5-DOF机械手运动学与轨迹规划分析

针对所设计的5-DOF机械手,使用D-H参数法建立正运动学模型,并利用反变换法结合几何法得到了逆运动学的封闭解表达式。通过求解目标轨迹上路径点的逆解,利用MATLAB软件进行了逆运动学仿真,分别对两组逆解进行轨迹规划,得到相同的末端轨迹,验证了关节角逆运动学方程关系及其正确性。在此基础上,对符合关节转角范围的一组逆解进行多项式拟合,并采取分段拟合的方法,降低多项式次数并减小了误差,得到关节变量关于时间t的显示解析式,拟合结果精确,便于实现对输入舵机的实时控制。最后,利用机构测量仿真,证明了拟合解析式的准确性。     

机械手工作空间分析

研究平面双杆、三杆及漂浮基座机械手工作空间。得到使工作空间最大的优化条件，在三杆机械手的讨论中运用了Lagrange条件极值法。所得结果对机械手设计分析具有一定的指导意义，文章附有计算图线。     

新型送料机械手及其工作空间分析

设计了一种用于冲压生产线的新型送料机械手。该机械手由大臂、小臂和端拾器依次串联而成,其中大臂为六自由度6-PSS并联机构构型,小臂即延长臂为一个直线移动机构。绘制了机械手的工作空间,分析了该机械手主要几何参数对其工作空间大小的影响规律,根据两压机间送料的要求,选取了机械手的几何参数,并设计了该机械手的虚拟样机。该机械手具有横向移动速度快和工作空间大等特点,可用于冲压线上工件的输送或现代工业其他送料场合。     

基于Adams和Matlab的6-DOF机械手动力学分析

运用软件Pro/e建立了某工业机械手的三维模型,设定机械手构件参数如杆长和转角等,再用Joseph-Louis Lagrange法建立机械手的动力学方程。按照仿真流程在软件Adams中对机械手进行动力学仿真,得到机械手各个关节的角度曲线、角速度曲线和角加速度曲线,以及大臂旋转关节各个方向的力矩曲线。最后再利用软件Matlab对机械手动力学方程进行求解并生成各个方向的力矩曲线,经与Adams仿真曲线和力矩值进行对比,发现两者力矩曲线走势相近,且力矩值偏差甚小,最大时仅为7.5 N·m,在合理范围内,从而验证了Adams动力学仿真的准确性。     

集装箱绑扎机械手总体设计及工作空间分析

针对当前全集装箱船集装箱系固操作主要依靠人工、装卸效率较低等问题,提出一种采用工业机械手进行集装箱系固的方法。首先,对全集装箱船集装箱系固方案进行分析,梳理适合采用机械手进行装卸的绑扎件,根据绑扎件使用需求,提出集装箱绑扎机械手在全集装船上的安装方案。然后,对绑扎件系固动作顺序进行分解规划,得出集装箱绑扎机械手末端执行器运行动作。最后,根据集装箱绑扎机械手作业边界空间,采用线性规划方式,设计机械手各连杆参数,并用蒙特卡洛法验证机械手模型工作空间。结果表明:特定几种集装箱绑扎件可以在全集装箱船上采用工业机械手进行系固操作,得到的机械手连杆参数能够满足系固操作空间大小要求。     

集装箱喷漆机械手工作空间分析与仿真

对5自由度集装箱喷漆机械手建立D-H坐标系,通过齐次变换法得到其正运动学方程,利用蒙特卡洛方法对机械手工作空间进行仿真分析.结果表明,集装箱喷漆机械手工作空间分布在一平行于集装箱内表面的平面区域内,能够满足集装箱喷漆工艺的要求.蒙特卡洛法求解速度快,能够简单、直观、形象地描绘出机械手的工作空间.     

