蒸汽发生器检修用六轴机械臂无碰撞路径规划研究

文中建立了蒸汽发生器检修用的特殊结构的6轴机械臂的运动学模型,并针对该机械臂的特殊结构及工作环境推导了一种方便的运动学求解方法.在此基础上给出了基于人工势场序列的无碰撞路径规划求解算法.仿真结果验证了算法的可行性.     

导弹装弹车机械手轨迹规划方法研究

针对机械手轨迹规划存在逆运动学求解困难的问题,提出了一种神经网络求逆的方法。同时对简单遗传算法加以改进,提出了基于实数编码的动态与静态相结合的改进遗传算法来学习机械手神经网络逆运动学模型。经仿真表明,该方法大大提高了逆运动学的求解精度和收敛速度,为机械手导弹装卸控制系统提供较高精度数据打下良好的基础。     

基于视觉的机械手臂自主抓物的实现

双目视觉可以获得目标物体的三维坐标信息，根据三维坐标，控制器对机械手臂的运动学进行分析，求解出运动学逆问题的解，并根据解来控制机械手臂各个关节，实现机械手臂的自主抓物。在整个控制系统中，采用递阶、分层的系统结构，可较好地完成机械手臂的控制要求。     

具有广义肩关节的上肢康复机器人优化设计

肩关节作为上肢运动的基础,肩关节康复训练范围的大小是决定上肢整体康复效果的重要因素。为帮助上肢残障患者进行康复训练,设计一种具有广义肩关节的康复机器人,该机器人的肩关节具有6个自由度,与人体生理结构上的肩胛带复合结构相协调。现有康复机械臂存在肩关节驱动数量多、工作空间小的问题,为此在给定工作空间条件下对机械臂肩关节转动轴线夹角进行了优化设计。利用指数积公式和Paden-Kahan子问题计算方法分别求解康复机器人盂肱关节的3个转动副运动学正反解,提出一种角度评价指标优化转动轴线夹角的方法。结合MATLAB软件分析机械臂盂肱关节与人体的干涉情况,给出机器人盂肱关节相对于人体的最优安装位姿。求解整个6自由度肩关节康复机器人的运动学正反解,通过实验验证了优化后的机器人盂肱关节结构比传统正交结构在相同安装空间下可达运动空间更大。结果表明,优化后的6自由度肩关节康复机器人,具有在较小安装空间内实现较大活动范围的特点。     

仿生四足机器人结构设计与运动学分析

为满足四足步行机器人野外探索的任务需求,设计一种具有5个自由度的机械腿.应用模块化的设计理念将其拆分成基节模块、股节模块和胫节模块进行设计.通过机械腿正运动学分析,在Matlab仿真环境中计算出机械腿足端工作空间,并结合四足机器人的躯干结构,设计一种连续性的爬行步态,完成其足端轨迹规划,采用梯度投影法对这种冗余机械腿进行逆运动学求解,并在Adams中进行运动学仿真.仿真结果表明:五自由度冗余机械腿各关节能在尽量避免关节极限角的情况下实现连续爬行步态,且四足机器人的机体质心位移曲线在时间上连续光滑.     

基于绳索欠驱动的连续型机械臂设计及仿真

针对太空狭小复杂的环境,提出一种基于绳索欠驱动的连续型机械臂,可降低驱动数量,适当降低控制难度,减小空间操作机械臂的体积和质量,同时可实现较大臂长。开展连续型机械臂的运动学分析与仿真,利用蒙特卡洛法得到连续型机械臂的工作空间;通过运动学映射关系,得到驱动绳索的控制位移量;通过力学分析得到驱动绳索的拉力,为后续试验提供了控制基础。     

双柔性空间机械臂动力学建模与控制

大多数研究者在空间机械臂动力学建模时,只考虑了关节柔性或者臂杆柔性,并且通常采用假设模态法对臂杆的变形进行描述,但该方法仅适用于小变形情况。基于这种情况,采用自然坐标法对柔性关节进行建模和绝对节点坐标法对柔性臂杆进行建模,得到了既包含关节柔性又包含臂杆柔性的空间机械臂动力学方程,并能精确地描述臂杆的小变形以及大变形。利用5次多项式对关节轨迹进行规划,通过逆动力学得到关节的前馈驱动力矩;采用PID控制策略,作为反馈输入。在二连杆柔性关节柔性杆机械臂上进行数值仿真。仿真结果表明：该控制策略在实现关节轨迹跟踪控制的同时,也能有效减弱机械臂的振动。     

某自动装填机械手设计与仿真研究

针对弹药自动装填系统智能化、无人化的发展趋势,以某大口径火炮装填系统研究为背景,设计出一种由机械臂与二指抱爪构成的新型自动装填机械手,可实现在三维空间中进行作业,以此实现对弹丸的抓取以及弹丸位置的改变。根据弹丸的形状尺寸设计二指抱爪,所设计的二指抱爪可稳定地抓取弹丸,在抓取弹丸之后可实现二指抱爪的锁定,对电磁铁上电可实现二指抱爪的解锁,解锁之后可保证二指抱爪与弹丸顺利脱离;由弹丸位置的改变及装填的具体动作设计机械臂,保证所设计的机械臂与二指抱爪连接可靠,利用D-H参数法建立了机械臂运动学模型,并求得机械臂的运动学方程,通过控制机械臂的运动可实现装填动作的完成。利用三维建模软件建立装填机械手模型,且在模型建立后,利用动力学仿真软件RecurDyn对装填机械手进行运动学仿真,由此验证装填机械手设计的合理性,为加工与研制该自动装填机械手提供重要依据。     

