3-RRRT并联机器人位置正解的快速解法

研究3-RRRT型并联机器人的运动学及正向求解方法.根据3-RRRT型并联机器人机构特点以及关节运动的取值范围,提出了以并联机器人支链中支杆的方向余弦和动平台绝对位置坐标为系统的广义坐标的方法,并详细地推导了3-RRRT型并联机器人运动学模型.提出了一种位置正解的数值求解方法,推导了位置正解迭代格式,并利用MATLAB进行了位置正解数值仿真,结果表明求解程序稳定、快速、有效.     

一种6-SPS型并联机构运动学正向求解方法

通过研究6-SPS型并联机器人机构的运动学正向求解方法,提出了一种建立运动学模型与正向求解的方法,利用6-SPS型并联机器人支链特点,以支杆两个独立的方向余弦和伸缩长度为支杆的广义坐标,推导了6-SPS型并联机器人运动学模型,在此基础上,提出运用基于Moore-Penrose广义逆的牛顿迭代格式对运动学模型进行正向求解,并编制了MATLAB运动学正向求解程序,进行了运动学正向求解数值仿真,结果表明求解程序快速有效。     

旋量理论和消元法在类达芬奇手术机器人逆运动学求解中的应用

由于达芬奇手术机器人构型特殊,不满足逆运动学解析解的存在条件,传统的运动学建模方法无法求出机器人逆运动学解析解.针对一种类达芬奇手术机器人构型,提出了一种结合旋量理论和消元法相结合的全新运动学建模方法,运用该方法成功求解出类达芬奇手术机器人的逆运动学解析解,解决了类达芬奇手术机器人精确解析解的求解问题.并通过MATLAB/Simulink仿真验证了该方法的正确性,从而丰富了机器人运动学建模和逆运动学解析解的求解理论,为类达芬奇手术机器人提供了一种快速通用的精确解析解求解方法.     

弧焊机器人工作空间分析与仿真

根据弧焊机器人的结构特点与工作情况,通过对比现有机器人工作空间求解方法,采用蒙特卡洛方法求解多关节弧焊机器人的工作空间,且使用D-H法获得机器人的正运动学方程,运用Matlab进行工作空间仿真.     

6R型串联机器人工作空间快速求解方法

针对机器人工作空间求解特点,提出了一种基于Matlab中SimMechanics模型并结合蒙特卡洛法的机器人工作空间求解方法.最后与数值法作了实验对比,证明该方法在求解速度上有很大的优势,并且克服了传统方法中对机器人运动学正、反解的依赖.     

基于MATLAB的HP20机器人运动学分析与仿真

机器人的运动学分析是机器人学的一个重要组成部分,为机器人的动力学分析、轨迹规划和运动控制提供重要依据。以日本安川Motoman-HP20六自由度关节式机器人为研究对象,利用D-H表示法建立该机器人的关节坐标系,确定了关节和连杆参数,推导出正逆运动学方程,并用MATLAB编写求解正逆问题的程序,用MATLAB Robotics Toolbox进行三维建模和运动学仿真。仿真结果表明求解正逆问题的程序正确,机器人结构参数设计合理,可以高效的达到期望位姿。     

基于遗传规划的迷宫问题高效求解

遗传规划(Genetic Programming)模拟达尔文生物进化原理,是一种与领域无关的搜索程序空间的方法,在组合优化问题的求解中有着广泛的应用.迷宫问题是一个复杂的组合优化问题,其目标是寻找合理的迷宫路径.本文用一组整数对程序进行编码,借鉴二进制编码的交叉,变异,井结合计算机程序的特点设计了遗传操作.使用遗传规划优化了行走程序,指导迷宫机器人在迷宫中找到一条最优的路径.实验结果表明使用遗传规划求解迷宫问题是有效的.     