新型3-DOF冗余并联机构运动学和工作空间分析

因具备更高刚度、更好动力学性能等特点,冗余驱动并联机构越来越多地应用于各行业中。提出一种支链为双滑块结构的3-DOF冗余并联机构,基于位置正、反解分别推导了机构的运动学方程,并结合反解方程和MATLAB对机构进行运动学仿真,绘制了驱动位移、速度曲线;结合运动学分析结果与正解方程对机构工作空间进行分析,绘制了机构三维工作空间;运动学、工作空间分析结果表明,机构在工作空间内运动平稳,无位移、速度突变等情况,且工作空间关于XOZ面具有良好的对称性;研究结果为该构型冗余并联机构的实际应用提供了基础。     

串联机械手工作空间的求解

针对串联机构工作空间求解的问题,运用了一种不同于蒙特卡洛的方法即仿真法进行了求解。该方法是借助于Matlab/Simulink中的SimMechanics工具箱,根据串联机械手简易模型参数创建出串联机械手仿真模型,然后利用仿真的形式跟踪串联机械手的末端轨迹,并记录其末端点到达位置坐标,以此绘制出串联机械手的工作空间。最后,将此方法与蒙特卡洛方法进行了比较,结果证明用该方法求解工作空间不仅避免了繁复的运动学方程求解过程,而且得到的工作空间图形效果更优于蒙特卡洛方法。     

一种大臂偏置型7R机械臂的工作空间分析

针对一种大臂偏置型七自由度机械臂,应用D-H法建立了该机械臂的位置正解模型并进行了求解。在此基础上,采用蒙特卡洛方法对该机械臂的工作空间进行了求解和分析,借助Matlab平台得到了该机械臂的末端工作空间,并用几何法进行了验证。研究结果表明了蒙特卡洛方法求解工作空间的正确性和有效性,对此类机械臂的工作空间分析具有一定的参考价值。     

航天机械手的运动特点和工作空间分析

对处于微重力环境中中的航天机械手的运动特点和工作空间进行了深入的分析，这些研究工作将有助于设计高效的运动规划和运动控制算法。     

新型磨机换衬板机械手的工作空间分析

机械手的工作空间是评价机械手工作能力的一项重要指标。基于Solid Works研究设计一种新型磨机换衬板机械手,并对机械手的正运动学和工作空间问题研究分析。首先,通过Solid Works进行建立新型磨机换衬板机械手结构的三维模型;其次,采用D-H法进行建立机械手的运动学方程并求解,并使用MATLAB Robotics Toolbox工具箱进行运动学模型验证;最后,采用蒙特卡洛法和基于Sim Mechanics建模仿真法进行工作空间对比分析,得到机械手末端手抓的工作空间点云图基本一致。对比分析结果表明与机械手本体设计参数相符合,从而验证了设计的新型磨机换衬板机械手结构的合理性。     

双机械手协同运动模型及其工作空间分析

基于双机械手建立协同运动学模型,分析其最佳协调工作空间。首先,采用D-H变换矩阵法建立双机械手运动学模型,揭示机械手末端执行器在不同运动形态下笛卡尔坐标空间位姿与机械手各关节变量之间的转换关系;其次,利用MATLAB中Robotics Toolbox建立双RCX340机械手三维仿真模型,验证运动学模型的可靠性;最后,根据末端执行器的位置向量,采用蒙特卡洛法对双机械手的工作空间进行了分析,得到双机械手末端执行器的最佳协调工作空间,为双机械手协调轨迹规划提供了理论依据。     

采用偏置铰链的并联调整机构工作空间分析

研究一种基于Gough-Stewart构型的望远镜次镜调整机构的工作空间。首先,对次镜调整机构的支腿及新型铰链进行了结构设计,然后再将支腿和铰链按照Gough-Stewart构型进行摆放并进行了运动学分析;接着,对设计所采用的新型偏置铰链进行了工作空间的分析,通过新型偏置铰链与传统虎克铰链的工作空间对比可知,当给予两铰链轴一定的偏置量时,可以达到更大的工作空间;最后,利用数值搜索法结合运动学反解法对整机的位置工作空间以及姿态工作空间进行了分析。     

