基于MATLAB的仿人焊接机械手运动学分析和仿真

针对在狭小空间或密闭容器内以及危险作业环境中焊接的特殊要求,以UG软件为基础设计了一种仿人焊接机械手。采用D-H方法建立了焊接机械手的运动学方程,并讨论了该机械手的运动学问题。然后运用MATLAB软件对机械手的运动学进行了仿真,通过仿真观察到机械手各个关节的运动,并得到所需的数据,说明了所设计参数的合理性和运动算法的正确性,为焊接机械手的动力学、控制及轨迹规划的研究提供了可靠的依据。     

自行式大型矿磨衬板更换机械手的设计与仿真

为解决特大型矿用磨机衬板更换过程中作业效率低以及进口设备价格垄断等问题,采用虚拟样机技术研制了一种能够高效完成衬板更换的自行式八自由度重型机械手。根据作业要求对衬板更换机械手进行结构设计,并运用三维软件Inventor建立模型;采用D-H参数法建立其运动学数学模型,在RecurDyn平台进行仿真分析。仿真结果显示,所设计的衬板更换机械手能够满足作业要求;所建立的运动学方程是正确的;仿真结果为驱动元器件的选型提供了依据。     

5R关节型机械手运动学性能分析及其仿真的研究

根据生产线的实际要求,对5R机械手运动学性能进行探究,并通过solidworks建立模型并用adams进行仿真,在不同轨迹下得出机械手的运动学特性,然后对比分析数据,为关节机械手以后的运动学分析提供理论依据。     

捡拾机器人机械手运动学分析与仿真

为解决训练场高尔夫球、网球、乒乓球等小球类物体捡拾问题,设计一种五自由度捡拾机器人机械手结构。采用D-H法建立机械手坐标系和参数表,推导出末端坐标系位姿模型,并求解出运动学逆解。运用正运动学分析求解机械手工作空间,证实其空间满足小球类物体目标工作区域。在ADAMS环境中完成虚拟样机的建立,选定目标捡拾点和放置点,根据逆运动学求解结果,对各关节设置相应驱动函数,进行实例仿真验证。结果表明:机械手活动范围在工作空间内,运动规律合理,逆运动学求解正确,能够完成小球类物体捡拾任务。     

六自由度机械手的运动轨迹规划与仿真

轨迹规划是影响六自由度机械手运动学性能,保证其平稳快速完成指定任务的重要内容。文中基于D-H坐标系,建立机械手运动学模型,求解正、逆运动学方程。采用4-3-4多项式关节插值算法,对六自由度机械手进行轨迹规划。利用MATLAB对机械手进行运动学仿真,输出各关节位置、速度及加速度曲线。基于仿真结果,将4-3-4轨迹规划方法与三次多项式轨迹规划进行比较,结果表明:4-3-4多项式插值轨迹规划方法可以保证机械手平稳快速地到达期望位姿,完成指定任务。     

并行连杆传动的机械手指结构设计及运动学分析

针对现有汽摩装配工艺中所用机械手存在抓取方式单一及手指结构复杂的问题,设计一种两组连杆并行传动的三自由度机械手指,运动学分析结果证明该手指具有平滑的运动轨迹。搭建由3个该机械手指构成的机械手并进行目标抓取实验。实验结果表明:由该机械手指构成的机械手能够对多种形状目标实现稳定抓取,且具有较好的柔顺性与灵巧性,为汽摩装配工艺提供了参考。     

PCB上下料机械手设计与仿真

针对PCB数控钻床上下料时对人力过度依赖所带来的问题,提出采用自动上下料机械手替代人工上下料。根据上下料机械手功能需求对自动上下料机械手进行了总体设计,分析了机械手安装布局,并使用SolidWorks建立了机械手的模型。运用D-H参数法建立机械手的运动学方程,求解出机械手末端在全局坐标系下的位置及姿态。再通过ADAMS对机械手进行运动仿真,得到并分析了机械手的末端的轨迹信息、位移信息、速度及加速度信息,验证了设计的正确性和合理性,为机械手实际动作优化和运动控制提供了依据。     

