介入机器人运动学及轨迹规划研究

针对介入机器人运动学和轨迹规划问题,基于D-H坐标系理论建立了血管介入主端机器人的运动学方程,并对该方程进行了求解;其次,在关节空间内采用五次多项式插值方法,结合介入机器人运动参数对关节轨迹进行了插值计算,实现了对血管介入机器人关节空间的PTP轨迹规划;最后,利用Matlab机器人工具箱建立了该机器人的三维仿真模型,并且对机器人运动学、轨迹规划进行了仿真验证。研究结果表明:该机器人连杆参数设计合理,活动空间适应手术要求,运动学方程准确可靠,在关节空间内利用五次多项式进行轨迹规划保证了机器人运动连续平滑。目前该技术已应用于血管介入手术临床试验中。     

基于MATLAB的工业机器人运动学仿真研究

采用D-H方法建立了IRB140机器人数学模型,构建了运动学方程并对方程进行了求解。利用MATLAB的机器人工具箱建立了机器人三维模型,通过编程实现了对机器人模型的检验,经过对运动学方程的求解结果和滑块控制图所设定数值的比较,其误差很小,验证了模型的可靠性;对机器人运动学正逆解进行了仿真得到了各种有效的仿真数据,为后续动力学研究和轨迹规划打下了基础。     

剪枝机器人的虚拟样机建模与运动学分析

为了解决园林果树枝条修剪作业的效率低和成本高等问题,提出剪枝机器人的研究,首先利用UG软件对剪枝机器人建立三维模型,接着用改进的D-H法建立运动学的数学模型,由此推导出运动学方程,进而得到机器人的结构参数。为验证结构设计和运动学方案的合理性,由Matlab求出机器人的工作空间,在ADAMS 中建立虚拟样机模型,进行了机器人正逆运动学仿真分析,采集数据并输出运动曲线,为控制系统和轨迹规划的设计,以及物理样机的制造提供了理论依据。     

2P3R型加工中心上下料机器人运动学分析及仿真

针对加工中心上下料工作需要,自主创新设计了2P3R型机器人。为分析机器人机构运动的可行性,对该机器人进行了运动学分析。用D-H法、齐次变换矩阵,建立了机器人正逆运动学方程,通过计算验证了正运动学方程的正确性;用UGNX软件建立了机器人的三维模型并导入到ADAMS软件中,对机器人上下料作业进行了运动学仿真分析,得到机器人末端夹手的上下料轨迹、位移及速度曲线。研究结果验证了机器人运动的可行性,为机器人的设计、空间轨迹规划及控制提供理论依据。     

一种双足机器人步态规划和运动仿真的研究

通过对人类行走步态的研究,结合双足机器人实际结构,规划机器人行走时的基本姿态及重心轨迹,建立运动学模型,根据规划的行走姿态及轨迹建立运动学方程。应用三维建模软件UG建立双足机器人的简化模型,导入仿真软件ADAMS中生成虚拟样机模型,并通过在Matlab中得到机器人行走的关节运动轨迹对虚拟样机模型进行控制,经仿真后,利用该虚拟样机模型对机器人行走步态进行运动学及动力学分析。应用虚拟样机方法,验证了步态规划的有效性。     

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.     

新型拼装机器人运动仿真与末端执行器微运动分析

根据生产实际要求,设计了一种新型拼装机器人.利用三维参数化设计软件建立与物理样机相似的三维实体装配模型,对整体机构运动进行了实体运动仿真.编制Matlab仿真计算程序,对机器人末端执行器的微运动进行运动学正、逆问题分析.     

基于DH算法的平面关节机器人的运动学建模与仿真

MATLAB Robotics toolbox是用于工业机器人仿真的工具包,能够模拟机器人运行时的位姿,有助于工业机器人的研究开发。首先分析了平面关节机器人的机械结构与特点,其次基于D-H坐标表格和机器人坐标转换公式,建立了机器人正向运动学方程和逆向运动学方程,最后利用Robotics toolbox,对机器人的运动进行了仿真,直观地反映出机器人各个关节的运动状态。仿真结果表明,所建模型是合理有效的。     

基于Open Inventor的机器人三维环境运动学仿真研究

在对机器人运动学仿真中的几种建模方法深入分析的基础上,提出了一种基于Pro/E三维建模,并利用Open Inventor进行机器人三维运动学仿真的方法.具体地对利用Pro/E进行机器人各连杆三维几何模型建立的方法,运用VRML虚拟现实语言进行机器人各连杆相互连接关系描述的方法,基于Open Inventor的三维运动学仿真平台的建立的方法等进行了深入研究.文中提出的方法在KR1 50-2六自由度机器人的三维运动学仿真中得到了验证.     

一种新型的多足仿生机器人的机构设计与研究

提出一种新型的多足仿生机器人的运动机构,该机构具有运动灵活,自由度少的特点.利用D-H矩阵对该机构基本运动单元的运动学进行了理论分析,给出了运动学方程.基于虚拟样机技术对该运动学方程进行了仿真验证,结果表明运动学方程是正确的.建立了这种新型的多足仿生机器人的虚拟样机,并对其进行了虚拟样机的仿真研究.制作出了简易的一对足的实物试验机构.     

