外肢体机器人由于其独特的穿戴舒适性、运动灵活性和人机协作性,在医疗康复、航空航天、工业生产及建筑装修等领域具有广阔的应用前景。阐述了外肢体机器人的国内外研究现状和发展动态,分别从外肢体系统结构、运动建模、人机信息交互与协调控制三个方面进行综述。分析了刚性外肢体与柔性外肢体结构的优势与不足,阐明了外肢体运动建模过程中的核心和关键,揭示了人机交互与最优协作控制的技术挑战。最后总结了外肢体机器人的研究要点,并对其未来发展方向和趋势进行了展望。

随着机器人在机械加工、搬运码垛、焊接喷漆和医疗卫生等领域的广泛应用,作为决定人-机、机-机交互安全性的碰撞检测成为研究热点。把碰撞检测算法按照不同角度进行划分,论述了不同算法所具有的特点及其常见的应用领域。分别阐述了特种机器人、多足式机器人、工业机器人和服务机器人等领域碰撞检测研究现状。通过对被检测对象及工作环境进行分析,结合不同碰撞检测算法的特点,给出了针对不同环境和领域机器人作业过程中的最佳碰撞检测算法。最后,总结了目前碰撞检测算法在机器人领域中存在的不足和对未来发展的思考和建议。

基于自主搭建的Delta并联机器人,深入研究其拖动示教以及示教再现过程,以降低其控制难度,提高并联机器人实用性和协作性。对Delta机器人进行运动学建模和动力学建模,然后进行无外部传感器机器人的拖动示教实验,并在对各关节轨迹优化后进行运动再现。结果表明:通过该方法,操作人员能够便捷地对并联机器人进行拖动示教,实现机器人的快速部署。

当今世界制造业智能化发展趋势下,产品制造过程愈加重视机器人的使用和柔性化生产,轻量灵活的协作机器人与人进行协同作业能有效提高工作效率,实现人与机器的优势互补。但人机协作的开放环境中,动态障碍物如人的运动轨迹具有时变性和不确定性,为了使人与机器人的协作过程更安全、流畅,机器人需要感知人类同伴正在进行的动作,预测人体下一步的运动轨迹,并相应地进行自己的运动规划。具体来说,机器人具备早期预测的能力很重要。为了保证人机共享时空下操作人员的安全,使人与机器更高效地协作,介绍了近年来国内外学者针对人机协作安全策略中人体运动预测方法的研究状况,并对其发展趋势和下一步的研究方向进行探讨。