含有闭链结构的机器人动力学建模与计算

运用凯恩（Ｋａｎｅ）动力学方程并结合牛顿─欧拉算法，导出了一种新的机器人动力学递推算法。此法简练、直观，可以方便地求解带有局部闭链结构的机器人动力学问题，而且特别适宜于计算机辅助设计计算。最后以具有局部闭链结构的两自由度操作手为例，说明了计算步骤和方法。     

一种新的机器人动力学算法

本文在文献的基础上,对自行推导的基于凯恩方程的机器人动力学递推算法作了进一步改进和完善。改进后的算法很易于计算机实现,而且不仅适用于全旋转关节机器人,也适用于既含旋转关节又含移动关节的机器人,还可以不经拆链就能较方便地解决含有闭链结构的机器人动力学问题。本文将该算法与传统的几种动力学算法在计算效率方面进行了比较。     

含单闭链机器人的动力学研究

本文将闭链机构受力分析的示力副法推广应用到含单闭链机器人的动力学分析，建立了含单闭链机器人的动力学逆问题和建模计算公式计算时，将含单闭链机器人分成主开链和子开链，并对机器人所含闭链机构进行运动分析，由此得到联系主开链和子开链关节运动量的变换阵借鉴开链机器人的动力学公式对这两个开链进行计算．将所得的子开链的动力学计算结果，由得到的关节运动量变换阵进行适当变换，并与主开链的动力学计算结果相加就可得到含单闭链机器人的动力学计算结果与其它方法相比，此计算公式简明、完善且直观，易于推广应用．     

一类六自由度闭链机器人机构的结构类型与结构特性

本文系统地研究了主动副均在机架上的六自由度闭链机器人机构的结构类型与结构特性.综合出了225种不同的结构类型,分析了它们的结构特性:耦合度k、基本运动链的组成及特性.提出了一些具有应用前景的新的结构类型.     

闭链级联式机器人基于旋量理论的动力学分析

闭链级联式机器人是一种复杂型式的机器人,对其进行动力学分析是实现对其进行运动控制的必要前提.闭链级联式机器人的结构特点是:任何一个闭链级联式机器人都存在一条主运动链,且主运动链为开链机器人;主运动链的各个关节均为被动关节或被测量关节,分别由相应的闭链驱动或测量.基于旋量理论的动力学分析方法是通过使用运动螺旋和指数积公式等数学工具建立起机器人的动力学方程,从而求取机器人的驱动力矩.由于闭链级联式机器人存在闭链,其动力学分析方法不同于传统的开链机器人,用旋量理论建立闭链级联式机器人的动力学方程的要解决两个关键问题:其一是闭链的分解,其二是惯性矩阵的求取.该方法也为解决单闭链机器人的动力学分析问题提供了基础.     

自平衡立方体机器人动力学建模

针对立方体机器人自平衡控制问题,对其以棱边为支点的动力学建模问题进行了研究.以所设计的立方体机器人样机为具体研究对象,分别采用拉格朗日方法和凯恩方法建立起相应的动力学模型,通过比较2种方法的建模结果和数值仿真分析,从理论上验证了所建立模型的正确性.基于建立的模型设计了平衡控制器,并将其应用于立方体机器人样机控制,取得了预期的效果,再次验证所建立模型的正确性.所建立的动力学模型,为进一步研究立方体机器人的平衡控制奠定了基础.     

机器人动力学自动建模软件系统

提出了一种用数字－符号法建立机器人动力学模型的简便、高效方法，该方法将模型矩阵中各元素的推导问题转化为特定条件下应用动力学递推公式求解驱动力和驱动力矩的问题。文中引入了一种线性链表的动态数据结构，将建模过程中复杂的数字、符号混合处理过程转化为简单的矩阵运算过程，降低了建模的复杂性。研制了自动建立机器人动力学模型的计算机软件，可自动生成动力学模型的各矩阵元素，并以实时代码形式输出。     

机器人柔性臂动力学有限元建模方法的研究

动力学建模问题一直是困扰机器人柔性臂研究和应用的一个尚未圆满解决的关键问题。针对上前机器人柔性臂动力学建模的研究和发展状况，重点研究了柔性臂动力学的有限元建模问题，力求建模简单方便有效，以便于进行动力学分析和控制问题的研究。     

一种新型多回路闭链机器人的工作空间分析

以一种新型多回路闭链机器人为研究对象，在位置分析的基础上，对其进行了工作空间分析，找到了影响该机器人机构工作空间的因素，提出了一种确定该类机器人工作空间边界的有效方法，并且列举了一个算例以示该方法的可行性．最后，从工作空间的角度提出了一个比较有意义的性能参数：相对工作空间．该参数可以作为从工作空间这一角度衡量某并联机器人性能好坏的指标。