基于Adams的Delta机器人路径规划设计与仿真

本文将正弦修正梯形曲线应用于直线和弧线组合路径的轨迹规划,通过在Solidworks中建立三维模型,结合Matlab机器人运动学算法和Adams联合仿真和优化设计,结果表明Delta机器人运行过程中的主动臂角速度和角加速度的变化连续且平滑,解决了一般直角门形轨迹在转角产生的冲击问题,使Delta机器人运动更加平稳,所提出方法对研究Delta机器人的轨迹规划和优化控制具有较大的意义。     

非开挖导向钻进钻孔轨迹优化设计

通过建立模型对非开挖导向钻进钻孔轨迹中常用的“斜直线-圆弧-直线-圆弧-斜直线”型钻孔轨迹进行了侥化设计，并采用复合形法求解，对所得计算结果进行了分析，得出了影响钻孔轨迹相关参数的最优选择范围。     

嵌入式开发测图系统中圆弧算法的实现

结合工作实践,介绍了一种新的三点绘制圆弧的算法,具体阐述了该算法的思路;采用坐标正反算法,按一定圆心角计算圆弧点的坐标,然后利用绘制直线的函数,采用直线逼近的方法实现,并指出直接在WinCE GPS手簿上开发成图系统能提高数字化测图工作效率。     

混凝土喷射机多关节臂架路径规划算法的设计与实现

混凝土喷射机的主要工作装置为大型液压机械臂,目前操作机手只能通过摇控器手动移动臂架各关节进行混凝土喷射作业,这种方法操作强度大,作业效率低。本文对喷射机多关节臂架的运动路径规划算法进行了研究,设计并实现了多关节臂架的路径规划软件,能够自动控制喷射机的各个关节,并通过作业空间的任意直线和圆弧插补,实现给定作业工况下各种喷射轨迹的自动规划。     

液压挖掘机分段可变阶挖掘轨迹规划

引入工业机器人的机械臂理论,对某型液压挖掘机工作装置D-H参数化,采用蒙特卡罗方法求得其工作范围,采用粒子群优化算法得到各个路径点对应的关节角度值,分别使用4-4-4-4-5、3-3-3-3-3和3-3-5-3-3等3种多项式插值法进行轨迹规划。通过仿真发现:分段插值方法 3-3-3-3-3及3-3-5-3-3规划得到的关节角幅度偏大,轨迹精度低,速度与加速度变化幅值偏大且过渡不平稳。引入"急动度"的概念,在原有约束条件中加入急动度约束,在挖掘轨迹中前4段采用4次多项式插值,第5段采用5次多项式插值即4-4-4-4-5多项式插值的方法。研究结果表明4-4-4-4-5插值轨迹规划方法较其他两种轨迹规划方法得到的各关节角度、角速度及角加速度曲线更加平滑连续,对各个关节产生的冲击更小,该轨迹规划方法能够使挖掘机得到更加平稳的挖掘轨迹。     

基于拓扑地图的田间机器人路径规划和控制

针对温室大棚环境下的田间机器人运动路径问题,提出1种基于拓扑地图和邻接矩阵的机器人路径规划算法。首先根据温室大棚环境,构建其拓扑地图;根据节点的连通性,创建邻接矩阵;通过搜索邻接矩阵的节点连通性,规划出1条最优路径。利用3个超声波传感器检测环境信息,通过陀螺仪检测机器人的姿态,采用比例微分(proportional-differential,PD)控制方法引导机器人根据规划的路径进行前进和转向。利用MATLAB对该算法进行运算和仿真,可以得到障碍物被放置在任意节点时的机器人最优路径。通过搭建温室大棚田间道路环境模型进行机器人运动试验。试验数据显示:机器人在该路径规划算法下能以最短的路径遍历必走路线;同时机器人在PD控制器调节下,能够实现上升时间小于0.5s,超调量小于6%,稳态误差小于5%的直线行走和上升时间小于0.5s,稳态误差为小于1%,超调量小于1%的转向控制,从而保障机器人的避障功能。仿真和试验结果表明:本文提出的路径规划算法和运动控制算法可行且有效,具有一定的应用意义。     

一种基于网格地图的双A*算法的改进方法

随着科技的发展和技术的提升,机器人在现代社会中的应用越发广泛。在机器人路径规划问题中,传统的Dijkstra和A*算法为带来了在运算速度方面的诸多便利。但是Dijkstra和A*算法也有着运行效率偏低,找到最优解的准确率不高,路径距离计算不精确等诸多问题。本文提出了基于双A*算法的直线和曲线替代的方法,对在传统网格地图上的路径问题就行了综合的分析与算法上的改进。在不提高算法计算复杂度的前提下,提升了机器人路径规划的空间距离的优化和系统处理的效率,同时节省了处理过程的内存占用。     

