基于遗传算法的冗余度TT—VGT机器人的避障规划

针对遗传算法提出了一些改进措施,用以提高算法的收敛速度和精度,并提出了四面体变几何桁架机器人的避障判据。应用改进后的遗传算法,实现机器人末端给定的运动轨迹和避障要求,并求得相应瞬时的关节变量值;并对７ 个自由度的四面体变几何桁架机器人进行了仿真计算     

基于改进型DWA的移动机器人避障路径规划

针对传统动态窗口法(DWA)中存在的绕行于稠密障碍物区外侧,造成总路程增加,遇见距离相近障碍物构成的“C”形障碍物组合而陷入评价函数失灵等问题,提出了基于改进型DWA的移动机器人避障路径规划.首先,基于本文提出的关键航迹点的概念,提取出A*全局规划路径轨迹中的关键航迹点;然后,以关键航迹点到待评价轨迹的距离作为依据,定...     

一种高速并联机器人的运动学建模与轨迹规划仿真

以一种可实现高速运动的4自由度并联机器人为研究对象,采用矢量法建立了机器人运动学逆解模型,并提出了具有显示表达式的运动学正解解析解法,因无需迭代而具有较高的计算效率。采用4种运动规律分别规划末端抓放路径,并对比分析了关节角加速度与角跃度随时间的变化规律。在此基础上,提出了基于SAMCEF的机器人刚柔耦合仿真流程,并分析了不同运动规律的残余振动幅值变化,为优选可兼顾关节驱动力矩平滑性与末端残余振动收敛性的运动规律提供了解决思路。     

弹性并联机器人输入运动规划

本文研究了弹性并联机器人的输入运动规划方法。本方法以机器人平台的输出运动误差为目标，规划机器人的输入运动。数值例结果表明，这种规划方法可以显著降低机器人输出运动误差。     

基于LabVIEW的高速并联机器人动态特性试验分析

高速轻型并联机器人因其运动构件刚体位移与弹性变形具有耦合效应、铰链存在间隙、以及惯性和刚度随位形实时变化,使得对其系统动力学行为,在理论上进行精准描述变得极为困难。同时传统的动态测试方法又因所用仪器价格昂贵而限制了其应用。为了避开理论精确建模和传统的动态测试分析方法,本文设计了一种基于LabVIEW的虚拟频谱分析软件,功能包括数据采集、显示、时域分析、频域分析和数据存储等功能。最后,用上述虚拟仪器对高速并联机械手进行动态测试,验证了该虚拟仪器的有效性,并根据对该机器人施加虚约束前后对系统刚度的影响,提出了对其机械结构进行改良的措施。     

柔顺并联机器人运动规划

以柔顺关节并联机器人系统为研究对象,对其运动规划问题进行研究。根据柔顺关节特性,建立系统分析模型,基于拉格朗日方法建立系统动力学方程。为保证系统平稳运行,抑制惯性力的变化速度,应用梯形和S型速度规划方法进行运动规划,并给出了直线轨迹和圆轨迹的运动规划算法。仿真试验结果验证了运动规划方法的有效性。     

基于模糊推理系统的新型并联机器人路径规划算法

提出一种新型并联机器人,通过分析并判断其雅可比矩阵,证明该机构可以进行无内部相对运动的整体快速、稳定运动.为满足其快速运动要求,提出一种基于模糊推理系统(FIS)的轨迹规划算法.运用模糊推理将障碍位置信息与其沿某一方向运动的比例信息模糊化,建立模糊规则并解模糊最终获得精确路径输出.仿真实验验证了算法的有效性.     

基于改进 A∗ 算法与动态窗口法融合的 机器人随机避障方法研究

针对机器人在存在随机障碍物环境中采用A~*算法规划路径会出现碰撞或路径规划失败的问题,提出了一种将改进A~*算法与动态窗口法相融合的机器人随机避障方法。在改进A~*算法中,首先优化了搜索点选取策略和评价函数,提高了A~*算法的搜索效率;然后提出冗余点删除策略,剔除路径中的冗余节点,并在每两个相邻节点间采用动态窗口法进行局部规划,确保在全局最优路径基础之上,实时随机避障,使机器人顺利到达目标点。实验结果表明,改进A~*算法较传统A~*算法平均可减少4.39%的路径长度和65.56%的计算时长,融合动态窗口法后,能在全局路径基础上修正局部路径,实现随机避障,验证了该算法的有效性。     

可重构柔索并联机器人协同避障方法研究

针对可重构索驱动机器人自身结构与环境障碍物间高碰撞风险问题,设计了一种基于临界支撑线及多指抓握的可重构柔索机器人协同避障方法。通过简化环境障碍物与机器人结构得到一类可重构柔索机器人在复杂环境下的一般模型,在此模型基础上利用其结构的拓扑约束及障碍物间的临界支撑线求取机器人的无碰撞运动区域;通过凸包算法及凸包映射算法求取不同构型及障碍物分布下可重构柔索并联机器人的力封闭工作空间,并分析不同构型及障碍物分布对机器人无碰撞力封闭工作空间的影响;随后,通过优化算法求取指定运动轨迹上最优索分布;最后在重构索驱动机器人实验平台对所得优化结果进行验证。实验结果显示,所设计的可重构柔索机器人协同避障方法能有效避免重构索驱动机器人运动过程中的碰撞。     

