机器人工作空间的界限面及其位置奇异曲面的代数求解方法

本文提出了一个求解运动副转角或移动有限制的任意机械手的工作空间界限面及其位置奇异曲面的代数方法。得出了手部参考点在固定坐标系中的一系列位置奇异曲面方程。并以5R,6R和5R-P机器人为例,使用计算机绘制出其工作空间上述各种曲面的子午截面曲线图。结果与其它方法相比,具有精度高,运算快的特点,不仅具有理论意义,而且还有实用价值。     

冗余度机器人操作手的运动灵活性测度

本文在速度水平上讨论了机器人操作手的运动灵活性,根据机器人操作手的运动灵活性完全取决于雅可比矩阵列向量的相关性这一分析,提出用雅可比矩阵的子阵 J_m 的总体相关性指标和相对相关性指标作为机器人操作手的运动灵活性测度,定义了运动灵活性的两个度量指标——绝对灵活度 D_α和相对灵活度 D_r;并论证了绝对灵活度 D_α和可操作度 W,相对灵活度 D_r 和可操作度 W、条件数 K 及最小奇异值σ_m 之间的关系;证明了绝对灵活度 D_α和可操作度 W 的等价性,并给出了可操作度的新的定义.从而全面论证了本文提出的操作手的运动灵活性测度的合理性.     

机器人操作手准静定功率方程及其分析

本文简要论述了机器人功率行为这一新概念,它为准静定功率行为的研究提供了理论基础,对改善机器人工作能力、效率以及动态特性等具有重要意义,本文分析并给出了操作手准静定功率方程。     

并联机器人工作空间的研究

本文对并联机器人的工作空间进行了研究.算法上采用输入转化的方法.使优化过程大为简化.在此基础上.对并联机器人工作空间的各截面进行了分析.并详细讨论了结构尺寸与工作空间的关系.得出扩大工作空间的几种途径.这对设计和应用并联机器人都有实际意义.     

冗余度机器人扩展作业空间方法算法奇异的研究

本文对冗余度操作机最为常用的求逆解方法——扩展作业空间方法的算法奇异问题进行了深入的研究．Klein［2,4］及Cho［3,5］提出冗余度机器人采用扩展作业空间方法必须首先确定由于性能指标函数及扩展Jacobian矩阵所引起的算法奇异在关节空间中的分布区域,只有这样才能避免方法引起的算法奇异．通过本文对扩展作业空间方法的优化性能指标函数的必要条件及算法奇异产生的条件的比较及研究,得出了在应用扩展作业空间方法时,不可能出现算法奇异的情况．因此在应用扩展作业空间方法时无需考虑算法奇异问题．     

工业机器人的工作空间综合

根据机器人工作位姿要求确定其自由度数，关节类型及排列，杆件尺寸，关节运动范围，机器人的位置等过程称为机器人的工作空间综合过程，本文侧重对已知的机器人结构提出了进行工作空间综合的优化方法。     

6-PSS并联机器人操作机平动工作空间解析

提出一种求解6-PSS并联机器人操作机平动工作空间边界的解析方法．该方法将平动工作空间问题归结为三类子空间边界求交问题,即分别由六张球面片交集构成的上、下边界与由六张椭圆柱面交集构成的侧面边界的求交问题．文中还提出主工作空间的概念和相应的解析表达及工作空间评价指标,并探讨了设计参数对评价指标的影响规律．     

机器人运动学反解中的奇异点处理

本文研究机器人运动学反解中的奇异点处理问题，给出了机器人微分运动Ｊａｃｏｂｉａｎ矩阵Ｊ（ｑ）条件数的一个上界，并在此基础上提出机器人关节速度阻尼伪逆解方法中阻尼系数的一种自适应调整方法，该方法可以保证在奇异点附近伪逆解的稳定性。     

一般平面机器人的工作空间分析

本文讨论一般的旋转关节平面机器人的工作空间问题，给出了作为工作空间的圆环区域的内、外半径有圆环自身的半径（厚度），同时对文献「５」的示便中关于平面机器人工作范围的一个结论进行了分析。     

