6-UPS可步行并联机床运动学分析

针对并联机器人在设计过程中约束变量多、干涉情况复杂和设计周期长等问题,进行电动六自由度并联机器人结构参数设计与仿真研究.提出基于具体应用的并联移动机器人,设计自动喷涂生产线代替传统人工喷涂方式,其大幅度提升工作效率,推动喷涂机器人的国产化、产业化和市场化,对推进我国喷涂机器人的应用有着重要意义.     

一类滑块式并联机器人逆运动学建模研究

针对一类六自由度滑块式并联机器人,本文给出了机器人的结构特性及工作原理,在建立坐标系基础上运用几何解析法,建立逆运动学模型,将运动平台几何中心点运动后的位姿带入逆运动学求解公式,求得各个滑块的位移,并与机器人各滑块实际位移进行比较,同时通过两个算例验证所建模型的正确性。验证结果表明,在误差允许范围内,通过逆运动学求得各滑块位移与机器人各滑块实际位移一致;一二、四五、三六滑块位移变换规律两两相互对应,符合六自由度滑块式并联机器人的结构矢量特性,证明了并联机器人逆运动学建模的合理性。该研究具有广泛的应用前景。     

基于逆运动学的6-UPS并联机构运动学参数辨识方法

为了提高6-UPS并联机构的定位精度,研究了一种基于逆运动学的6-UPS并联机构运动学参数辨识方法.首先基于逆运动学建立了6-UPS并联机构的运动学参数辨识模型,然后通过Levenberg-Marquardt最小二乘法对模型进行求解,最后对该算法进行了仿真验证.结果表明该算法可以很快收敛,在测量设备没有测量误差的理想状态下,参数辨识精度达到10-10mm.在测量设备存在1μm、1″的误差状态下,参数辨识精度达到10-3mm,足以满足大部分应用场合下6-UPS的位姿精度要求.     

四足步行机器人逆运动学分析

对四足机器人进行了步态规划,并推导出其逆运动学方程,基于MATLAB建立其运动学模型,以末端轨迹作为输入曲线,得到各关节运动变化曲线.然后,将关节运动变化曲线作为机器人虚拟样机的驱动信号,可使机器人按照规划步态进行运动.研究结果验证了理论分析的正确性,为多足步行机器人运动控制分析提供了理论基础.     

2-UPS/RPR并联机构运动学分析

为得到2-UPS/RPR并联机构运动学特性,首先,运用螺旋定理进行分析得出动平台反螺旋系与运动螺旋系,结合修正的Grübler-Kutzbach公式计算机构自由度.然后,通过位置反解得出末端执行器位姿与各驱动杆位姿函数关系,并结合牛顿迭代法得出位置正解.其次,运用雅可比矩阵映射出末端执行器速度参数.最后,运用Adams软件对2-UPS/RPR并联机构的虚拟样机进行运动学仿真分析,得到动平台位移、角速度、速度、加速度变化曲线云图,结果表明该机构两转一移的特性可适应不同工况下复杂表面的喷涂.     

助老助残四足/两足可重构并联腿步行机器人运动学建模与仿真

结合并联腿步行机器人和可重构机器人的优点,设计了一种新型的助老助残四足/两足可重构并联腿步行机器人,进行了该机器人的构型设计。以四足并联腿步行机器人为研究对象,根据步行机器人整机的结构特征和基本并联腿的运动特征,将整机的运动学问题转化为单个并联腿的运动学问题,建立了机器人整机系统的完整的运动学模型,进行了机器人在爬行步态下的仿真分析,得出了驱动器杆长的仿真曲线。该项研究为四足并联腿步行机器人整机的动力学分析和控制奠定了一定的基础。     

PUMA机器人逆运动学分析

分析了PUMA机器人位置结构和姿态结构的特点,根据末端执行器位置矢量和姿态转换矩阵,在考虑臂形标志的基础上建立运动学算法,在Matlab5.3上建立仿真实验系统,验证该算法的有效性。     

喷浆机器人运动学逆问题

对一种新型的喷射混凝土机器人的运动学逆问题进行了详细的研究，由于用代数法求解此机器人运动学逆问题时方程繁琐鸡解，采用了数值算法，即年牛顿－拉普森算法，此算法可以保证收敛并且收敛速度也较快，可以满足在线实时控制的要求。     

PUMA机器人逆运动学分析

分析了PUMA机器人位置结构和姿态结构的特点,根据末端执行器位置矢量和姿态转换矩阵,在考虑臂形标志的基础上建立逆运动学算法,在Matlab5.3上建立仿真实验系统,验证该算法的有效性.     