基于Open Inventor的机器人运动学仿真和轨迹规划研究

针对KUKA公司生产的KR150～2型六自由度机器人,借助UG软件对机器人进行三维实体建模。采用Denavit—Hartenberg坐标变换方法建立了机器人运动学模型,并利用0penInventor和Visual C＋＋6．0编写了运动学正解、逆解、轨迹规划的程序。最后实现了在0pen Inventor环境下机器人的运动仿真。     

自动上下料机械手运动学分析及仿真

基于数控机床-机械手加工系统的布局及功能,详细分析了上下料机械手的结构,并运用D-H参数法建立了该机械手的运动学方程。与此同时,对该机械手进行了正运动学和逆运动学分析,通过计算验证了,经运动学正解所求得的机械手末端位姿表达式T是正确的。最后,基于用Solid-Works软件建立的机械手三维立体模型,用ADAMS软件对机械手完成自动上下料的过程进行仿真,得到上下料轨迹曲线。仿真结果符合工作过程的实际情况,说明该机械手运动学方程是有效的。     

基于数值算法和CAD的机器人工作空间三维建模

机器人操作臂三维工作空间的精确计算对于它的设计和应用非常重要。文中介绍了一种基于数值算法和CAD的新方法来创建机器人的三维工作空间。该方法采用一种基于随机概率和前向运动学的数值方法,在其主工作空间横向剖面生成由点云构成的3D机器人的平面工作空间,描绘平面工作空间的边界曲线,最后生成机器人工作空间的3D模型。文中用实例阐明了该方法的实用性。     

仿生机器蟹步行腿结构设计及运动学、动力学分析

仿生机器蟹是一种采用微型直流伺服电机驱动的仿生步行机器人，本文详细介绍了机器蟹步行腿设计及其运动学分析、动力学分析。在对仿生机器蟹运动学特性分析的基础上得出优化结构参数，并应用于实际系统设计。同时利用先进的动力学仿真软件建立了仿生机器蟹三维仿真模型，仿真结果验证了运动学和动力学数学建模的正确性，及结构设计的可行性。     

3-RRRT并联机器人位置正解的快速解法

研究3-RRRT型并联机器人的运动学及正向求解方法.根据3-RRRT型并联机器人机构特点以及关节运动的取值范围,提出了以并联机器人支链中支杆的方向余弦和动平台绝对位置坐标为系统的广义坐标的方法,并详细地推导了3-RRRT型并联机器人运动学模型.提出了一种位置正解的数值求解方法,推导了位置正解迭代格式,并利用MATLAB进行了位置正解数值仿真,结果表明求解程序稳定、快速、有效.     

自由曲面抛光机器人设计与运动学仿真

设计了一种自由曲面抛光并联机器人,对其进行了运动学分析,建立了并联机器人机构位姿逆解方程,并给出了显式解析表达。应用Solidworks2008软件完成了三维实体建模,并利用机械系统动力学分析软件ADAMS对该并联机器人机构进行了运动学仿真和分析,验证了方案的可行性。     

一种新型上肢康复机器人设计与分析

针对现有康复机器人系统的不足,设计了一种新型3个自由度上肢康复机器人结构,采用Denavit—Hartenberg（D—H）方法建立了机器人运动学模型,并分别进行了正运动学和逆运动学分析,应用Matlab和ADAMS软件分别从理论计算和三维模型仿真方面对该机械结构进行了位移、速度和加速度的分析和比较,仿真结果和样机的实验结果证实了设计的可行性。     

智能焊接机器人的机构设计与仿真

用SolidWorks软件建立了焊接机器人的三维实体模型和虚拟样机模型,并在SolidWorks平台下,用Solid Works Simulation实现静力学仿真,仿真得出结构的应力、位移、应变情况;用SolidWorks Motion实现机器人的运动学仿真,得出机器人各关节运动的角位移、角速度、角加速度曲线。最后对仿真的结果进行分析,为焊接机器人的机构设计提供数值依据,以更好地改进机器人的机构设计。     

小型双足机器人拟人步态建模与行走仿真研究

步态仿真是双足机器人设计技术的重要环节之一.针对现有步态仿真存在二维仿真不够直观、三维联合仿真会带来链接失败和数据转换丢失等问题,从简化仿真流程和增强仿真视觉效果出发,提出了仅运用三维软件UGNX完成一种小型双足机器人步态的三维仿真.参照该物理样机构型,首先建立了双足行走机构的运动学模型.通过对拟人步态的合理规划,将直行动作分解为10个子动作,以实现序列动作的连续仿真.由于机器人行走时无固定支撑点,通过对脚底板与虚拟环境间添加接触约束和摩擦力,建立了UGNX环境下虚拟样机,最终完成拟人步态的运动学仿真.仿真结果与现场实验对比表明,采用三维软件UGNX进行双足机器人步态建模与行走仿真研究具有较强的可行性.     

五自由度关节型机器人结构设计及其动态仿真研究

为了研究机器人的总体动态性能,首先进行了机器人的总体结构设计,并在Pro/E环境下建立了五自由度机器人3D机械装配模型,运用ADAMS软件对其进行了运动动力学的三维动态仿真研究,最后根据测量输出结果讨论了系统设计的合理性以及在实际应用中的意义.对机器人的后续研究,这些研究成果具有一定的参考价值.