FANUC M420iA机器人动力学性能分析与仿真

利用了基于Jacobian矩阵和Hessian矩阵四自由度串联机器人加速度全局性能指标,改变在机构分析时只考虑一阶影响系数矩阵的局限性。利用该指标,分析FANUC M420iA（FMA）机器人,给出了运动学和动力学性能指标的图谱,探讨了不同尺寸之间的性能差异。最后,利用OpenGL进行了仿真,验证了加速度性能指标的正确性,为机构设计提供依据。     

机构影响系数统一计算模型

基于机构矩阵型式运动学方程和速度加速度统一模型,讨论了机构运动影响系数通用 计算公式的结构和自动构造算法,得出的一组运动影响系数统一计算公式具有普遍的意义, 并可以方便地由计算机程序自动构造并求解．本文内容建立了机构速度及加速度分析和动力 学自动分析的基础,为通用计算机辅助分析系统的研制创造了先决条件．     

并联式四自由度定位平台性能优化

为了扩展扫描电镜的用途,实现微结构物性在线检测,本文基于4 PUU并联机构设计了一种扫描电镜定位平台．其结构简单,便于集成微操作装置．为优化平台机构的性能,本文建立了4 PUU机构的空间尺寸模型,绘制了机构性能图谱,分析了机构参数对机构可达工作空间、灵巧性、速度性能的影响,得到了具有良好性能的平台机构参数．     

改进的Hestenes SVD方法及其并行计算和在并联机器人中的应用

提出一种改进的Hestenes SVD处理方法,显著减少了矩阵奇异值分解计算的循环轮次数和正交化次数,也方便和加快了矩阵的求(伪)逆运算过程.研究了两种分别基于行划分和列划分策略的改进Hestenes SVD方法的并行计算方案,并对算法性能进行了分析.针对目前并联机器人计算需求不断扩大的特点,以6自由度并联机器人一、二阶影响系数矩阵为算例对改进Hestenes SVD方法及其并行算法进行了实验.结果表明该算法可大幅度提高矩阵奇异值分解的效率,益于基于大量影响系数矩阵运算的并联机器人运动学、动力学性能分析和实时控制.相关方法也适用于具有类似矩阵处理的其他诸多工程领域.     

并联6—SPS机器人的影响系数及其应用

本文根据并联机构的特点,对位置反解直接求导,建立了并联6-SPS 机器人的一、二阶影响系数矩阵,解决了速度分析和加速度分析问题.为机器人的误差分析和动力学分析奠定了基础.所得的一、二阶影响系数矩阵的形式简单统一,特别实用于计算机计算.最后给出了实例计算.     

曙光1000上矩阵乘积算法的性能分析

矩阵乘积算法在科学计算中应用十分广泛,文中给出了典型矩阵乘积算法在曙光１０００上的性能比较和分析,并针对ＳＵＭＭＡ算法研究了分块尺寸对基通信性能的影响,指出分块尺寸是影响其通信性能的一个重要因素,原算法并没有给出其分块尺诉具体选取方法,文中通过和实验的分析提出了一个选取最优分块尺寸的标准,实验结果显示ＳＵＭＭＡ算法按文中的标准选取最优分块尺寸后性能得到大幅芳中达机器峰值的５０．７％     

三肢体机器人足部力传感器弹性体分析

提出将传感器传递矩阵条件数和行范数两项指标综合的方法,对一种三肢体机器人的足部三维力传感器弹性体结构进行优化,使传感器在具有低传递误差的同时具有较高的灵敏度.并应用有限元法分析了弹性体各结构尺寸对传感器性能的影响,得到了弹性体在单向受力时的应力、应变分布状态及其静、动态特性,为传感器的结构设计和进一步分析提供了依据.     

Stanford机器人动力学性能分析与仿真

文中对 Stanford 机器人进行了动力学性能分析和实体及运动仿真.首先运用影响系数法建立机器人的影响系数矩阵,利用同时基于Jacobian 矩阵和 Hessian 矩阵的动力学性能指标进行分析,给出动力学性能指标图谱.在此基础上,运用MATLAB软件对Stanford机器人进行实体和速度、加速度仿真.根据性能分析和仿真结果,说明我们用同时基于Jacobian矩阵和Hessian矩阵的动力学性能指标进行分析Stanford机器人动力学性能的正确性,以及MATLAB的可视化技术在机器人领域中的应用和发展前景.     

含被动高副的冗余驱动并联机器人优化设计

针对具有平移和旋转混合自由度的冗余驱动并联机器人,提出一种优化设计方法.首先,介绍了仿人类口颌设计的并联机器人,由6-PUS(prismatic-universal-spherical)并联机构模拟6条主要咀嚼肌,2个被动高副模拟下颌关节.针对机构含被动高副的特点,利用末端执行器上的3点描述位姿,建立其量纲一致的雅可比矩阵.基于机器人结构和尺寸对速度误差传递性能的影响的分析,给出了该冗余驱动并联机器人的优化方法.设置性能参数对该冗余驱动并联机器人进行了尺寸优化设计,与优化前机器人机构相比全局误差标准差下降了39.83％.结果表明所提出的优化设计方法提高了并联机构的速度传递性能,并可以扩展用于其他机器人的优化设计.     

一种新型欠驱动机械手爪的抓取分析和优化设计

传统欠驱动机械手的运动和功能单一，难以实现对不同尺寸物体的稳定抓取．为此，提出了一种新型欠驱动手爪结构，并进行抓取分析和优化．首先，介绍了欠驱动机械手爪的整体机构设计，并对手指进行静力学分析，针对手爪包络抓取物体时可能发生弹射的不稳定情况，进行手指结构优化．然后，基于刚度矩阵的势能模型，确定指尖合理的尺寸范围并建立指尖最佳形状．通过几何约束中的数学公式，表达了指尖抓取时手指位姿和物体尺寸的关系．最后，完成手爪样机的搭建，并对常见家用物品进行了指尖抓取和包络抓取实验．实验结果表明，该机械手爪能够对各种尺寸大小的物体进行稳定抓取．