喷浆机器人运动学逆问题

对一种新型的喷射混凝土机器人的运动学逆问题进行了详细的研究．由于用代数法求解此机器人运动学逆问题时方程繁琐难解,采用了数值算法,即牛顿一拉普森算法．此算法可以保证收敛并且收敛速度也较快,可以满足在线实时控制的要求．     

一类串行关节式机器人逆运动学建模与仿真研究

针对实验室一类串行关节式机器人,本文在正运动学模型的基础上,运用解析法对机器人的各个角度变量进行求解,建立逆运动学模型;同时对逆运动学进行仿真验证,将机器人末端姿态带入求解公式,与机器人实际的位姿进行对比。仿真结果表明,在误差允许的范围内,与输入正运动学的角度一致,但如果两组数据得到同一个位姿,说明机器人有两组运动学逆解,通过与机器人实际到达位置的变化进行比较,验证了该结果的可靠性。该研究为更深层次的机器人运动规划和编程系统设计奠定了理论基础。     

焊接机器人运动学正逆解

为了达到使焊接机器人完成工作任务的目的,通过设立坐标系和建立运动方程对机器人进行运动学分析,解出运动学正解和逆解。利用已求出的转角形成手部的转动,使手部到达所需的焊接位置并满足焊接姿态的要求,通过焊接机器人程序控制完成焊接任务。研究结果表明:利用已求出的转角的转动可使手部到达所需的焊接位置和姿态。     

七自由度机器人逆运动学研究

本文提出了一种具有球形腕的冗余度机器人逆运动学实时解的新方法。即采用位姿分解方式，使逆运动学划分为球形腕位置和姿态两部分。与非分解方式的广义逆解相比，以ＢＵＡＡ—ＲＲ７—ＤＯＦ机器人为模型的仿真，表明了两者所产生的关节轨迹相差较小。同时本文方法保留了机器人的冗余特点，而且使复杂的逆运动学得到简化，适合于实时控制。     

MOTOMAN机器人逆运动学新分析

为解决机器人逆解过程中存在解被丢失、大量矩阵逆乘、多组解的问题,提出了一种新的推导MO-TOMAN机器人逆运动学的方法.在解的推导过程中,采用双变量正切函数避免了解被丢失的可能性,回避了大量的逆矩阵相乘,简化了求解过程,大大减少了计算量,针对有多阻逆解的情况,采用最短行程准则,选取一组最接近于当前操作臂的解.研究成果已在深圳市元创兴科技有限公司自主研发的六自由度工业机器人中得到成功应用.实际应用结果表明本文研究的方法是正确的.     

七自由机器人逆运动学研究

本文提出了一种具有球形腕的冗余度机器人逆运动学实时解的新方法。即采用位姿分解方式，使逆运动学划分为球形腕位置和姿态两部分。     

随车吊机械臂运动学建模及逆运动学求解

根据随车吊机械臂各关节的运动特点,详细分析机械臂的运动学模型,采用齐次变换矩阵推导出系统的正运动学方程。针对随车吊机械臂逆运动学存在多解的问题,提出了一种基于改进收缩扩张因子的量子粒子群优化算法,并在算法中加入混沌搜索抑制"早熟"问题。仿真结果验证了机械臂逆解计算的有效性。     

6-PRRS并联机器人正运动学求解

采用分类神经网络形式,利用运动学逆解,通过遗传算法结合Levenberg-Marquardt训练方法,可实现机器人位置从关节变量空间到工作变量空间的非线性映射,从而求得并联机器人运动学正解估计值,然后通过拟牛顿迭代计算可求得精确解,将此方法应用于6-PRRS并联机器人,结果表明:该方法计算精度高,耗时少,可应用于并联机器人的任务空间实时控制或求解并联机器人的工作空间。     

冗余自由度机器人的运动学逆解

导出了冗余度机器人基于优化力度的运动学逆解，并将优化力度函数用于冗余度机器人运动学优化控制．通过调整优化力度函数中自运动限制因子的取值，可以改变自运动速度在关节角速度中所占份额。实现人为地控制任务时间段内关节角速度的大小，使各关节角速度接近一致，实现二次优化．     

冗余自由度机器人的运动学逆解

导出了冗余度机器人基于优化力度的运动学逆解,并将优化力度函数用于冗余度机器人运动学优化控制.通过调整优化力度函数中自运动限制因子的取值,可以改变自运动速度在关节角速度中所占份额,实现人为地控制任务时间段内关节角速度的大小,使各关节角速度接近一致,实现二次优化.