改善冗余度机器人灵活性的研究

通过研究冗余度机器人系统的灵活性问题,给出一种矢量逼近的控制算法.该算法根据均值定理,利用雅可比矩阵的特征值及所对应的特征向量,构成冗余度机器人的零空间矢量;通过机器人的自运动,提高了冗余度机器人的灵活性.最后,给出一个平面3R 机器人的仿真实例,在收敛速度方面和稳定性方面与其他方法进行了对比.     

基于自运动控制的冗余度机器人运动学优化

基于自运动变量与雅可比矩阵零空间矢量的关系,提出了冗余度机器人自运动变量选取的新方法。基于线性化思想,建立了冗余度机器人运动学性能指标统一的表达式,并推导了性能指标的自运动变量解析式。利用非线性反馈,建立了基于自运动变量的优化控制系统,从而提出了冗余度机器人优化控制的新算法。该算法减少了系统的状态变量,从而简化了优化控制系统,比起以往的优化算法,如梯度投影法等,具有运算量小、优化能力强等优点,特别是在多冗余度机器人控制系统中具有很高的应用价值。利用计算机仿真证实了所提优化方法的可行性。     

应用OpenGL建立机器人可视化仿真系统

通过对机器人系统的位置、速度和加速度的分析,在VC的开发环境下构建了一个基于OpenGL的机器人可视化仿真系统,在此基础上进行运动学和动力学仿真实验。     

空间自由漂浮机器人运动实时控制

为满足空间自由漂浮机器人实时的运动控制，提出了一种高精度的实时控制算法。该算法不需要在笛卡儿空间进行复杂的速度逆解，而是实时采集手眼相机反馈数据，在关节空间进行位置逆解，得到机器人各关节控制变量，不断调整自身姿态向目标点靠近。对比分析了该算法的复杂性和可行性；经过在实验板上的实际运行，验证了算法的准确性和快速性。     

一种冗余度机器人灵活性优化算法

本文对冗余度机器人的运动灵活性的优化问题进行了研究。首先介绍了一种利用梯度投影思想的优化算法,指出了该算法在实际应用中一些局限性。进而提出一种比例调节矢量优化算法,和第一种方法相比,灵活度指标定义更加合理,调节矢量构造简单,计算量小,优化速度快。最后,通过两个优化实例,验证了该算法的有效性。     

冗余度机器人附加速度避障方法

应用空间解析法建立机器人关节点坐标的数学模型,直接计算出机器人与障碍物的位置关系。提出一种新颖的附加速度方法,当连杆离障碍物的距离小于阈值距离L0时,把机器人与障碍物的距离．映射为对机器人每个连杆与障碍物最近点增加的附加速度。以附加速度的范数作为性能指标．利用冗余度机器人的零空间映射矩阵调整机器人位姿,从而改变机器人与障碍物之间的距离．最终形成一条无碰撞轨迹。通过具有16个自由度的空间三分支机器人的仿真实验,验证此方法的正确性,具有很强的实用性。     

基于三分支机器人关节空间轨迹规划的研究

采用分离系数方法对三分支空间机器人进行运动学数学建模,在此基础上,进行了关节空间中的轨迹规划,提出1种在关节空间应用分段低阶插值拟合路径曲线的规划算法,以改善轨迹控制精度。用计算实例验证了该算法的快速性和高精度。     

旋量理论在机械臂末端执行器运动精度分析中的应用研究

虽然D-H参数法已广泛用于机械臂的运动建模和分析,先前文献中建立机械臂手爪运动误差数学模型主要基于D-H参数法或者修正后的D-H参数法,但D-H参数法在技术上存在根本的缺陷,即所有运动都是关于x和z轴的,无法表示关于y轴的运动。因此用D-H参数法所建立的机械臂手爪运动误差数学模型中无法体现关于y轴所产生的误差。为解决此问题,利用旋量理论建立了一模块化机械臂末端执行器运动误差的数学模型。利用算例对这种方法进行了分析,证明利用旋量理论建立误差模型是有效的。     

模块化柔性臂空间机器人运动误差分析

建立了一种模块化柔性臂机器人的综合误差分析模型，首次将以传递运动为主的减速器所产生的运动误差及因柔性臂弹性变形而产生的误差有机融合在一起。讨论了减小误差、提高机器人末端定位精度的方法。     

三分支机器人协调操作及关节力矩优化

针对三分支机器人协调运动，采用分离影响系数法分离各个分支的雅可比矩阵和惯性矩阵，再重新组合成整个系统的雅可比矩阵和惯性矩阵，建立三分支机器人运动学和动力学方程．应用乘子罚函数方法，对三分支机器人基于最小关节驱动力矩优化设计,避免矩阵的奇异值分解，提高计算的稳定性，应用迭代方法，简化了问题的求解．