六轮移动机器人运动学建模与仿真

针对石化行业的需求,设计了一款具有较强运动灵活性的适合在狭小空间、复杂环境中工作的六轮移动机器人。采用4个全向轮与两个普通橡胶车轮混搭的车轮配置方案,建立机器人的运动学模型,并分析了车轮的运动参数与机器人本体位姿之间的关系;运用ADAMS仿真软件构建了机器人的仿真模型,通过对直线行驶、原地转向性能进行运动学仿真,得到了机器人的运动学曲线,验证了运动学理论模型的正确性和机器人机构设计的合理性。原地转向误差实验表明,机器人具有较强的原地转向能力,原地转向最小误差可达到2.299mm,较好地满足了该机器人的高灵活性需求。     

运动学约束情况下的移动机器人导航控制研究

对未知环境下的移动机器人导航与避障进行了研究。在导航的过程中考虑了移动机器人的非完整运动学约束。机器人采用三个距离传感器从三个方向实时探测环境中的障碍,其运动方向根据目标位置和传感器的探测数据进行实时规划。在本文设计的一种新的导航控制作用下,机器人在满足运动学约束的情况下可以实时跟踪奔向目标行为和避悼行为规划的路径,以接近最优的轨迹避开环境中的障碍并到达目标。仿真结果表明了该方法的有效性。     

智能移动机器人控制系统设计研究

人类社会自进入了科技时代,计算机、网络等技术飞速发展,对智能移动机器人的研究也取得了很大成就。现阶段,智能移动机器人已经逐渐被应用到各个领域,如太空或者海洋资源的开发等领域。随着研究的深入,智能移动机器人的技术越来越稳定,应用范围也越来越广。文章针对智能移动机器人控制系统,进行简要的分析和概括。     

人手的运动学仿真及基于知识的控制方法

在对手部结构进行分析的基础上,给出了受约束的人手运动学模型,并重点研究了基于虚拟现实的人手运动仿真,建立了虚拟手遥控操作仿真实验系统,通过它进行单指、成组和整手控制,并实现了基于知识的抓取操作。     

全向移动机器人驱动轮同步转向机构设计

针对现有轮式全向移动机器人在工程实际应用中存在的驱动轮同步转向能力差的问题,设计了驱动轮同步转向机构。首先,基于虚拟样机技术分析了该同步转向机构的工作原理,并将它应用于轮式全向移动机器人。然后,利用运动学原理对加入同步转向机构机器人进行运动学分析,得到了电机输入转速与驱动轮转向速度之间的关系。最后,根据系统结构参数研制了一款主要应用于工厂物料搬运工作的产品样机并进行实验验证。机器人横向移动实验结果表明,该机器人可以通过不同方式进行全向移动,验证了该机器人的全向移动功能。研究表明同步转向机构的应用降低了轮式全向移动机器人控制难度,实现了机器人高速、高精度、高稳定性全向移动。     

基于Matlab的轮式移动机器人仿真

根据移动机器人运动学模型和运动控制系统方框图,针对各环节给出了移动机器人轨迹跟踪问题仿真算法,并通过仿真实例给出该仿真算法的有效性。     

包装送纸机构运动学及动力学仿真分析

目的 为了提高包装送纸装置的生产效率,使用一种六杆机构应用于包装送纸装置中,并对它进行运动学及动力学仿真分析,验证它在运动过程中是否满足实际工作要求。方法 使用矢量解析法和分离体法建立该六杆机构的运动学模型和动力学模型,并采用ADAMS仿真软件对该六杆机构进行运动学仿真和动力学仿真。结果 通过对六杆机构进行运动学仿真分析,得到了输出滑块4的位移、速度和加速度曲线,该机构在水平方向的行程为680.26 mm,满足实际工况要求。通过对六杆机构进行动力学仿真分析,得到了六杆机构各铰接点的受力大小和施加在曲柄1上的平衡力矩大小,该机构在送纸行程时,各铰接点受力和平衡力矩变化较小,该机构在送纸完成后的回返行程时,各铰接点受力和平衡力矩变化较大。结论 分析仿真结果后发现该六杆机构在运动过程中满足实际工作要求,能够较好地运用于包装送纸装置中。     

一类蛇形机器人系统的运动学分析

针对复杂、人力所不能及的作业环境，提出一种仿蛇类生物的蛇形机器人，这种多关节机器人采取了自然界中蛇的形体及运动特点，通过各部分协调运动从而实现机器人的整体运动。分析了机器人运动学模型，建立其运动学方程，并对机器人控制过程中的奇异状态问题进行了讨论。     

基于Pro/E和ADAMS的瓦楞辊运动学仿真

目的根据瓦楞辊的工作环境和运动特点,研究在不同驱动函数下瓦楞辊的运行情况。方法首先运用实体建模软件Pro/E创建瓦楞辊的三维实体模型,然后使用虚拟样机分析软件ADAMS对瓦楞辊的工作过程进行运动学仿真和分析。结果得到了2种驱动函数下瓦楞辊的角速度和角加速度曲线,并将结果进行了对比和分析。结论 STEP函数为最适宜的驱动函数,为改善瓦楞辊的运动平稳性提供了理论帮助,并为后期的动力学分析打下了基础。     

全向移动机器人驱动万向轮的设计与实现

全向移动机器人使用无解耦机构的驱动万向轮在转向时会派生出额外的滚轮滚动输出,这会导致运动的不稳定以及增加控制算法复杂性.为了解决驱动万向轮转向运动与驱动运动之间的耦合问题,通过在驱动万向轮内加入差速行星齿轮机构,合理地设置该行星齿轮组的输出传动比,可以将转向时的派生滚动输出从转向运动中解耦,实现了对机器人运动的精确控制,提高了机器人运动平稳性.最后通过对机器人进行运动学分析,得到了输入转速与机器人运动速度之间的关系,验证了机器人的全向移动功能,并为机器人运动控制提供了依据.     

