基于DMC的机器人轨迹规划研究与实现

在分析6自由度机器人运动控制系统架构的基础上,提出基于DMC(digital motion controller)的开放式运动控制系统的6自由度机器人轨迹插补算法.主要研究在笛卡尔空间规划中直线的插补算法.同时介绍了插补算法在DMC上的具体实现方式.实验证明了控制器能可靠精确地实现机器人轨迹运动.     

六自由度机器人设计分析与实现

对六自由度机器人进行运动学分析,用D-H方法获得了运动学正解、运动学逆解,为运动学轨迹规划打下基础。根据逆解和运动过程的要求,对六自由度机器人进行轨迹规划。将MATLAB软件中轨迹规划的结果在ADAMS软件中进行虚拟仿真,得到的实验数据为机器人运动过程的研究和结构优化提供理论依据。     

基于MATLAB的6R关节型机器人运动学仿真研究

以6自由度的PUMA560机器人为实例,介绍了机器人运动学分析的D-H参数法,利用Robotics Toolbox工具箱对PUMA560机器人进行了建模仿真,编写了运动分析和轨迹规划问题的详细程序,实现了对机器人末端执行器中心的位姿控制及轨迹规划。     

单自由度四足机器人腿部机构设计与分析

针对四足机器人腿部机构的自由度多导致传动控制复杂,腿部转动惯量大导致运动性能差,关节驱动换向导致冲击能耗大等问题,基于机构综合设计了一种由曲柄摇杆机构、四边形机构复合成的单自由度连杆式机器人腿部结构.采用解析法建立了腿部机构运动学模型,为实现足端迈步运动,规划了足端轨迹,并以足端轨迹运动为优化目标,建立了优化数学模型,运用MATLAB优化得到了腿部机构尺寸.在ADAMS软件中建立了机器人虚拟样机模型,采用对角步态仿真了机器人运动特性,验证了腿部机构设计的可行性.     

基于Pro/E与Simulink的Delta并联机器人运动仿真

针对"三自由度并联机器人的运动空间比传统六自由度并联机器人受到更多约束,以及其运动特性也更加复杂"的问题,将可视化运动仿真分析技术应用到并联机器人的研究上。以三自由度Delta并联机器人为例,在复杂轨迹下其整体位姿难以直观想象;为了便捷、高效地实现Delta并联机器人可视化运动仿真分析,结合SimMechanics Link接口软件,以Pro/E与Simulink/SimMechanics为仿真开发平台,提出了采用三维模型转换成SimMechanics模型的建模方法,并建立了SimMechanics模型,进行了仿真。研究结果表明,该方法能够直观地对Delta并联机器人进行可视化运动仿真分析,进而可为并联机器人机构的选型及优化、控制器的设计提供参考依据。     

六自由度并联机器人设计和关键技术研究

根据并联机构的有关理论和实际需求设计了旋转输入式6自由度并联机器人,该并联机器人以旋转电机为输入动力,通过6个由锥齿轮转向器、R-T-R-T组成的传动结构实现并联机器人的6自由度要求。基于轨迹法对旋转输入型并联机器人进行了位置逆解分析,同时基于MATLAB对并联机器人的工作空间进行了仿真,得到了此并联机器人的运动空间结果。     

仿人7自由度机械臂位置层面轨迹规划研究

仿人7自由度机械臂作为一种特殊结构的冗余自由度机器人,具有更好的运动学性能.为了简化仿人机械臂轨迹规划的计算量,从仿人机械臂的逆运动算法入手,讨论了位置层面的仿人机械臂逆运动计算方法,并在轨迹规划中采用定时插补和定距插补的方法,通过位置层面逆解中加入机器人运动的速度和加速度等信息,实现了在位置层面上对仿人7自由度机器人关节空间的全方位运动规划.     

