七自由度双臂机器人旋量理论正向运动学与工作空间分析

机器人关节空间与工作空间的关系是通过正向运动学方程建立的,正向运动学分析是实现轨迹规划和控制的关键。介绍了比D-H参数法计算简单、描述全面的旋量理论法,应用指数积公式分别对七自由度和六自由度双臂机器人的单臂进行运动学分析并建立正向运动学方程。利用ADAMS进行运动仿真,对比发现:仿真结果与通过正向运动学方程求解的数据接近,误差不超过3 mm,验证了结合旋量理论建立的正向运动学方程的正确性;利用MATLAB软件进行工作空间分析,通过工作空间云图对比,得出七自由度双臂机器人有着更大的工作空间,表明拥有肩部关节的七自由度双臂机器人具有更好的运动学性能。     

巡逻机器人机械臂运动学与工作空间分析

针对巡逻机器人机械臂控制问题,首先建立了该六自由度机械臂的D-H坐标系,求解机械臂正逆运动学,并基于蒙特卡洛法对机械臂的工作空间进行分析,通过MATLAB实现,得到机械臂工作空间的三维点云图,分析得出机械臂的可达工作范围,为今后对巡逻机器人的运动控制与路径规划等研究方向奠定了基础。     

基于人体工程学的拟人机械臂构型综合及研究

以人体工程学为基础,对人体上肢进行运动机理分析和结构分析,结合人体解剖学和机器人学,构建12种不同的7自由度串联拟人机械臂构型。应用D-H法对筛选出的机械臂构型建立关节坐标系并确定杆系参数,建立机器人运动学模型,用Robotics Toolbox工具箱对机械臂正运动学进行仿真,对关节空间的运动轨迹进行规划,从而验证机械臂结构模型设计的合理性,为后续实现机器人动力学分析、轨迹规划和运动控制奠定了基础。     

五自由度镀膜机械臂的运动学分析与仿真

以5自由度自动镀膜机械臂为研究对象,运用改进D-H法建立机械臂的运动学方程,并利用数值分析法对正、逆运动学方程进行分析求解。通过Matlab软件中的Robotics Toolbox工具箱对5自由度自动镀膜机械臂建模,蒙特卡洛法工作空间仿真和轨迹规划仿真,得到机械臂的工作空间图和末端执行器的运动轨迹及各关节的角位移、角速度、角加速度相关运动参数随时间变化的曲线。通过分析所得到的仿真结果表明,所设计的5自由度自动镀膜机械臂可以满足微孔滤膜镀覆的工作要求。     

擦桌机器人的运动学分析与仿真

为了保证擦桌机器人工作的稳定性,以自行研制的擦桌机器人为研究对象。通过对擦桌机器臂的结构进行分析,运用D-H坐标表示法建立机械臂数学模型,应用MATLAB对该模型建立的机械臂正向运动学方程,仿真得到擦桌机械臂的工作空间,为后续研究擦桌机器人的动力学和控制提供理论基础。     

双臂协作机器人动态精度设计及工作空间分析

针对双臂协作机器人在票据自动报销处理过程中,票据高速移动、翻转、高精度动态对位及机械臂完备工作空间设计等问题进行详细分析。通过D-H约定建立机械臂空间坐标系,求解相应正逆运动学方程,并根据正运动学方程求出机械臂末端工作空间云图,运用蒙特卡洛法遍历双臂相对距离取值范围,求取工作空间最大交会情况下双臂相对距离。对末端执行器不同对接位置进行仿真研究,分析末端执行器平均加速度波动情况,获得动态精度最优情况下的位置参数,为双臂机器人动态精度设计及精准控制奠定基础。     

一种6轴工业机器人的结构设计与运动学建模

针对目前通用6轴机器人自由度退化,机器人易出现奇异点的问题,提出了一种新型6轴工业机器人。首先设计了6轴机器人的机械结构,其次基于D-H坐标表格和机器人坐标转换公式建立了机器人正向运动学方程,并应用MATLAB的Robotics toolbox对机器人的正向运动学进行了验证,三种取值结果表明所得的机器人正向运动学方程完全正确,最后利用MATLAB进行了箱体焊接仿真。预计为未来的超高精度激光跟踪焊接提供了一种新型工业机器人。     

通用型工业机器人拖动示教臂系统的研究

工业机器人在工业加工领域使用越来越广泛,主要示教方式有离线编程、示教器编程、牵引示教等。现设计一种通用型拖动示教系统,可广泛用于大部分工业机器人示教。首先分析机器人运动学模型,求解运动学方程,建立示教臂机械误差补偿模型,实现对示教臂运动学模型参数的修正;然后优化示教臂末端坐标系校准模型,设计示教臂本体结构,优化示教臂结构参数和性能,从而实现通用型示教臂的设计与研究。     

推力矢量控制机械臂运动规划及仿真

提出了一种将推力器置于多自由度机械臂末端,并对末端推力进行矢量控制的四自由度串联机械臂。首先,对推力矢量控制的理论意义及研究现状进行了简要介绍,并提出了研究方向;其次,对该串联机械臂的结构和连杆参数进行了分析,采用D-H参数法建立了该机械臂的运动学模型,并采用代数法求解出正向和逆向运动学方程;最后,利用MATLAB中的robotics工具箱仿真分析了该机械臂的工作范围,并通过算例验证了所求解的运动学方程的正确性。结果表明,该结构类型的机械臂可作为推力器,并通过推力矢量控制方法调整空间飞行器的位姿。     

多机械臂协作空间分析与仿真

针对多机械臂协作系统模型的协作空间及奇异点问题,采用蒙特卡罗法和包络法进行分析.采用标准D-H参数法建立坐标系,在Matlab中建立机器人运动学模型,求出机器人的正运动学方程;采用蒙特卡罗法得到各机械臂的工作空间,采用包络法提取公共区域点,得到多机器人协作系统的协作空间及各个机械臂在协作空间内的关节角范围;提出了一种计...     