柔性并联机器人的动力规划

讨论了柔性并联机器人的动力学规划问题。首先,对柔性并联机器人的运动学进行了分析。其次,提出了以驱动力矩最小为规划目标的数学模型。最后,进行了柔性并联机构动力规划的算例分析。结果显示,进行柔性并联机器人的动力规划,可以显著减少系统的驱动力矩波动和大小。可为柔性并联机构的动力学特性分析、控制和实际工程应用等提供必要信息。     

纯转动型3-UPU并联机构工作空间分析

详细讨论了纯转动型3-UPU并联机构的工作空间。文中首先分析了3-UPU并联机构的纯转动运动的条件;然后用动平台的法向量、绕该向量转动的角度和连杆长度来直观地定义并联机构的工作空间,并分析了该定义该机构运动的几何和非几何约束条件,最后提出了纯转动3-UPU并联机构的工作空间搜寻算法,并利用M app le软件验证了该算法的有效性。本文研究的内容对3-UPU并联机构的可行性和优化设计有一定的作用。     

基于运动耦合结构的并联机器人运动学正逆解

根据运动学等效的原则，在并联机器人中引入等效串联机器人及分支等效串联机器人，以等效广义坐标为中间变量建立并联机器人运动学正道解求解算法。该算法能有效处理结构带来的运动耦合，并且规划的软件具有自动生成迭代初始点、避免多解性以及便于实际应用等特点，从而为并联机器人的结构设计与创新提供了理论支持。     

弹性并联机器人消减残余振动的研究

弹性机器人运动停止后会产生残余振动,这将影响其输出构件的定位精度,本文提出了两种方法,即冗余驱动法和输入运动规划法来意志生并联机器人平台的残余振动,虽然这两种方法有着本质上的差别,但都能迅速消减弹性并联机器人平台的残余振动。     

柔性冗余度机器人减振运动规划研究

由于柔性冗余自由度机器人具有冗余特性 ,因此在保证机器人实现预定工作任务的情况下 ,可以通过规划机器人各关节的自运动规律 ,从而改善机器人的动力学性能。本文提出了一种冗余关节规划方法 ,该方法为全局优化方法 ,具有可实现性、易控制和计算量小的特点 ,而且可以保证机器人工作结束后各关节的自运动速度为零 ,从而避免由于终态自运动的存在而使原优化效果遭到破坏。     

用遗传算法解具有给定工作空间的并联机构综合问题

提出一种利用遗传算法求解6自由度空间并联机器人机构综合问题的新方法。该机构的工作空间必须包含预先给定的且具有一定姿态能力的工作空间。为了描述具有一定姿态能力的工作空间，给出了一种简单有效和搜索算法。该法考虑了连杆长度限制、铰链转角限制和连杆干涉。算例表明结构参数可得到有效地优化，从而获得紧凑的机器人机构。     

基于改进RRT*FN算法的机械臂多场景运动规划

针对固定节点数的渐进最优快速扩展随机树(RRT*FN)算法精度低、对环境缺乏适应性等问题,提出了一种改进RRT*FN的机械臂运动规划算法。在迭代过程中,结合目标偏向随机采样和椭球子集采样的优势,构造新的启发式方法对采样区域进行约束,从而保证搜索路径更优。在扩展节点时,配置树中总节点数的预设值,并通过加权方法对树中叶子节点进行删减,避免了树规模的无限增长。在动态环境下,采用对节点剪枝与连接的启发式重规划方法,有效提高了对动态环境的适应能力。实验结果表明,该算法在规划过程中收敛速度更快,效率更高,具有较强的环境适应性。     

航天机械手的运动特点和工作空间分析

对处于微重力环境中中的航天机械手的运动特点和工作空间进行了深入的分析，这些研究工作将有助于设计高效的运动规划和运动控制算法。     

柔性机器人协调操作系统运动补偿规划法

提出了利用对柔性机器人关节进行运动补偿来减少协调操作系统运动误差的方法 ,并给出了两个平面 3R柔性机器人协调操作一刚性负载的数值模拟 ,仿真结果证明了该方法的有效性     

中间变量为移动位移的三自由度平面并联机器人运动学

按照输入参数与输出参数之间的中间变量的不同，将三自由度平面并联机器人分为中间变量为转动位移和移动位移两大类型。针对中间变量为移动位移的类型，介绍了其运动学正反解的统一模型。其正解模型为一元二次方程，最多有两个解，反解模型大多数情况有唯一解，极少部分最多有两个解。