驾驶、智慧城市等领域。
结构设计是移动机器人设计的重要组成部分，其决定了机器人的运动性能、稳定性和耐用性。
本文将对移动机器人的结构设计进行深入探讨。
二、移动机器人的基本结构移动机器人通常由以下几部分组成：1、运动系统：包括轮子、履带、足等运动部件，用于实现机器人的移动。
2、控制系统：包括电机、驱动器、控制器等，用于驱动运动部件，控制机器人的运动轨迹和速度。
3、感知系统：包括摄像头、激光雷达、GPS等感知设备，用于获取周围环境信息，为机器人提供导航和定位数据。
4、计算系统：包括计算机主板、处理器、内存等，用于处理感知数据，做出决策，控制机器人的运动。
5、电源系统：包括电池、充电器等，为机器人的运行提供电力。
三、移动机器人的结构设计要点1、轻量化设计：为了提高机器人的移动性能和续航能力，需要尽量减轻机器人的重量。
因此，应选择轻质材料，优化结构设计，减少不必要的重量。
2、稳定性设计：机器人在移动过程中需要保持稳定，避免因摇晃或震动导致结构损坏或数据丢失。
因此，需要设计合适的支撑结构和防震措施。
3、耐用性设计：考虑到机器人的使用寿命和维修需求，结构设计应便于维护和更换部件。
同时，应考虑材料和部件的耐久性，确保机器人在恶劣环境下的正常运行。
4、适应性设计：由于应用场景的多样性，机器人的结构应具有较强的适应性。
例如，在复杂地形或狭小空间中，机器人需要具备爬坡、过坎、越障等能力；在无人驾驶领域，机器人需要具备快速反应和灵活避障的能力。
因此，结构设计应具有足够的灵活性和可扩展性，以满足不同场景的需求。
5、安全性设计：考虑到机器人与人或其他物体的交互，结构设计应确保安全性。
例如，应避免尖锐的边缘和突出的部件，以减少碰撞风险；在感知系统中加入安全预警机制，避免潜在的危险情况。
移动机器人路径规划技术的现状与展望
移动机器人路径规划技术的现状与展望一、本文概述随着科技的快速发展，移动机器人已经在多个领域，如工业自动化、物流配送、医疗救援、军事侦查等，展现出了巨大的应用潜力。
作为移动机器人核心技术之一的路径规划技术，对机器人的运动效率、安全性和智能性起着决定性的作用。
本文旨在深入探讨移动机器人路径规划技术的现状，包括经典算法、新兴技术及其在实际应用中的表现，并展望其未来发展趋势。
我们将分析当前路径规划技术面临的挑战，预测未来的技术革新，以期为未来移动机器人的研究和应用提供参考和启示。
二、移动机器人路径规划技术的现状随着和机器人技术的飞速发展，移动机器人路径规划技术已经成为当前研究的热点。
移动机器人路径规划是指机器人在具有障碍物的环境中，寻找一条从起始点到目标点的最优或可行路径。
当前，移动机器人路径规划技术已取得了显著的进展，并广泛应用于工业、农业、医疗、军事等多个领域。
传统算法：如Dijkstra算法、A算法、D算法等，这些算法在已知环境地图中表现出良好的性能，但面对动态未知环境时，其适应性和实时性受到限制。
智能算法：如遗传算法、蚁群算法、神经网络等，这些算法具有较强的全局搜索能力和自适应性，适用于处理复杂和动态的环境。
学习算法：随着深度学习和强化学习技术的发展，基于学习的路径规划方法逐渐兴起。
这些方法通过训练使机器人能够在未知环境中自主学习和决策，但通常需要大量的数据和计算资源。
移动机器人越来越多地依赖于各种传感器，如激光雷达（LiDAR）、深度相机、RGB-D相机等，以获取环境信息。
高级感知技术，如语义地图、物体识别和跟踪等，使得机器人能够更准确地理解环境，从而提高路径规划的准确性和效率。
随着高性能计算硬件、低功耗传感器和紧凑型机器人平台的发展，移动机器人的路径规划能力得到了显著提升。
实时操作系统和高效的路径规划软件库为机器人的路径规划提供了强大的支持。
移动机器人路径规划技术已经广泛应用于仓库物流、家庭服务、农业自动化、自动驾驶等领域。