基于旋量理论的四足机器人运动学分析

在调研分析当前足式机器人的研究进展的基础上,提出一种基于旋量理论的四足机器人运动学建模方法.运用旋量理论建立其运动学模型,建立各个关节的速度螺旋后根据罗德里格斯公式推导出该四足机器人的正运动学显式解析解,运用空间几何方法推导出该四足机器人的逆运动学显式解析解.最后运用专业多体动力学仿真软件Adams对所设计的四足机器人进行运动学仿真分析,验证了运动学理论推导的正确性及改四足机器人设计的合理性.提出四足机器人运动学算法的显式解析解,特别适用于对四足机器人控制有实时性要求的应用场景,为足式机器人的实时控制打下坚实的算法基础.该四足机器人运动学算法对后续的四足机器人甚至足式机器人的动力学、轨迹规划、步态规划研究都具有重要的参考意义.     

直接驱动机器人动力学模型的符号推导与仿真

首先探讨如何根据拉格朗日-欧拉方法,用符号计算软件Mathematica推导机器人动力学方程,而后导出一个具有三个旋转自由度的机器人的动力学模型;其次在考虑机器人动力学、关节电机驱动动力学以及机器人的加、减速情况下,对机器人进行动力学仿真,计算力矩控制器的仿真结果表明所建立的模型可用于机器人控制.最后由仿真分析结果,为直接驱动机器人设计提供依据并为其选择驱动电机.该机器人主要用于视觉伺服控制和非线性控制研究.     

基于旋量理论的四足机器人运动学分析

在调研分析当前足式机器人的研究进展的基础上,提出一种基于旋量理论的四足机器人运动学建模方法.运用旋量理论建立其运动学模型,建立各个关节的速度螺旋后根据罗德里格斯公式推导出该四足机器人的正运动学显式解析解,运用空间几何方法推导出该四足机器人的逆运动学显式解析解.最后运用专业多体动力学仿真软件Adams对所设计的四足机器人进行运动学仿真分析,验证了运动学理论推导的正确性及改四足机器人设计的合理性.提出四足机器人运动学算法的显式解析解,特别适用于对四足机器人控制有实时性要求的应用场景,为足式机器人的实时控制打下坚实的算法基础.该四足机器人运动学算法对后续的四足机器人甚至足式机器人的动力学、轨迹规划、步态规划研究都具有重要的参考意义.     

6-PPPS型并联机器人的动力学建模

采用拉格朗日法,以驱动量为广义坐标建立了6-PPPS并联机器人动力学模型,基于运动学正解推导了完整形式的动力学模型,并对机器人平动时动力学模型进行了分析,给出了实例仿真.该机器人平动时,动力学模型简洁,适合实时控制,为机器人动力学轨迹规划提供了参考.     

SCARA型机器人运动学分析与仿真

采用D-H法建立SCARA型机器人坐标系,在该坐标系内完成机器人末端位置、速度、加速度的正逆推导。基于Matlab/Sim Mechanics建立机器人运动学模型。在笛卡尔空间对机器人末端规划一段直线,将该直线轨迹数据导入运动学模型进行运动仿真,通过仿真结果验证机器人运动学正逆推导结果的正确性。在关节空间对机器人末端在两点之间的运动轨迹进行规划,并对规划结果的有效性进行仿真验证。     

六自由度喷漆机器人动力学分析

应用牛顿-欧拉方法推导了6自由度机器人的动力学方程,在matlab中进行了编程求解.并应用ADAMS软件建立虚拟样机模型进行动力学仿真,用仿真的结果验证了编程计算的正确性.最后采用ADAMS的参数化分析方法,搜索出了满足一定约束条件下机器人各关节的最大驱动力矩,为机器人电机精确选型提供了参考依据.     

基于旋量理论的5-DOF上肢康复机器人雅克比矩阵求解

提出一种新型5自由度上肢康复机器人,以旋量理论为工具推导出了该机器人的雅克比矩阵.并应用AD-AMS对其进行了运动学仿真分析,在给定各关节速度的条件下,确定了末端执行器速度.最后把用雅克比矩阵求得的末端执行器的速度与仿真结果对比,验证了雅克比矩阵求解的正确性.为实际的康复机器人的速度控制提供了依据.     

基于MRDS七自由度机器人仿真系统的设计

针对VA1400七自由度机器人建立了基于微软机器人工作室(MRDS)的仿真系统。通过运用D-H法,建立了机器人连杆坐标系,并由连杆参数推导出机器人正运动学方程;采用Blender三维建模软件,对七自由度机器人进行建模;使用C#语言调用MRDS提供的运行库,设计了七自由度机器人仿真软件,并用MATLAB软件中的机器人工具箱对仿真结果进行了验证。通过对比2种仿真结果,得到最大偏差为1.15mm,在合理的偏差范围内。该仿真系统逼真地模拟了七自由度机器人的运动状态,为机器人研究人员开发离线编程和仿真软件奠定了基础。     

基于能耗指标的拟人机器人步态优化与分析

通过引入基于平均功率、平均功率偏差、平均力矩损耗三个能耗指标对拟人机器人步态进行了优化与分析.基于拉格朗日方程推导了各个关节驱动力矩的计算公式,建立了拟人机器人步态优化的数学模型.使用Matlab作为优化与仿真工具,得到了一組拟人机器人步态参数最优解,分析了拟人机器人各个步态参数与拟人机器人能量消耗之间的关系.并给出了拟人机器人步态优化与分析的数值实例.     

轮足混合式行走机器人运动学建模与仿真

结合足式机器人与轮式机器人的优点,提出了一种基于2(6-UPUR+3P)混联腿的轮足混合式行走机器人构型,并对该机器人进行了运动学建模与仿真分析.基于螺旋理论建立机器人并联腿部单支链的六维运动螺旋系,基于此得到1阶影响系数矩阵,进而推导出6-UPUR并联腿部的运动学模型;提出了机器人机身姿态调整算法,改善了机器人在静态步行步态下机身运动的平稳性;用Matlab算例仿真与Adams仿真对比验证得出运动学模型的正确性,用Adams/Simulink联合仿真验证得出机身姿态调整策略的有效性,为进一步进行轮足混合式行走机器人控制系统的设计奠定基础.