机器人技术综论.pdf

1 一 机器人技术综论 机器人技术历史 、 现状及发展趋势 0404001 自主吸尘机器人的研究现状 [ 刊 ， 中 ]/ 朱世强 ， 刘瑜 ， 庞作伟 ∥ 机器人 .— 2004， 26( 6) .— 569~574 详细评述了自主吸尘机器人的研究特点和国内外的研究现状 ， 分析了多传感器融合 、 环境建模 、 定位和路径规划等关键技术 ， 指出了其中的难点和面临的问题 同时 ， 探讨了自主吸尘机器人的发展趋势和未来的研究重点 0404002 并联机器人技术分析及展望 [ 刊 ， 中 ]/ 张秀峰 ， 孙立宁 ∥ 高技术通讯 .— 2004， 14( 6) .— 107~110 对并联机器人 机构学 、 运动学 、 系统控制策略等关键技术做了概括性分析 ， 同时还介绍了两种新型虎克铰链模型 ， 为高精度并联机构的设计提供了有利条件 另外文中对并联机构研究的热点问题做了详细分析并提供了新的解决方向 ， 如高精度点位控制策略 、误差分析与补偿等 最后对目前并联机构的应用及发展趋势进行了阐述 ， 并指出了我国现阶段并联机构产业化中存在的一些问题与挑战 0404003 关于下一代机器人系统实用化的技术课题和社会环境配备的调查研究报告书 [ 告 ， 日 ]/ 日本机器人工业会 ∥ 次世代 ロボ ッ トシステム 实用化 のための技术课题及 び 社会环境整备等 に 关 する 调查研究报告书 平成 15 年 .— 2003.— 131P 下一代机器人不仅在产业而且在家庭 、 社会和各种岗位上与人共同进行作业 ， 丰富了人类的生活 ， 支持人类的生活 ， 人们对此寄予很大的希望 。

本文对于下一代机器人的研究开发和普及 ， 以开发高级机器人系统为目的 ， 进行了系统调查 生活支持机器人系统对下一代机器人系统的要素技术课题 、 研究开发内容 、将来展望 、 以及引入时法制等课题进行研究 ； 关于应用下一代机器人的新型生产系统 ， 就机器化的现状分析下一代机器人系统的要素技术课题及研究内容 ， 对今后的发展动向进行展望 图 32 表 22[ M03181190] 0404004 关于开拓机器人新领域的开放式系统的调查研究报告书 2002 年度 [ 告 ， 日 ]/ 日本 ロボット 工业会 ∥ ロボット の 新规分野开拓 のための オープン 化システム に 关 する 调查研究报告书 平成 14 年度 .—2003.— 207P 在日本机器人产业中 ， 今后将在公共领域 、 生活领域中取得很大的发展 ， 需要适应用户要求构筑系统 系统部件开发和基础装备不能适应实现此种目的的需要 本文明确了与创立上述领域的新市场相关的机器技术研发课题 为构筑适合用户需求的系统 ， 调查了开放机器人技术 ( RT) 具体评价和探 讨了生活支持RT 系统的可实现性 指出下一代开放机器人的必要性和可能性 。

说明了 RT 开放系统结构 ( OARS) 的概念和课题及普及措施 图 76 表 52[ M03181189] 劳动保护与安全技术 0404005 工业机器人安全对策调查报告书 2002 年度[ 告 ， 日 ]/ 日本 ロボット 工业会 ∥ 产业用 ロボット の 安全化对策 に 关 する 调查研究报告书 平成 14 年度 .—2003.— 146P 调查了工业机器人安全性国内外规格化标准化的动向 ， 同时对 ISO/TC184/SC2 正在进行的国际标准化提出方案 首先叙述了 ISO/TC184/SC2 的 标准化动向 然后报告了 ISO 10218( 机器人安全性 ) 的课题组中 Committee Draft 编委会议的内容 提出关于改进ISO 10218 的日本方案 ， 以及对 ISO 投票的日本回应情况 最后 ， 对今后老龄化社会中采用的移动机器人提出了未来的国际标准方案 给移动机器人的安全性提出指导性意见 图 6 表 3[ M03181188] 二 机器人与操作器的一般概念 遥控机器人 0404006 六独立轮驱动式管内机器人的研制 [ 刊 ，中 ]/ 邓宗全 ， 陈军 ， 姜生元 ∥ 高技术通讯 .— 2004，14( 9) .— 54~58 介绍了一种用于海 底管道内检测系统的机器人机构设计及工作原理 。