支链偏置的并联机构工作空间分析及尺度综合

以设计结构紧凑、工作空间大的力/触觉反馈器为目标,研究了Delta并联机构的运动学和工作空间特性。在改进Delta机构的基础上,引入支链机构的偏置安装角度α,利用矢量法求解了机构的位置逆解和正解,并通过算例验证了方程求解正、逆解的正确性;根据逆解公式推导出单开链子空间包络体边界方程,绘制分析了驱动杆与摆动杆长短不同时3种情况下的子空间几何形状。然后,详细讨论了α对整体工作空间和机构总体外围尺寸的影响,采用数值法得出了偏置安装角度α与工作空间最大内切球体体积的关系图、偏置角度与整体外围尺寸的关系图,并利用matlab绘制出整体空间截面图。最后,以上述最大内切球体为设计空间,结合雅克比矩阵条件数给出设计实例。验证结果表明,采用该设计方法能够满足对Delta机构的优化设计要求。     

空间3-DOF柔性并联微动平台运动学分析

提出了一种空间3-DOF柔性并联微动平台,该平台共有三个支链,每个支链均有一个球副,一个移动副和一个转动副组成的混合副。根据封闭环矢量法建立运动学模型,并求得微动平台的运动学逆解;然后根据动平台的几何关系,求得微动平台的运动学正解;并且对微动平台的速度进行了分析,得到速度的雅可比矩阵;最后,利用Adams对微动平台进行了运动学仿真分析。     

3-DOF SMLT并联运动学机器的工作空间解析研究

针对 SML T并联运动学机器的结构特征 ,将闭式并联运动学机器分解为三个开式子链 ,基于解析几何理论和微分理论 ,分别研究其子空间 ,找出子空间的边界解析式。然后求三个子空间的交集 ,得到 SML T并联运动学机器工作空间的不规则几何形状 ,再进行圆整 ,由此创造性地提出 SML T并联运动学机器的圆台工作空间理论 ,并推导出圆台工作空间的边界解析式 ,最后通过数值算例验证该法的有效性。突破了此类并联机床工作空间求解困难的瓶颈 ,可有效地指导 SML T并联运动学机器的设计和优化     

3-TPS 型空间并联机械手位移分析的 Wu-Ritt 法

采用Ｗｕ－Ｒｉｔ法对空间３－ＴＰＳ并联机械手位置正解进行了研究，得到了一个不含增根的一元８次输出输入方程。Ｗｕ－Ｒｉｔ法在这一问题中的应用，为求解其它机构学难题提供了新途径。     

基于D-H法的5-DOF串并联机床运动学分析

基于3-UPS并联机构,提出了一种新型的5-DOF串并联机床。在3-UPS并联机构的运动平台上增加一个可摆动刀具主轴,结合工作台旋转实现刀具与工件间5-DOF相对运动。基于D-H法建立该串并联机床的坐标系,并推导了正解和逆解运动方程。最后利用Matlab软件进行了仿真分析,仿真结果表明所推导的运动方程能够正确反映机床各位置参数之间的关系,验证了该运动方程的有效性和合理性。可为串并联机床的位姿控制精度补偿提供参考。     

6-DOF工业机器人逆解优化及其工作空间的研究

为实现6-DOF工业机器人的精确控制,对其运动学逆解进行了分析以及工作空间予以仿真研究。据D-H法建立机器人运动学模型,得出正逆解,并提出了基于最短行程原则的运动学逆解优化方法,确保机器人系统取得合适的逆解。最后基于Matlab的数值解法对工业机器人的工作空间进行求解并进行了仿真,结果切实有效。     

5R关节型机械手动力性能分析及其仿真的研究

基于机械手和数控机床的布局要求,对5R机械手动力性能进行探究,并通过ADAMS建立模型并进行仿真,在不同条件下得出各个关节的力矩变化曲线,然后对比分析数据,在本体设计中加以改进优化。