基于虚拟样机的DELTA并联机械手动力学仿真和伺服选型

通过编程逆解DELTA机械手最大运动空间轨迹;采用虚拟样机技术,利用ProE/Mechanism和ADAMS软件对DELTA并联机械手进行动力学仿真,对比验证机构仿真结果,得出驱动轴运动参数;在此基础上,提出一种伺服电机精确选型的新方法。所建立的虚拟样机模型也为DELTA机械手的研究提供了一个运动学分析和控制的平台。     

取药机械手的设计及其运动分析与仿真

为了提高自动化药房的取药速度,设计了一种新型取药机械手。该机械手的夹取方式采用两指平移形式,手爪底座下方设计有临时储药装置,可以满足机械手一次往返抓取多盒不同药品的要求;运用D-H法和矩阵法建立坐标系及运动学方程,并在MATLAB软件中运用拓展工具箱Robotics Toolbox对机械手进行运动学仿真,得出机械手的运动范围。该研究可为减少单处方抓取期间往返出药口的次数,缩短取药用时以及规划机械手轨迹提供一定的参考。     

基于Matlab的四工位制壳机械手运动学分析与仿真

针对四工位制壳机械手结构设计,通过D-H方法建立了机械手运动学方程,进行正、逆向运动学分析。同时,运用Matlab的Robotics Toolbox建立机械手仿真模型,并对正、逆运动学分析结果进行了仿真。结果表明,通过机器人工具箱对该机械手进行轨迹规划仿真,可以得出机械手各关节位移、速度和加速度曲线,从而验证机械手结构参数的合理性,为后期动力学分析和控制研究提供了理论分析的依据。     

偏置式空间机械臂关节角参数化逆运动学求解

针对偏置式空间7自由度(DOF)冗余机械臂,提出了一种基于关节角参数化的运动学求解方法。根据空间机械臂的结构特点对其臂型进行了分析,采用D-H(Denavit-Hartenberg)法建立空间机械臂坐标系。采用D-H法对空间机械臂操作空间进行了描述,在考虑运动学约束的基础上,得到了以关节角为变量的正运动学模型。通过分析逆运动学模型的可解性,采用矩阵逆乘的解析法求解了该类机械臂逆运动学的完整解析解。在Matlab环境下,使用Matlab Robotic Tools对机械臂的初始姿态进行了仿真。通过给定的机械臂末端位姿,根据推导的逆运动学算法对空间机械臂各个关节的角度进行了求解。机器臂的运动学逆解算将作为机器臂运动规划和轨迹控制的基础。     

基于OpenMV的五自由度机械臂控制方法研究

以五自由度机械臂为研究对象,建立D-H数学模型,探究几何法与代数法求关节角的过程,使用五次多项式插值的运动轨迹规划算法。通过建立仿真模型验证了运动学求解方法与轨迹规划算法的有效性。采用一种基于机械臂几何模型的逆运动学分析方法,设计OpenMV摄像头的图像识别与处理算法来精准定位目标物,并将目标物的位姿发送给主控系统,实现五自由度机械臂自主抓取目标物的功能。以乒乓球为抓取目标进行实验验证,结果表明：此设计能精准定位目标物,完成有效抓取,控制性能稳定、可靠。     

液压支架油缸内壁缺陷修复机械臂的运动学分析与仿真

针对矿用液压支架油缸内壁局部缺陷修复,设计一种能深入液压支架油缸筒内进行内壁修复的焊接机械臂。基于改进D-H参数建模方法,对设计的内表面修复焊接机械臂进行运动学建模,并求解了内表面修复焊接机械臂的正、逆运动学。借助MATLAB软件,采用蒙特卡洛法,对该焊接机械臂的有效工作空间进行了仿真分析,利用Robotics Toolbox工具箱对油缸内壁缺陷修复机械臂进行关节轨迹规划,通过仿真得到各关节的角位移、角速度、角加速度曲线。仿真结果表明：该机械臂运行平稳,轨迹连续,满足运动学要求。     