基于多传感器融合信息的移动机器人速度控制方法

为提高移动机器人在复杂环境下的速度控制精度和适应能力,提出了一种基于多传感器融合信息的移动机器人速度控制方法.首先,根据多传感器非线性优化融合理论,通过最小化运动观测残差的方法来构建移动机器人运动状态优化估计模型.然后,对利用单目相机、轮式里程计及惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU...     

Kinematic synthesis of a robot with five degrees of freedom

Abstract

This paper studies the geometric design of a robot with five degrees of freedom. According to kinematic synthesis procedure, an industrial robot with five degrees of freedom was used as an example to illustrate the design concept. From the number synthesis point of view, the robot is one freedom less than adequate to perform a general three dimensional motion. The lack of full degree of freedom will restrict the available twist screws for the end‐effector. The unavailable twists of the robot were discovered based on the reciprocal screw system. Singular configurations of the robot were also examined. The dimensional synthesis of a robot is to decide the joint parameters to obtain a good workspace shape and volume. So far, there are no better rules which govern the relations between the joint parameters and the generation of workspace. Under this circumstance, the workspace geometric properties of a robot provide quantitative evaluation of the success of the dimensional synthesis. In this paper, workspace volume and other workspace properties such as the normalized volume index (NV1), volume centroid, and the higher volume moment of inertia are computed. The volume centroid gives the symmetric nature of the workspace, whereas the higher moment reveals the distribution and the compactness of the workspace valume.     

Synthesis of mobile robot control system on embedded chips via Petri nets

ABSTRACT

As robot mission requirements become more complicated, it costs more and more time and energy to design and to debug a control system for robots. In this work, a method is proposed based on Petri nets (PNs) to shorten a program development cycle and to ease the reuse of programs. It consists of modeling a basic task by a task building block (TBB) so that functional codes can be masked into modules, constructing an executive PN (EPN) according to the logical relationship among a set of given tasks, and designing an executing program that can analyze and run an EPN. As a result, it costs less to design a credible control program for robots by this method. A robot control system of a mobile robot is designed to illustrate this method.     

Travel time models for the rack-moving mobile robot system

The rack-moving mobile robot (RMMR) system is a special parts-to-picker automated warehousing system that uses hundreds of rack-moving machines to accomplish the repetitive tasks of storing and retrieving parts by lifting and transporting unit racks autonomously. This paper investigates the operation cycle of the rack-moving machine for storage and retrieval from the perspective of the lane depth, especially exploring the particularity of the RMMR system in multi-deep lanes, and proposes expected travel time models of the rack-moving machine for single- and multi-deep layouts of the RMMR system. To validate the effectiveness of the proposed models, an experimental simulation was conducted with a 1–4-deep layout under six scenarios of different numbers of aisles and layers, and results were compared with results obtained using proposed models. The paper presents useful guidelines for the configuration of the RMMR system layout including the determination of the optimal lane depth.     

并联构型装备的研究进展及若干关键技术

并联构型装备正处于商品化、产业化的关键时期。文章从结构、应用领域、驱动方式、控制等方面阐述了并联构型装备的研究进展，介绍了国际上的一些主要研究计划，分析了产业化进程中的若干关键技术及其可能的解决方案。     

基于超声波电机的移动焊接机器人焊枪精密定位控制系统研制

为了实现移动焊接机器人焊枪的精密定位控制,提出了焊枪跟踪控制时基于调整电机微步导通时间实现无位置传感器开环精密定位控制的控制系统设计方法.在控制系统设计中充分利用EDA和单片机技术各自的优点,采用CPLD和单片机相结合,实现了双行波超声波电机微步控制.实验证明该控制器可控精度高、可靠稳定、可维护性强,不需要高精度位移传感器就可控制焊枪达到很高的定位精度.研究所得的方法和结论具有较强的通用性,在基于环形行波超声波电机驱动的XY平面精密定位控制中具有普遍的应用意义.     

基于线结构光传感器的工业机器人运动学参数标定

针对工业机器人绝对定位精度较低问题,提出一种基于线结构光传感器的工业机器人运动学参数标定方法.首先,将线结构光传感器固定安装在机器人末端,建立传感器测量模型,然后建立机器人运动学模型,通过手眼关系将传感器模型与机器人模型连接组成完整的标定系统模型.其次,使线结构光传感器在不同位姿下对某一固定点进行测量,得到该点在机器人...     

降噪防尘移动作业室的设计和应用

降噪防尘移动作业室能降低道路和管线施工所产生的噪声,防止扬尘,且使用便捷。其主体采用框架体和隔声吸声板构成,通过卡槽插接的连壤方法实现快速拆卸、组装。底部滚轮使它能在施工中移动。隔声吸声板由复合材料构成,对中高频声波的吸收能力较强,能够降低25dB（A）的噪声。它的防尘性能是通过配备喷淋装置来实现的,达到环保的标准。降噪防尘移动作业室的降噪防尘效果良好,对施工污染问题有一定的改善。该产品已成功应用于许多工地,极大地改善了工地周围居民的生活环境,取得了较好的社会、环境、经济效益。