飞行器姿态解算方法及仿真研究

飞行器姿态解算是飞行器姿态动力学的基础和核心。首先论述了姿态解算的数学本质,针对飞行器垂直发射时姿态运动学方程退化和欧拉角奇异问题,论述了工程上常用的几种姿态解算方法,最后给出了这些算法的Simulink仿真结果和结论。     

冗余度机器人扩展雅克比方法的应用研究

采用基于所提出的连续比例因子的梯度投影法,利用模糊推理规则动态求解了多性能指标融合中的权系数,对卫星在轨自维护系统的冗余度机器人推拉帆板作业进行了数值仿真计算。所得到的结果与采用固定比例因子的梯度投影法进行了比较,指出了采用固定比例因子方法的不足之处。实验结果验证了所提出的连续比例因子方法的可行性,为冗余自由度机器人的逆运动学解法提供了新思路。     

基于FPA的新型气动柔性球关节的研究

驱动关节是机器人研究的重要基础部件,提出了一种基于气动柔性驱动器(FPA)的新型气动柔性球关节,本球关节采用三个FPA作为驱动器,通过向三个FPA输入不同的气压实现其旋转运动.由球关节力矩平衡的条件,建立了新型气动柔性球关节的数学模型,根据并联机构位置逆解易求的特点和BP神经网络的特性,建立了合适的BP神经网络模型,求解了新型气动柔性球关节的位置正解,最后通过MATLAB仿真验证了新型气动柔性球关节模型的准确性.     

MOTOMAN-HP3型机器人运动学建模

根据MOTOMAN-HP3型机器人具体结构特点,建立机器人的运动学模型,求出正逆解.并在机器人运动学建模过程中,对关节运动范围的转换规律进行了研究.为机器人运动分析、离线编程、轨迹规划等打下了基础.     

仿袋鼠单腿跳跃机器人动力学建模与仿真

根据自然界中袋鼠的骨骼结构设计了仿袋鼠单腿跳跃机器人的机构模型．其机构设计充分利用产生被动动力学的机械结构来减少运动中的能耗．仿袋鼠单腿跳跃机器人由关节腿、身体和尾巴三部分组成,其中关节腿由两连杆、旋转副及扭簧连接而成．采用拉格朗日方法建立支撑相和飞行相的动力学模型,并用MATLAB7．0对动力学模型进行了数值仿真,仿真结果验证了动力学模型的正确性,为后续的机器人结构优化设计和运动控制奠定了理论基础．     

EPB盾构掘进机刀具运动学建模分析

EPB盾构掘进机的刀盘上可根据切削土质的软硬而选择安装硬岩刀具和软土刀具。通过运用空间几何理论以及空间运动学的坐标变换矩阵法对刀盘上安装的正滚刀、边滚刀以及切刀的破岩过程进行分析,得出了刀具破岩的运动规律,建立了刀具工作刀刃的破岩运动学模型。模型的建立有利于对刀具进行磨损和破岩机理以及刀具优化设计的研究。     

移动机械手的整体运动学建模与控制

移动机械手由一个机械手固定安装在一个移动平台上构成。移动平台和机械手的不同物理特性使移动机械手的建模和协调控制成为机器人领域的难点之一。本文对移动机械手进行了运动学分析,给出了其整体运动学建模方法;针对移动机械手的非线性和强耦合特点,设计了PD反馈控制器;仿真实验证明该控制器具有良好的控制效果。     

六自由度模块化机械臂的逆运动学分析

针对自主研发的六自由度(DOF)模块化机械臂,提出一种逆运动学求解方法.根据机械臂的结构特点和运动学约束,对机械臂的运动学进行分析.建立该类型机械臂的正运动学模型,得到了机械臂逆运动学的完整解析解.采用Denavit-Hartenberg(D-H)法对机械臂操作空间进行描述,在考虑机械臂运动学约束的基础上,得到以关节角度为变量的正运动学模型.通过分析正运动学模型的可解性,采用矩阵逆乘的解析法求解机械臂的正运动学模型,得到了该类机械臂逆运动学的完整解析解.通过仿真验证了正运动学模型及运动学逆解的正确性,运动学逆解可以用于机械臂末端执行器的精确定位和运动规划.     

2杆轮式移动机械手运动学、动力学、稳定性研究

针对2杆轮式移动机械手运动学、动力学、稳定性(平面)等问题进行了系统研究.假定移动载体以恒速通过不规则路面(路面以正弦函数描述)的同时,机械手末端执行器跟踪给定轨迹.通过分析系统约束方程组并采用Cartesian坐标分别得出系统构型位置、速度、加速的反解;应用牛顿-欧拉方程,建立该轮式移动机械手系统的完整逆动力学模型;以该动力学模型的分析结果为基础,得出轮胎支反力和水平驱动力,并综合考虑轮胎与路面间的摩擦,评价了系统在执行既定任务时的稳定性.由于Cartesian坐标的应用,致使该运动学、动力学等模型和稳定性评价标准等的推导具有通用性,从而为移动机械手性能的研究提供了相应借鉴.     

焊接工业机器人灵活性分析及仿真研究

针对一种焊接工业机器人,采用蒙特卡罗方法和运动学分析方法,分析了焊接工业机器人的工作空间。通过仿真可方便的判断机器人工作空间中是否存在空洞或空腔。利用灵活性、灵活度和服务球的概念,分析了机器人工作空间中任一点的灵活度,求出了机器人的灵活工作空间,为后续开发和优化焊接工业机器人的使用性能和灵活的工作范围提供了参考依据。