TriM: An Ultra-Accurate High-Speed Six Degree-of-Freedom Manipulator Using Planar Stepper Motors

In this paper, we propose a novel six degree-of-freedom positioning system. This mechanism is a tripod structure with inextensible limbs actuated at the base by two-dimensional linear stepper motors (other types of actuators may also be utilized). This manipulator has a closed-chain kinematic structure. Both the direct and the inverse kinematics of the manipulator are presented in detail. While the inverse kinematics are obtained in closed form, the direct kinematics can not be solved in closed form and an algorithm is provided for numerically computing the direct kinematic solution. A detailed dynamic model of the positioning system is also provided. The dynamics of the actuators (Sawyer motors) are also included in the dynamic modeling. The design of the tripod manipulator (TriM) included a kinematic optimization of the system parameters to maximize the manipulator workspace. The proposed manipulator achieves large range of motion in all the 6 degrees of freedom. Furthermore, high resolution and high speed motion may be achieved in all axes due to the actuators used and the direct-drive nature of the manipulator. This work was supported in part by NSF under grants ECS-9977693 and ECS-0501539. An earlier version of this paper was presented at the 2003 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Las Vegas, NV, Oct. 2003.     

应用旋量理论建立闭链机器人的动力学方程

提出了应用旋量理论和 L agrangian方程建立闭链机器人动力学方程的一种方法 ,并以 FANUC机器人为例 ,阐述了该方法的具体步骤。     

一种新的机器人动力学算法

本文在文献的基础上,对自行推导的基于凯恩方程的机器人动力学递推算法作了进一步改进和完善。改进后的算法很易于计算机实现,而且不仅适用于全旋转关节机器人,也适用于既含旋转关节又含移动关节的机器人,还可以不经拆链就能较方便地解决含有闭链结构的机器人动力学问题。本文将该算法与传统的几种动力学算法在计算效率方面进行了比较。     

机器人动力学的一种通用算法（Ⅰ）──动力学算法的导出

利用Ｋａｎｅ动力学方程，结合牛顿－欧拉算法，导出了一种基于凯恩方程的机器人动力学递推算法。该算法很易于计算机实现，不仅适用于全旋转关节机器人，也适用于既含旋转关节又含移动关节的机器人；不仅能处理开链结构的机器人动大学，还可不经拆链就方便地解决含有闭链结构的机器人动力学问题。     

含有闭链结构的机器人动力学建模与计算

运用凯恩（Ｋａｎｅ）动力学方程并结合牛顿─欧拉算法，导出了一种新的机器人动力学递推算法。此法简练、直观，可以方便地求解带有局部闭链结构的机器人动力学问题，而且特别适宜于计算机辅助设计计算。最后以具有局部闭链结构的两自由度操作手为例，说明了计算步骤和方法。     

高压线路巡检机器人机械臂闭链机构的运动学分析

针对传统高压输电线路巡检机器人作业范围小,越障效率低以及不能跨越引流线的问题,提出了一种三臂式高压输电线路巡检机器人,该机器人前、后机械臂采用平行四边形结构设计,属于局部含有闭链机构的混链机构。在分析了机器人前、后机械臂结构特点的基础上,提出了局部含有闭链机构的机构运动学方程的建模方法。借助MATLAB软件对机械臂的越障空间进行了分析,利用ADAMS软件对机器人在线路行走及跨越引流线过程进行了仿真,验证了机械臂结构的合理性,并通过试验验证了具有局部闭链机构的三臂式机器人可以更好地跨越线路障碍。     

含局部闭链的弧焊机器人操作臂运动学方程的建立

讨论的弧焊机器人的操作臂可以看成是一个含局部闭链结构的开式运动链，采用Denav．it-Hartenberg方法建立弧焊机器人的坐标系，建立操作臂的运动学方程。