基于MATLAB六自由度串联机器人运动学分析CSCD

以某工业串联机器人为研究对象,利用D-H方法创建机器人各个连杆坐标系并确定D-H(结构)参数,用正交变换矩阵顺次相乘完成运动学正解的推导,通过矩阵左乘使对应元素相等求解运动学逆解方程。利用Matla b软件Robotics Toolbox工具箱建立运动学模型,并进行运动学分析,分析得出有关机器人位姿、关节角加速度、角速度、位移的运动曲线,分析验证其运动学正逆解,仿真结果到达预定位置目标,证明建立的运动学正、逆解模型正确性。通过分析关节空间下的运动轨迹,证明机器人路径规划的合理性。     

基于MATLAB的PUMA560机器人正逆解研究

通过对满足pieper准则的PUMA560机器人分析,建立其D-H参数正向运动数学模型,并求出机器人正向运动学解。在正向运动学的基础上,利用矩阵求逆的方法生成12组非线性方程,并利用代数法求解该方程,获得机器人各关节角度变量的8组解。基于实际工况对逆解进行选取使机器人的运转性能达到最优。机器人的正逆解为轨迹规划研究奠定了基础,对于提高机器人的使用寿命、避障能力和工作稳定性有着重要的意义。     

基于旋量理论和Paden-Kahan子问题的6自由度机器人逆解算法

机器人逆解中运动学模型的建立主要采用Denavit-Hartenberg(D-H)参数法和旋量法。D-H参数法相对成熟,在机器人运动学分析中得到广泛应用。旋量法实际应用相对较少,但旋量法中机器人各连杆坐标系相对于底座建立,具有明确的几何意义。基于旋量法建立起的机器人运动学模型,其逆解常采用Paden-Kahan子问题方法加以求解,单纯的Paden-Kahan子问题法只能解决低自由度机器人的逆解。针对后三个关节相交于一点的6自由度关节机器人,基于旋量理论建立起机器人运动学模型,利用经典消元理论和Paden-Kahan子问题相结合的方法,提出一种机器人运动学逆解算法,并给出此类机器人运动学逆解的显式求解结果。以库卡KR-150机器人为例,利用该算法进行运动学逆解,验证了算法的正确性。     

含平行四边形结构的6R工业机器人运动学计算与验证

针对应用于磨抛领域、含平行四边形结构的6R工业机器人进行结构分析,阐述了结构优越性和机构运动规律,在保持传统D-H模型不变、不增加齐次转换矩阵数量的情况下,建立其D-H模型,确定了修正后的第二关节角与第三关节角参数,计算得到含参正运动学解析解,对正运动学空间位姿闭环方程进行矩阵拆分、对含关节角的旋转矩阵对角化,构造关于逆运动学的六元非线性方程组。在此基础上,使用MATLAB软件建立运动学模型,计算正逆运动学数值解,将正、逆运动学解与Robot Studio结果进行对比分析,正运动解与Robot Studio结果相对误差总体保持≤±5ppm,绝对误差总体保持≤±3μm,逆运动学结果与Robot Studio同时保留小数点后两位的数值完全一致,验证了运动学分析计算的正确性和有效性。     

基于旋量理论的六自由度机械臂逆解算法

机器人求逆解过程中主要采用D-H参数法和旋量法来建立机器人运动学模型。D-H参数法机器人运动学分析中应用较多,但由于D-H参数法需要在每个关节处建立坐标系,因此建模过程较为繁琐。旋量法中机器人各连杆坐标系相对于底座建立,建模较为方便并且几何意义更明确。基于旋量理论建立的机器人运动学模型,其逆解一般采用Paden-Kahan子问题方法进行求解。针对6R模块化机械臂,该机械臂后3个关节轴线相交于一点,基于旋量理论建立机械臂的运动学模型,利用几何关系与Paden-Kahan子问题,对该机械臂进行了逆运动学求解,得到了该机械臂的解析解。利用Matlab编制运动学算法程序,验证了逆解算法的正确性。     