机器人手臂极限距离分析的代数方法

本文介绍了一种新的求解机器人手部中心点与机座坐标系中一定点以及手部参考系中一直线与机座上一直线的极限距离的代数方法,推导出了n自由度机器人手臂的点-点和线-线极限距离的代数方程。应用这些方程式,不但可以方便地求解机器人手臂的极限距离问题,而且也为机器人手臂的结构设计提供了某些依据。     

机器人尺度综合的一种方法

本文研究了机器人的尺度综合问题．文中建立了在直角坐标系中表示的,联系机器人极限距离位置与关节位置的约束方程组．导出了优化综合的数学模型．提出了优化的目标函数和可能选择的设计变量．本文所提出的方法可以报据给定的边界轮廓线上的一系列点来综合机器人的运动学参数,因而是一种切实可行的方法．最后给出了一个数字实例以说明这种方法．     

Optimal design and workspace analysis of a mobile welding robot with a 3P3R serial manipulator

This paper presents the design optimization of a mobile welding robot based on the analysis of its workspace. A welding robot has been developed to be used inside the double-hull structure of ships, and it shows good welding functionality. But there is a need to optimize the kinematic variables ensuring that the required welding functions inside the ships are satisfied. The task-oriented workspace, which is the workspace enabling specific rotations, has been defined in order to validate the welding ability of the robot, and incorporating the required rotational capabilities. To calculate the workspace, a geometric approach is adopted which considers the pitching and yawing angles simultaneously. Based on the workspace analysis, a scenario is compiled for considering a mass reduction, and a ratio between the design parameters and the workspace, with constraints on the workspace margins. The proposed optimization procedure is composed of two steps of coarse and fine searching. In the coarse searching step, a feasible parameter region (FPR) is defined, which satisfies the geometrical design constraints, and can be obtained without any considerations of the objective functions. In the fine searching step, the design parameters are determined by using the optimization technique of the conjugate gradient method in the overall FPRs. The suggested approach to calculating the task-oriented workspace, and the procedure of optimal design, are expected to be applied to general industrial robots.     

Determination of the orientation workspace of parallel manipulators

An important step during the design of a parallel manipulators is the determination of its workspace. For a 6-d.o.f. parallel manipulator workspace limitations are due to the bounded range of their linear actuators, mechanical limits on their passive joints and links interference. The computation of the workspace of a parallel manipulator is far more complex than for a serial link manipulator as its translation ability is dependent upon the orientation of the end-effector.We present in this paper an algorithm enabling to compute the possible rotation of the end-effector around a fixed point. This algorithm enables to take into account all the constraints limiting the workspace. Various examples are presented.     

新型6-HTRT并联机器人工作空间和参数研究

本文介绍了新型6-HTRT并联机器人的机构型式和工作原理,给出了考虑到约束条件的位置逆解算法和存在多组解时的逆解选取准则．利用逆解算法和三维搜索,得到了确定该类型机器人工作空间的方法和工作空间体积的计算公式．分析了6-HTRT并联机器人工作空间的形态特点以及机器人结构参数和运动参数对工作空间体积的影响．     

机器人灵活工作空间的边界分析

机器人灵活工作空间的分析是机器人运动学至今没有解决的一个问题.由于机器人在灵活工作空间中工作不会受到本身机构对它的限制.所以,机器人灵活工作空间的大小对于提高机器人的操作性能就显得格外重要.本文旨在解决机器人灵活工作空间边界的计算问题.首先.它分析了灵活工作空间边界的性质;其次,用一种新的方法——网络跟踪法确定了灵活工作空间在横截面内的边界;最后.提出了灵活工作空间端边界的求解方法.     

四自由度折叠式机械手的控制系统

四自由度折叠式机械手是一台ＳＴＤ戒严控制机管理和控制，通过视觉图象和接近觉传感器操纵机械手在移动空间中完成联送机器人任务，文中推导了机械手运动学方程，给出了运动学正逆解，详细介绍了可编位置控制系统和操纵系统。