基于蒙特卡洛法的喷涂机器人工作空间分析及仿真

根据喷涂机器人工作情况,在求解多关节喷涂机器人的工作空间时,比较当前各种机器人工作空间求解方法,提出采用蒙特卡洛法分析其工作空间并通过机器人正向运动学方程求解得到机器人末端点的集合,从而有效地得到六自由度喷涂机器人的可达工作空间,取得了良好的效果.     

三自由度机器人手臂的运动学可视化求解研究

利用Pro/E软件建立机器人手臂模型后,再建立各个关节的坐标系,并给出机器人手臂各连杆参数、各关节变量初始值及其变化范围.运用机器人正、逆解的求解方法在VC++里做出机器人手臂正、逆解的可视化求解界面,此界面既加快了机器人正、逆解的求解速度,也为机器人的控制奠定了基础.     

模拟手臂机器人的运动参数的数值解

本文提出模拟手臂机器人间接位置的求解问题。即,将模拟手膂机器人的作业点作为输入数据,根据该点的线性增量,求解机器人各关节的运动增量。这样,通过一个循环程序,可以获得从一点到另一点的各关节的转角值。     

五自由度串联机器人运动学正反解仿真研究

介绍了基于ADAMS的5自由度串联机器人运动学正、反解仿真方法,给出了一种有效的仿真多自由度串联机器人反解的驱动函数构造方法,并用ADAMS强大的运动仿真功能、函数、测量及曲线处理功能,对5自由度机器人进行了运动学正反解仿真运行及分析。为机器人运动控制及优化设计提供参考依据。     

Motion Capture for Puppet Control Using Integrated Sensor System

The paper aims to execute puppet without restrictions by controling puppet using robot.We controling puppet in the same way as the present puppet,but we perform this by robot.It offers more advantages and lessen the weak points.It needs various actions and expressions becarse of the nature of a puppet.The biggest problem which executes this is the ways to create a system.This thesis proposes motion capture of developed methhod with solution of this problem.So,we create various contents needed by puppet.In this part,developed method means a mixed method on the basis of optical system and magnetic system used mainly for the present method of motion capture.We lessen the weak points of each method and propose solution of create motion for puppet by offering more advantages.So we solve difficulties of executing puppet and probable problems when we execute puppet by using robot.The solution of this thesis is proven by applying control of puppet.     

Development of a novel hand−eye calibration for intuitive control of minimally invasive surgical robot

Robotic-assisted surgical system has introduced a powerful platform through dexterous instrument and hand−eye coordination intuitive control. The knowledge of laparoscopic vision is a crucial piece of information for robot-assisted minimally invasive surgery focusing on improved surgical outcomes. Obtaining the transformation with respect to the laparoscope and robot slave arm frames using hand−eye calibration is essential, which is a key component for developing intuitive control algorithm. We proposed a novel two-step modified dual quaternion for hand−eye calibration in this study. The dual quaternion was exploited to solve the hand−eye calibration simultaneously and powered by an iteratively separate solution. The obtained hand−eye calibration result was applied to the intuitive control by using the hand−eye coordination criterion. Promising simulations and experimental studies were conducted to evaluate the proposed method on our surgical robot system. We extensively compared the proposed method with state-of-the-art methods. Results demonstrate this method can improve the calibration accuracy. The effectiveness of the intuitive control algorithm was quantitatively evaluated, and an improved hand−eye calibration method was developed. The relationship between laparoscope and robot kinematics can be established for intuitive control.     