神光-Ⅲ精密光学模块侧装机械手运动学分析

为顺利将激光聚变试验所需的光学模块安装至主机试验装置中,设计了一种八自由度侧装机器人。通过D-H法建立机器人各杆件的参考坐标系并获得D-H参数,推导出该侧装机器人运动学正解。提出采用关节变量虚化法构建出一个虚拟六自由度机器人,并利用解析法求解虚拟六自由度机器人运动学逆解。基于关节占用空间最小的原则,结合麦夸特算法利用1stOpt软件对关节3和关节4的位置进行求解,进而求解八自由度侧装机器人运动学逆解,并通过实例验证逆解算法的正确性。对运动学分析求解可以用于机械臂末端执行器的精确定位和运动规划,为实现八自由度侧装机器人的轨迹规划及实时控制等提供理论参考。     

MOTOMANGP180型工业机器人的建模与仿真研究

基于运动学理论基础,利用标准D-H参数法对MOTOMAN-GP180型工业机器进行建模,得到机器人连杆坐标系模型,根据变换矩阵通式求解出机器人正运动学方程,并对机器人逆运动进行分析,再将D-H参数代入Matlab中的机器人工具箱进行三维模型的建立,正运动学求解函数Fkine仿真得到的数据与公式计算数据一致,证明模型建立正确.利用蒙特卡洛法对机器人工作空间进行求解,得到的空间图显示满足大多数场景工作要求.针对机器人搬运过程中的点到点的轨迹规划,采用五次多项式插值的方式轨迹进行优化,最终得到6个关节的位置、速度、加速度曲线平滑且连续,为该型号机器人的运动学研究提供了新思路.     

基于动力学的搬运机器人运动规划控制算法与仿真

针对移动操作自由度冗余搬运机器人伤员搬运运动的安全性、稳定性要求,提出基于动力学的运动规划与控制方法。采用改进D-H方法建立搬运机器人正逆运动学模型;采用拉格朗日法建立机器人动力学模型;基于零力矩点（ZMP—the Zero-Moment Point）方法建立机器人稳定性评估模型;采用S形曲线方法规划机器人末端运动;通过优化稳定性求解机器人运动学逆解;采用滤波方法拟合关节运动曲线实现关节平稳运动;仿真验证了基于动力学的搬运机器人运动规划控制算法的有效性。     

DELTA机器人逆运动学的分析与控制

为实现DELTA机器人高效离线编程,根据机械结构,对传动杆件简化并分析运动学逆解,建立了运动学逆解方程和伺服电机与移动平台之间运动关系;根据机器人D-H坐标系参数,采用MATLAB建立三维模型;通过界面控制移动平台末端运动,求解出各运动杆件的运动参数。仿真分析表明:所述方法能够正确建立DELTA机器人模型,并可实现逆运动学求解。     

六自由度机器人运动学分析

针对机器人不同运动学的建模方法,以KUKA机器人KR16-2为模型,分别采用Craig和Spong的D-H方法(全称Denavit-Hartenberg方法),建立D-H坐标系,建立机器人运动学模型,求解正逆运动学方程,并利用MATLAB中的Robotics Toolbox工具箱对机器人正逆运动学进行示教验证。通过两种D-H方法比较验证了机器人运动学模型的正确性与合理性,同时,在末端三关节轴线相交于一点的六自由度工业机器人中,两种不同D-H方法除了在模型建立上不同外,其最终正逆运动学求解一致。     

六自由度十字关节蛇形机器人运动学分析

基于一种具有十字关节的蛇形机器人,建立了机器人的连杆坐标系,采用D-H法建立了机器人的正向运动学方程,给出了机器人的运动学正解表达式。在此基础上,通过解析法求解了机器人运动学逆解。通过对机器人运动模型进行Simulink仿真,给出了机器人末端的运动空间,对所求解的正确性进行了验证。     

乳腺癌伽玛刀换源机器人运动学仿真研究

乳腺癌伽玛刀是一种新研制的治疗乳腺癌的放射性治疗设备,针对利用工业机器人更换乳腺癌伽玛刀放射源的实际要求,根据机器人的结构特点,建立机器人D-H连杆坐标系和机器人运动学方程,并对机器人运动学正问题和逆问题进行分析,利用MATLAB编程求解机器人运动学逆解,分析了机器人更换乳腺癌伽玛刀放射源的工作过程,规划了机器人换源运动轨迹,在COSMOSMotion中仿真机器人换源的运动过程,分析了机器人关节的运动曲线,为研究真实的换源情况提供技术支持。     