该机器人采用周向 60°等间距布置的六只驱动臂结构 ， 主动轮直接安装于驱动臂的端部 ， 分别由一台电机控制 ， 形成六独立轮驱动方式 其具有结构紧凑 、 传动效率高 、 牵引力大的特点 实验证明这种机器人适合作小直径管道检测系统的理想牵引装置 为解决检测系统因发生故障滞留在管道内 ，还提出了可行的救援方案 ， 并设计了对接机构 0404007 基于 GPS 的蛇形机器人导航方法 [ 刊 ， 中 ]/贺鑫元 ， 马书根 ， 李斌 ∥ 高技术通讯 .— 2004， 14( 9) .— 67~70 将 GPS 技术应用于蛇形机器人自 主运动控制 根据蛇形机器人的基本运动方式 ， 针对其现有的前进 、后退 、 近似角度转弯等运动特点 ， 提出了一种适用于该种蛇形机器人的自主移动算法 ， 即用蛇头运动的方向近似看作蛇体运动方向 通过仿真验证了该算法的有效性 ， 能够使蛇形机器人自主地到达目标点 0404008 轮式移动宜人机器人可变刚度腰部机构设计 [ 刊 ， 中 ]/ 赵铁军 ， 谈大龙 ， 赵明扬 ∥ 机械工程学报 .— 2004， 40( 7) .— 132~135 轮式移动宜人机器人是一个仿人机器人技术研究平台 ， 它由正交轮式移动平台 、 腰部 、 双臂 、 躯干及 2 头部组成 。

仿人机器人腰部的构成对其 运动学 、 动力学性能起着重要的作用 分析了目前仿人机器人腰部机构存在的问题 ， 提出了一种具有可变刚度特征的仿人机器人腰部设计方案 设计方案使仿人机器人具有良好的柔顺性 ， 提高了机器人与人协作时的安全性 、稳定性和抗干扰能力 着重分析了腰部机构的运动学 、动力学以及可变刚度特性 0404009 基于多通道增强现实的机器人遥操作技术研究 [ 刊 ， 中 ]/ 丑武胜 ， 孟偲 ， 王田苗 ∥ 高技术通讯 .— 2004， 14( 10) .— 49~52 在传统的预测仿真控制方法的基础上 ， 提出了多通道增强现实遥操作控制策略 ， 以克服通讯时延的影响 通过实 际视频图像和预测仿真图形的叠加来消除模型的误差 ， 同时基于 TIN( Triangulated Irregular Net- work) 表达的虚拟环境中物体模型 ， 对虚拟环境中的虚拟接触力进行实时再现 ， 提高操作者的临场感 ， 辅助操作者完成精细的远程操作 实验结果验证了本文所提方法有效性和实用性 0404010 一种具有三维运动能力的蛇形机器人的研究 [ 刊 ， 中 ]/ 李斌 ， 马书根 ， 王越超 ∥ 机器人 .— 2004，26( 6) .— 506~509 分析了生物蛇的 3种典型运动模式 ， 介绍了研制出的具有三维运动能力的蛇形机器人 ， 实现了生 物蛇的 3种典型运动模式 。