一种基于风洞试验环境的轨迹捕获系统设计

为了对投放物（以下称外挂物）相对飞机的分离特性进行考察,设计了一种用于跨声速风洞试验的轨迹捕获系统,来模拟外挂物从飞机上释放时的运动轨迹。针对外挂物轨迹的捕获问题,设计出一种6自由度串联机械臂,并通过有限元方法分析其受气动载荷时的位置精度;对机械臂进行运动学分析,根据外挂物动力学方程设计出机械臂捕获外挂物轨迹的控制器,并对机械臂运动空间进行了仿真分析;对某外挂物运动轨迹和机械臂对该投放物的捕获轨迹进行了仿真模拟。结果表明：该试验系统的允许试验时间大于0.8 s,机械臂对外挂物各方向上运动轨迹的捕获误差不超过1 mm,满足试验精度要求,从理论上验证了所设计的风洞试验轨迹捕获系统对外挂物轨迹模拟的真实性。     

一种空间拦截非线性最优末端导引规律的设计

本文针对空间拦截的非线性运动学模型,通过用逆系统方法求解非线性最优控制,从理论上提出了一种全状态反馈的非线性末端导引律,且进行了仿真检验,同时与比例导引律进行了比较,结果表明该导引律性能良好。     

金属带式自动无级变速传动(CVT)装置的性能分析

本文介绍了金属带式自动无级变速传动装置的结构和工作原理，重点分析了该传动装置的运动学和动力学特性，探讨其内部的传动规律．     

某新型自动发射系统动力学仿真研究

为了探索武器设计参数对自动机运动特性的影响,以某新型自动发射系统为研究对象进行模拟和动力学仿真研究。在已有三维模型的基础上建立该系统的多刚体动力学模型,运用 ADAMS 软件,对自动机的运动学和动力学进行仿真,验证自动机动作的可靠性;根据本发射装置曲直兼容、点面杀伤及枪管双向缓冲等特点,分别建立发射2种不同弹药(穿甲弹和榴弹)和有无前冲击发的工况模型,分析自动机运动特性,验证其兼容发射特性;通过改变设计参数值,得出参数变化对自动机运动的影响规律。结果表明：武器设计参数对自动机运动规律的影响并不成特定的规律,设计者需综合分析各参数变化对其运动特性的影响,寻求最佳参数匹配方案。     

对置式凸轮发动机运动学与动力学研究

研究了对置式凸轮发动机的运动学与动力学特性,利用向量与坐标变换法分析了对置式凸轮发动机的工作曲面方程和滚轮相对滑动速度等运动学性能,分析了活塞、气以及主轴等部件的动力学特性。研究结果表明,虽然对置后发动机轴向长度有所增加,但主轴轴向力能完全平衡,主轴产生转矩大,轴承负荷小,可提高功率。从发动机力学性能特点及运动学与动力学角度分析表明,采用对置式发动机方案是完全可行的。     

基于运动学分析的装甲车辆驾驶操纵舒适性研究

运用人体运动学理论和方法，以国军标和相关国标为依据，建立了装甲车辆驾驶员的运动学模型，并以某型坦克为例，对装甲车辆驾驶舱操纵装置的操纵舒适性进行了分析，其结果可为装甲车辆驾驶舱操纵装置的合理布局提供借鉴．     

汽车双横臂独立悬架的运动学分析和计算

利用机构运动学中的坐标变换以及数值计算的方法对汽车双横臂独立悬架系统进行运动学分析,从而建立悬架系统结构的运动模型.实例的优化结果表明,将传统机构学方法与现代数值计算方法相结合,使悬架设计的更为精确和清晰,提高了工作效率.     

室内移动式浇花机器人

为减少人力资源浪费,降低人工喷洒劳动强度,提高盆栽浇水效率,实现盆栽浇水的智能化,研制一种移动式浇花机器人.其本体有移动平台和作业机构,控制系统采用嵌入式设计,集成线性CCD图像采集传感器、超声波传感器、土壤湿度检测传感器和无线通信模块等,通过巡线的形式实现对盆栽自主浇水,并对移动机器人进行运动学分析,获得运动方程.实验结果表明:该机器人运行稳定,巡线及任务操作时动作准确,能快速到达盆栽旁进行浇水,具有较好的可操作性、实用性,对室内智能化服务型机器人的开发起到了指导意义.     

变电站巡检机器人结构设计与分析

针对机器代替人在变电站巡检的发展需求,设计一款带云台升降功能的巡检机器人,代替人工对变电站 进行日常巡检。介绍机械结构设计、控制系统搭建,建立机器人运动学和动力学模型,运用Matlab 进行稳定性仿真 分析,将实验得到的各行走电机驱动力矩与仿真得到的各行走电机驱动力矩进行对比。结果表明：该设计模型正确、 样机稳定,可为巡检机器人在执行巡检任务过程中在不同行驶坡度下控制升降杆高度和行驶加速度提供理论依据。     

一种用于全向快速追踪的导引规律

研究了一种用于全向快速追踪的导引规律。首先在相对运动学的基础上分析相对速度偏角的变化规律,然后推导基于相对速度偏角的导引规律,并与比例导引律结合形成复合导引规律,最后通过仿真表明了所设计的导引规律对全向快速追踪的有效性。