仿跳甲机器人跳跃过程的运动分析及仿真

通过观察和分析老鹳草的生物模型和运动机理,设计了仿跳甲机器人的跳跃结构模型.借助D-H法建立跳甲的运动学方程进行分析,得到了跳甲跳跃过程的运动轨迹.建立质心的运动方程分析其质心运动情况,根据运动轨迹进行了跳甲的逆运动学分析,得到了每个关节角度的关系.最后利用ADAMS虚拟样机对机器人模型进行仿真,结果与生物学模型相似,因此可以证明,基于老鹳草跳甲的仿生跳跃机器人具有一定的可行性,并证明该分析方法是合理的.     

SCARA机器人结构改进与仿真分析

设计一种新型SCARA机器人腕部结构,实现了运动的解耦,降低了硬件开发成本且利于运动控制。基于机器人工具箱及运动分析软件,进行仿真分析与验证。首先推导出运动学逆解,在D-H参数的基础上,通过MATLAB Robotics Toolbox工具建立机器人运动学模型,并验证逆解的正确性。进而在SolidWorks Motion环境下,对点到点运动(PTP)及连续运动(CP)路径进行轨迹规划并仿真。仿真结果较好地实现了预定的关节轨迹和路径跟踪,为实际运动控制系统软件开发提供了重要参考。     

六自由度点焊机器人运动学仿真

针对ABB的IRB-1400型六自由度点焊机器人,基于D-H方法建立其运动学方程,分析正问题,并通过拟定机器人点焊过程中的两个点推算运动学逆解.利用CATIA软件建立机器人几何模型,采用ADAMS仿真软件,对其运动学进行仿真分析.验证了几何模型,数学模型以及逆解的正确性,并得到机器人点焊过程中的空间轨迹.为对机器人进一步的动力学分析以及PTP轨迹控制奠定了基础.     

弧焊机器人的运动学分析

首先建立弧焊机器人的连杆坐标系,导出了基于D-H参数的机器人运动学方程,采用MATLAB机器人工具箱建立机器人模型,验证运动学方程的正确性;其次通过径向基神经网络映射来求取机器人逆运动学解,获得机器人各关节的空间位置,为机器人控制提供理论基础.     

基于MATLAB的UR10机器人运动学分析与仿真

对UR10智能协作机器人进行建模,求解出机器人D-H模型参数,并对机器人的正逆运动学进行分析,求解出正运动学中各连杆坐标系的转换关系以及逆运动学中各关节转角。并用MATLAB进行了运动学的仿真与方程计算,通过数据对比分析验证了其运动学模型与运动学正逆运算的正确性。     

基于Robotics Toolbox的打磨轨迹拟合与仿真研究

为了让工业机器人完成压力容器焊缝的打磨,按照预定的打磨轨迹运动,通过D-H方法建立机器人运动学方程,使用MATLAB软件的机器人工具箱求出了运动学逆解,得到各个关节实时的数值解,并在工业机器人工作空间内对轨迹进行了拟合仿真,为工业机器人应用在压力容器焊缝打磨领域提供了理论依据。     

基于OpenGL的六关节机器人运动学分析与仿真

对于自主设计的六关节机器人,运用D-H法建立机器人的关节坐标系,求解出正逆运动学方程,在Visual C++环境下利用Open GL图形库构造机器人实体仿真模型,并进行机器人正逆运动学仿真。仿真结果直观反映了机器人末端位姿和动态过程,验证了机器人运动学求解的正确性,机器人结构设计合理,为研究动力学分析、轨迹规划奠定了基础。     

加油机器人运动学研究

运动学研究是加油机器人研究中必须解决的一个关键问题,是实现机器人运动控制的基础。以五自由度加油机器人为研究对象,以D-H坐标系理论为基础并建模,对机器人进行了运动学分析。在Solid Works中建立了机器人三维模型,并利用MATLAB工具,针对具体实例进行了运动学逆解验证。结果表明,运动学逆解方法合理可行。