并联机器人正运动学与NURBS轨迹规划

并联机器人是一种具有高载荷自重比的封闭式运动结构,针对并联机器人运动控制和NURBS轨迹问题进行了深入的研究,首先从并联机器人的逆运动学问题进行了解析方法的求解。其次,针对正运动学(FKP)在数学上是难以解决问题,提出了一种多层感知器进行反向传播学习的神经网络进行实时求解。再次,开发了基于NURBS的通用插补器,它可以处理任何类型的几何图形使得机器人运动轨迹平滑。最后利用实验验证了运动学和NURBS曲线求解并联机器人模型的正确性。该策略在少数迭代和很少执行时间内,位置和方向参数的精度分别接近0.01mm和0.01°,验证了算法的有效性和正确性。     

平面3R冗余度机器人进行避障规划时的混沌

通过仿真及混沌数值分析法中的相图法和最大Lyapunov指数法，以平面3R刚性冗余度机器人为研究对象，对基于分解运动控制的机器人末端重复跟踪工作空间内的封闭路径并进行避障规划时的自运动中的混沌现象进行了研究。研究表明：基于分解运动速度控制方法求解冗余度机器人运动学逆解时，其自运动是规则的周期运动，而基于分解运动加速度控制方法求解冗余度机器人运动学逆解时，其自运动是混沌的。     

基于CAN总线的力传感器与机器人控制器通讯设计

研磨机器人系统中，研磨头与工件的接触力是保证加工精度，进行机器人力控制的一个重要因素。采用CAN通讯可以确保力传感器准确、及时地把力信息传送给控制器进行力控制。本文给出了6维腕力传感器与机器人控制器通讯的硬件结构，制定了可靠的通讯协议，实现了力信息的正确读取，为研磨机器人控制系统获得可靠的力信息提供了一种新的解决方案。     

五自由度教学机器人运动学及工作空间分析

以一种教学五自由度机器人为研究对象,对其进行了运动学分析和工作空间仿真。采用D-H方法推算出运动学方程的变换矩阵,得到运动学正解及利用反变换法获得运动学逆解;根据矢量积方法给出了机器人的速度雅可比矩阵。最后利用包络法分组解法求解了该机器人实际工作空间曲面,为该教学机器人的结构优化、动力学分析和运动控制提供了依据。     

串联九自由度喷涂机器人及其运动学分

在工业生产中,喷涂是重要的加工过程,喷涂机器人已经广泛应用于喷涂行业,但复杂工件的内表面喷涂还多依赖人工完成。针对多腔室多障碍的大型构件内壁的喷涂,提出一种新型九自由度喷涂机器人。根据多腔室多障碍大型构件的结构特点,按功能将此机器人结构划分为工作定位装置、工作执行装置和辅助支撑装置;基于D-H参数法,建立此机器人的数学模型,进行正解的求取;给出一种冗余机器人计算反解的方法：根据喷涂不同方位的腔壁对前三个关节进行角度预设,从而保证喷涂目标面处于工作执行装置的灵活工作空间;根据关节7工作空间的特性,采用正向求解和逆向求解分别得到关节7的位置坐标,并反推关节6的位姿,进而得到其他关节角度值完成反解。此求解方法得到的反解能够保证机器人在对同一壁面喷涂时具有相似的构型姿态,解决了反解过多、求解难度大、解筛选困难的问题,极大地提高反解的求解速度。     

神经网络在机器人运动控制中的应用研究

运动控制是人工神经网络应用于机器人控制的重要内容。本文就人工神经网络用于机器人运动学正解问题进行研究 ,通过建立机器人运动学神经网络模型 ,给出了相应的 BP算法 ,并对 2 R、3 R和 6R机器人运动学正解进行了系统的计算机仿真 ,并结合实际任务 ,在 6R焊接机器人上进行了实验验证     

铝合金轮毂机器人光整加工控制技术研究

基于对铝合金轮毂结构及光整加工要求的分析,通过比较机器人示教和离线编程的优缺点,提出示教编程和离线编程集成使用的机器人控制技术,来完成轮毂光整加工。机器人离线编程控制是根据轮辐表面刀具轨迹的点位信息和机器人运动学方程,运用Pieper法进行机器人运动学方程逆解来实现的。研究表明,采用示教编程和离线编程集成的机器人控制技术能在满足光整加工要求的前提下大大提高轮毂加工效率。