基于以太网通信和OpenGL的库卡机器人在线控制及仿真

以库卡六自由度工业机器人为研究对象,针对传统示教编程的缺点,利用C#编程语言及Visual Studio开发平台设计一款机器人在线控制及运动仿真软件。通过TCP/IP协议及socket通信,实现机器人控制系统与上位机的数据通信,并基于OpenGL图形库建立机器人三维模型,实现机器人末端轨迹在线控制及运动仿真。     

欠驱动机器人最优运动轨迹生成与跟踪控制

以被动关节自由的欠驱动机器人为研究对象,对其最优运动规划与轨迹跟踪控制问题进行研究,控制目标为实现欠驱动机器人关节的任意位置控制.对欠驱动机器人系统的可控性条件进行分析,提出部分稳定规划器的思想,利用遗传算法对建立的适应度函数进行全局优化,得到部分稳定规划器的最优切换顺序.利用变结构控制方法进行反馈控制,实现了期望轨迹的精确跟踪.提出的方法一方面利用遗传算法的全局搜索能力,不必考虑机器人的严格线性化,能够快速、准确地实现路径寻优,且具有很好的稳定性:另一方面采用的变结构控制方法能够对系统干扰及参数变化具有良好的自适应性,因此本方法可以很容易推广到多自由度欠驱动机器人系统控制当中.通过末关节为被动关节的平面3自由度机器人进行仿真,仿真结果证明了方法的有效性.     

动态环境下六自由度机械臂在线运动规划算法

为满足实时性和安全性的要求,提出了一种动态环境下六自由度机械臂在线运动规划算法.应用这一算法,在运动规划过程中可以兼顾机器人的避障和轨迹的平稳性.针对运动规划过程中出现的轨迹抖动问题,构建了基于自适应权重的优化问题模型.基于UR10机器人平台进行仿真验证,确认所提出的动态环境下六自由度机械臂在线运动规划算法的有效性与优...     

基于Open Inventor的机器人运动学仿真和轨迹规划研究

针对KUKA公司生产的KR150～2型六自由度机器人,借助UG软件对机器人进行三维实体建模。采用Denavit—Hartenberg坐标变换方法建立了机器人运动学模型,并利用0penInventor和Visual C＋＋6．0编写了运动学正解、逆解、轨迹规划的程序。最后实现了在0pen Inventor环境下机器人的运动仿真。     

机器人的运动轨迹研究与仿真

为研究六自由度机器人的运动学问题,以MZ07六自由度机器人为研究对象,应用D-H法对机器人建立关节坐标系并确定杆件参数,从而建立机器人的运动学模型。在MATLAB环境中,对机器人进行正、逆运动求解,在关节空间里,通过多项式插值对各个关节进行轨迹规划,并完成各关节的角度位置、角速度和角加速度的变化轨迹图像。通过仿真结果,可以得到多项式插值可以使机器人各个关节运动时位置、速度以及加速度的变化情况,且变化曲线光滑、连续,并在MATLAB三维图中直观看到机器人手臂的位姿状态,从而验证了机器人结构参数的正确性,以及多项式插值能够保证达到期望轨迹。同时MATLAB仿真为机器人的运动学问题、结构设计等方面提供了研究平台。     

基于复杂路径下的六自由度机器人动力学仿真

虚拟样机技术是机械产品开发的一个重要仿真手段,是提高产品开发效率和节约成本的有效途径。利用Solid Works建立六自由度雕刻工业机器人的三维模型,以D-H矩阵建立空间坐标系,将其机械臂以矩阵方式在空间坐标系中表达出来,通过对MATLAB Robotics Toolbox工具箱进行二次开发,完成其轨迹的逆运动求解,将逆运动求解结果及三维模型导入ADAMS进行机器人联合动力学仿真。实现了一种快速基于复杂工作路径下的六自由度机器人动力学的求解,与传统运用STEP函数求解相比,仿真轨迹更加真实、仿真结果更加可靠。     

基于SimMechanics的4自由度机器人的轨迹规划和仿真系统设计

针对1台4自由度教学型机器人的结构特点,利用多项式插值规划关节空间的轨迹,并利用Matlab中的SimMechanics工具箱建立运动学仿真模型.仿真结果表明利用仿真模型可以准确、有效地得到机器人的运动参数和运动轨迹,为机器人分析设计提供了可靠依据.     