0404011 基于行为移动机器人控制与学习体系结构的设计与实现 [ 会 ， 英 ]/ Suh， I.H.， Lee， S.， Kim，B.O. Proceedings of the 200∥ 3 IEEE International Con- ference on Robotics and Automation( vol.3) .— 4142~ 4147 提出了一个基于行为的控制与学习体系结构 ， 采用强 化学习利用两种存储器 ( 短期存储器与长期存储器 ) 来学习刺激与反应之间的正确关联 特别是 ， 为了解决延迟回报问题 ， 提出了一个知识传播 ( KP) 方法 ，当高级 、 低级传感器的 S-R 关联的目标相同时 ， 例如避障 ， 它利用设计与训练好的低层传感器 S-R( 刺激 －反应 ) 关联来学习新的高级传感器 S-R 关联 为了证明这个 KP 方法的有效性 ， 在 ( i) 只使用延迟回报 ； ( ii)对一些 S-R 对进行预编程 ； ( iii) 可以实现中间回报 ；( iv) 使用我们的 KP 方法等情况下 ， 做了比较实验 参 27 0404012 安全 、 鲁棒的移动式长期交互机器人的设计[ 会 ， 英 ]/ Arras， K.O.， Tomatis， N.， Terrien， G. Pro∥ - ceedings of the 2003 IEEE International Conference on Robotics and Automation( vol.3) .— 4246~4251 介绍了 RoboX 的起源 。

这种导游机器人是根据自主系统实验室的经验完全独立开发的 该实验室制作了 11 台此类机器 ： BlueBotics SA 目标是使移动平台的自主性与交互性最大化 ， 并确保较高的鲁棒性 、 安全性与性能 结果得到了一个交互式运动机器 ， 能够在人类环境工作 ， 通过观察人 、 与人交谈 、 指示标识及询问答案与人进行交互 第一部分完整介绍了力学 、电 学与软件的设计 然后以 Expo.02 机器人展览会作为测试场所 ， 同时令 11 台机器人操作 ， 运行 5 个多月 ，得到了有意义的统计数据 参 15 0404013 地形图在反应式导航策略中的集成 [ 会 ， 英 ] / Howard， A.， Werger， B.， Seraji， H. Proceedings of ∥the 2003 IEEE International Conference on Robotics and Automation( vol.2) .— 2012~2017 介绍了一个将地形图集成在现场移动机器人的反应式导航策略中的新 方法 ， 其中机器人在不平整地面工作 该方法将区域穿越性地图引入到导航逻辑中 ，它是区域地形可穿越难度的一个模糊地图表示 。

基于地图的区域导航行为基于机器人的当前状况提供速度与方向推荐值 此外 ， 将基于传感器的两种反应式行为 ( 局部避障与区域穿越地形 ) 的推荐值与基于地图的区域行为结合起来 ， 建立了一个全面的导航系统 利用图形仿真以及 Pioneer 2AT 商用机器人测试了该算法 ， 表明它可以穿越不平整的自然地域 参 11 0404014 基于图标存储的全方位路线全景导航 [ 会 ，英 ]/ Yagi， Y.， Imai， K.， Yachida， M. Proceedings of ∥the 2003 IEEE International Conference on Robotics and Automation( vol.1) .— 564~570 介绍了一个采用全方位图像传感器的移动机器人的路线导航法 当机器人向目标运动时 ， 它利用水平处的一系列连续的全方位图像存储路线 机器人在向目标点导航的过程中 ， 利用双重主动轮廓模型对输入数据与存储的时空路线模式进行匹配 ， 利用主动轮廓模型的收敛形状估算机器人的精确位置与方向 参 14 0404015 利用学习得到的 视觉路标实现移动机器人的智能拓扑导航 [ 会 ， 英 ]/ Mata， M.， Armingol， J.M.，De la Escalera， A. Proceedings of the 200∥ 3 IEEE International Conference on Robotics and Automation ( vol.1) .— 1324~1329 提出了一些实际的高级拓扑导航任务 ， 其中利用了我们的通用路际学习与检测系统 ， 包括读取所探测路标内的文本或标识 。