双分裂高压输电线路四轮移动检修机器人虚拟样机设计与仿真

针对目前人工带电更换间隔棒检修作业过程中存在效率低、劳动强度大、人身安全得不到保障等问题,设计一种适用于双分裂输电线路间隔棒带电检修的四轮移动机器人。通过分析作业环境及作业对象,设计双臂各带机械手的机器人结构并确定最优的自由度;分析作业过程中的关键技术,提出旧间隔棒拆卸与新间隔棒安装的机器人作业运动规划;在INVENTOR环境下开发机器人虚拟样机三维模型,对作业过程中作业臂的关键状态进行运动学建模;在MATLAB环境下对机器人作业臂进行运动学仿真。结果表明：所设计的双分裂输电线路移动作业机器人虚拟样机能够满足带电检修作业需求,可为机器人物理样机开发提供参考。     

基于ADMAS的码垛机械手仿真

为满足农场草垛搬运的要求,研制适合搬运的码垛机械手,对该码垛机械手的结构和参数进行了优化设计,首先采用D-H方法建立各关节的运动学数学模型,进行运动学正逆求解,求解末端执行器的位姿。其次利用UG软件进行三维模型设计,并通过ADMAS软件对该机械手搬料,放料时的运动轨迹进行仿真分析。仿真结果表明:建立的运动学方程正确,设计的机械手符合工作轨迹要求。该机械手有较强的操作性,适合对农场草垛进行搬运的要求,同时为开发更先进的码垛机械手提供参考。     

纤维缠绕机芯模自动装卸机械臂轨迹仿真与分析

目前国内纤维缠绕机芯模装卸多由人工完成,为提高生产效率,减轻工人劳动量,以水处理缠绕罐为例设计自动搬运装置,以实现芯模的自动装卸。确定了搬运过程中机械臂经过的目标点及其位姿,并根据D-H参数在MATLAB Robotics Toolbox工具箱创建了机械臂运动学模型;在不同的工作空间运用五次多项式插值对机械臂进行运动轨迹仿真,最终得到满足水处理罐搬运过程中无冲击、运行平稳要求的运动规律。     

基于MATLAB的KUKA焊接机器人轨迹规划与运动学仿真

在工业机器人的应用控制中,其作业轨迹的规划是系统设计的关键内容,为了使焊接机器人能根据设定的轨迹和速度进行高效施焊,以KUKA KR10 R1420型工业机器人为研究对象并分析其结构,采用D-H参数法建立各杆件坐标系,通过齐次变换矩阵建立机器人运动学方程。利用MATLAB机器人工具箱构建KR10 R1420型工业机器人的数学模型,并进行了轨迹规划和运动学仿真,获得平稳且连续的末端执行器轨迹和各关节的角度、角速度、角加速度变化曲线,仿真结果验证了所建KR10 R1420型工业机器人运动学模型的正确性和合理性,为焊接机器人在复杂环境中的轨迹规划提供了可供参考的方案。     

深度Q-RBF网络下的瓶装食品装箱机械臂无碰轨迹规划

由于机械臂存在高度的灵活性，可模拟人类手臂完成易碎瓶装食品的装箱工作，并实时矫正机械臂轨迹规划所存在的误差，提升稳定性与精准度。分析装箱机械臂的基本架构，提出基于深度Q-RBF强化学习网络的机械臂无碰轨迹规划模型，通过资源分配自适应方法，根据待建模的样本，调整RBF网络隐含层单元，从而提升网络学习速率与在线学习能力，结合自适应Q强化学习算法，获得最优操作集合。并选用学习率调参法完成网络的参数学习。仿真与实验结果表明：与其他两种方法对比，此方法具有较强的避障能力，机械臂能够较好地依据预定轨迹行进；避碰进程变化缓和，且能够尽快收敛并逐步趋向稳定。