6-PTRT并联机构动力学简化策略与稳定性优化

根据6-PTRT并联机器人机构特点及相关文献,推导出此机器人KANE动力学模型。利用四元数法求出刀具在空间曲面上一条加工轨迹,通过空间轨迹规划,实现对并联机器人6个自由度协同控制,分析并联机器人在中低速和高速加工过程中各运动部件对驱动力的影响,得到动力学模型简化策略,提高了运算效率。分析机构启动时动力学响应曲线产生波动的原因,采用Akima插值法对各支链动力学响应进行优化,得到更为平滑的动力学响应曲线,提高机构运行平稳性,为并联机器人结构设计、轨迹规划及实时控制提供理论依据。     

基于LabVIEW和SolidWorks的微创手术机器人运动仿真

为了直观的对微创手术机器人进行运动分析,首先建立机器人逆向运动学数学模型,并在Matlab中完成逆解程序编写。同时在SolidWorks中建立相应的三维模型,利用SolidWorks Motion对机器人进行了运动轨迹规划和仿真,验证了位置反解的正确性。为了使运动规划和仿真更加直观、简单,需要设计运动仿真前界面。因此,基于LabVIEW强大的前面板功能设计出运动仿真人机交互界面,基于LabVIEW SoftMotion模块丰富的运动函数完成机器人末端轨迹规划,最后将LabVIEW、SolidWorks和Motion设计工具集成到一起,对机器人进行了运动仿真,实现了对运动过程的参数化控制。     

基于包络法六自由度工业机器人工作空间的分析

论述六自由度工业机器人工作空间的问题,利用基于分组解法的包络理论求解两次包络得理论上的工作空间包络面方程,进行混合编程仿真,将求解工作空间的Matlab仿真程序嵌入到C#控制界面中,从而在控制系统界面中得到工作空间二维视图,求出机械手的最大工作范围,为机器人示教和轨迹规划提供了理论依据.     

焊接机器人运动学分析及轨迹规划研究

针对梁构、石化容器等大型焊件普遍存在的焊接难的问题,研制了一种新型7自由度大型焊接机器人.首先,分析了该机器人的机械结构,基于D-H坐标系理论建立了机器人的运动学方程,并对该方程进行了求解,得到了其运动学正反解;其次,在关节空间内,采用过路径点的三次多项式插值方法,结合机器人操作空间运动参数对关节轨迹插值计算,实现了对机器人关节空间的轨迹规划;最后,在Matlab7.8平台上,利用机器人工具箱建立了该机器人模型,并且对机器人运动学、轨迹规划进行了仿真分析.仿真及研究结果表明:该机器人各连杆参数的设计是合理的,在关节空间内利用三次多项式进行轨迹规划具有可行性;同时,这也为机器人动力学的研究打下了基础.目前该技术已应用于机器人的点焊及角焊的现场作业中.     

一种五轴联动机器人运动学建模与仿真研究

探讨在VC＋＋6．0集成编程环境下，调用OpenGL实现机器人的建模与仿真。对一种五轴联动机器人首先建立几何模型，对其正逆运动学问题进行分析求解，然后建立友好人机交互界面，对机器人示教再现过程进行模拟，最终实现让机器人走空间直线路径的轨迹规划仿真。     

6自由度水下机器人动力学分析与运动控制

对6自由度水下机器人的动力学与运动控制进行研究。首先考虑重力、浮力、推力以及水动力的影响,建立水下机器人的动力学模型,对机器人的复杂水下动力学行为进行描述。在此基础上,根据解出加速度法设计非线性控制器,包括内外两个控制回路。其中外控制回路根据机器人实际轨迹与期望轨迹之间的偏差进行负反馈控制,内控制回路根据机器人动力学特性引入非线性补偿,把机器人转化为一个更易于控制的线性系统,从而准确实现对理论轨迹的跟踪。最后对水下机器人跟踪目标进行运动控制仿真。从仿真结果可以看出,利用该方法可以使水下机器人具有良好的轨迹跟踪能力。