机器人臂／手仿真系统操作物体的研究

为了研究机器人臂／手仿真系统对物体的操作,首先对机器人臂／手系统和物体进行了运动学建模,然后利用建好的机器人臂／手仿真系统,基于机器人臂／手系统的运动学、静力学,实现了右手拿杯倒水、手指拧、斜抛球等操作,最后探讨了机器人臂／手操作物体时,机器人臂关节力矩对灵巧手指端力的影响。实验结果表明,该模型具有建模方便、适用于大部分机器人臂／手系统和利于计算机求解等特点。     

Direct kinematics of a double parallel robot arm for real time velocity control

The determination of the direct kinematics of a parallel mechanism is a difficult problem but must be solved for practical application. This paper presents the efficient formulation of the direct kinematics and the Jacobian of a double parallel robot arm for velocity control. The robot arm consists of two parallel mechanisms, and a central axis that generates positional and orientational motions independently. Given a set of lengths for the linear actuators, the direct kinematics computes the position and orientation of the end-effector, and the Jacobian transforms the velocities of the end-effector to those of the linear actuators. The developed formulation is implemented in a real-time control setting and its efficiency is demonstrated. Department of Control and Instrumentation Engr.     

基于Pro/E和ADAMS的机器人虚拟设计与仿真

用Pro/E建立的机器人虚拟装配模型导入ADAMS中,与机器人末端固结的点MARK-ER_40沿着设定的直线方向直线运动后,进行了机器人逆运动学分析,包括MARKER_40点的速度、加速度的分析以及小臂转轴的角速度、角加速度的分析.通过对机器人的逆运动学问题进行分析,得到的仿真曲线为控制机器人的运动和路径规划提供教据参数.     

用于抗洪打桩的四足机器人结构设计

为解决抗洪抢险打桩中机构进入现场的问题,建立了一种四足机器人的结构设计方案。对四足机器人的结构进行了分析,建立了机架、腿、关节以及足的4部分组成结构,该机器人单腿采用三关节三自由度结构,机架与胯部、胯部与上臂、上臂与下臂分别采用3个转动副连接,并在结构设计的基础上对JQR100四足机器人进行了驱动方式设计以及逆运动学分析,为步态规划和运动学分析打下了基础。研究结果表明,JQR100四足机器人足底能够达到一定范围空间内的任意位置,机器人能够满足抗洪抢险进入现场和进行自由运动的要求。     

一种新型的串联中医推拿机械臂的运动学分析

针对中医的按、揉、滚、振4种推拿手法,进行了运动学和动力学特征的分析,基于分析结果进行了机械臂的选型,提出一种新型的混合型推拿机器人,并对该机械臂的运动学正反解进行了计算和分析。利用Pro/E对机械臂进行建模,通过Mechanism/Pro模块导入ADAMS/view模块中进行运动学仿真与分析。结果表明该机械臂能较好地模拟中医推拿师的推拿动作,且具有良好的运动特性。     

数控转塔冲上下料机器人本体研究及仿真分析

在数控转塔冲生产过程中,仅借助人力进行上、下料操作会使生产效率低下.针对这一问题,在选择合理的机构自由度及分析机构运动学特性的基础上,设计了一种专门应用于数控转塔冲上、下料过程的机器人机构模型,并且借助于UG7.0对该模型进行了仿真分析.分析结果显示此机构完全能满足生产要求.     

仿生连续体机器人的研究现状和展望

仿生连续体机器人是一种基于章鱼臂、象鼻等生物器官仿生的新型机器人,近年来正逐步成为一个新的研究热点.文中讨论了连续体机器人的运动机理和应用领域,从仿生设计、运动学、动力学与控制等方面详细介绍了其研究现状,指出了目前连续体机器人研究中存在的问题及有待深入研究的方向.     

基于扰动观测器的SCARA机器人运动误差补偿控制设计与仿真

在外界干扰下,为获得SCARA机器人的高精度运动控制,对机器人建立运动学模型,通过设计一种带扰动观测器的PID控制系统,对机器人运动过程中不可测项进行在线观测和补偿,然后运用MATLAB与ADAMS对提出的控制系统进行联合仿真研究。结果表明,相比常规的PID控制系统,该控制系统能够降低机器人手臂跟踪误差,实现良好的轨迹跟踪效果。     

基于MATLAB与Pro/E码垛机器人动力学分析

基于D-H参数法建立码垛机器人手臂的运动学模型。用MATLAB计算码垛机器人的工作空间以确定完成典型任务的工作轨迹,然后用Pro/E的机构分析模块对码垛机器人进行动力学仿真,求各轴在完成典型任务下的受力情况,为开发码垛机器人选择电机减速机的选型提供理论数据。