基于PMAC的3自由度并联机器人的控制研究

以3-UPU并联机器人为研究对象,详细分析了该机器人的控制方法及其工作原理。提出了"IPC+TurboPMAC2"开放式伺服系统构建模式。建立MFC操作界面,控制卡通过PComm32.dll接收工控机的指令数据,再利用Matlab求解出轨迹的离散点数。以Clipper运动控制卡作为控制系统的核心部分,将正逆运动学算法和雅克比矩阵嵌入到TurboPMAC2中,并由卡完成数据采样插补运算,使运动控制不依赖于上位机,有效地提高了速度伺服系统的实时性和可靠性。     

无人机在高原山地环境下航摄轨迹的规划

在高原、山地地形起伏较大的环境下,无人机对点状、线状、面状多个目标拍摄时的轨迹需要进行最优化规划。总体航迹规划分为两个阶段:全局规划阶段,即对多个目标进行全局最短路线规划;局部规划阶段,即为躲避地形威胁,对最短路线中,目标点之间不符合要求的路线进行重规划,最终得到最优的路线轨迹。分别采用蚁群算法和A*算法进行全局规划和局部规划,仿真结果表明了本文轨迹规划方法的有效性及高效性。     

基于联合仿真的机械臂控制系统协同优化研究

本文针对串联六自由度机械臂,在分析该型机械臂构型及运动学问题的基础上,提出了一种该型机械臂的逆运动学解析算法。利用上述逆运动学求解方法,对机械臂各关节进行了工作轨迹规划。基于机械臂的SimulinkADAMS联合仿真模型,对优化后的大臂杆关节控制参数进行协同优化,实现机械臂控制系统与机械构型的协同优化。对比协同优化前后的机器人系统实现相同工作路径时末端位置的误差,验证控制系统协同仿真优化方法对机器人重复定位精度提高的有效性。     

复杂截面的几何特性计算

本文提出了当复杂截面按坐标点给出和由直线方程、圆弧方程每两两相交(相切)给出截面形状时几何特性的数值积分法。其中对直线方程和圆弧方程给出的截面每两两方程间的交点(切点)的求法作了较详细的叙述。     

基于树莓派的智能小车路径规划方法及系统研究

智能小车的轨迹规划运动中,复杂的轨迹很难用编程的方法实现,因此,智能小车的复杂路径规划成为影响智能小车效率的关键问题。基于分治思想设计了一种新的路径规划算法——离散点精确转向法。最终在基于树莓派的平台上,验证了本算法有效的提高了智能小车路径规划中的时间、空间效率。     

水平定向钻进轨迹最优化设计方法研究

0前言导向钻进技术一直是非开挖技术领域占据主导地位并且发展最快的一种技术。为了确保避开原有地下管线及障碍物,准确、顺利地完成铺管任务,除了导向仪器的研制之外,钻孔轨迹的合理设计也非常重要。考虑到施工条件和轨迹控制的难易程度,实际中最常用的是“直线-圆弧-直线-圆弧-直线”型钻孔轨迹形式。近几年,基于这种形式的轨迹设计方面的研究有不少,但大多是在管线穿越起点和终点确定的前提下对入土段和出土段的设计[1,2]。而针对地下原有管线复杂、障碍物较多的情况,显然管线穿越的起点和终点位置确定同样存在最优设计的问题,而且是整个轨迹设计的关键环节,是施工安全的重要保证。为了弥补以往在这方面研究的不足,笔者利用     

工程机械智能化进展与发展趋势(三)

正(上接本刊2018年第1期P39页)3.2.3分析系统分析系统可以分为智能云端服务器的开发和任务识别装置的开发。3.2.4决策系统决策系统由控制系统框架、工况决策、智能挖机轨迹规划以及3D轨迹规划仿真等部分组成。控制系统框架a.规划水平:任务分析,得到结构的轨迹序列;b.伺服水平:根据轨迹序列,控制机器人施工和     

基于惯性导航与ZigBee的消防机器人定位系统

通过机器人位姿更新算式,使用捷联惯性导航系统实时获取机器人的位置和姿态数据,利用ZigBee定位系统的TOA测距原理实现机器人定位,通过组合定位策略实现两种定位系统的融合,通过扩展卡尔曼滤波算法实现定位系统的误差校正。实验研究表明,使用联合定位方法对机器人跟踪定位,其轨迹明显改善,轨迹误差均值为0.21 m,相比独立捷联惯性导航方法得到的轨迹误差降低了72.7%,相比独立ZigBee定位方法得到的轨迹误差降低了51.1%。系统稳定可靠,能够满足机器人定位精度要求。     

平面单腿关节型跳跃机器人建模及步态规划

为研究平面单腿关节型跳跃机器人的建模和步态规划问题,首先运用拉格朗日动力学方程推导了该机器人的解析动力学模型;然后提出一种单质心的机器人模型来进行跳跃步态规划,同时,在Matlab Simulation环境中建立包括地面模块的SimMechanics模型,使其成为平面单腿关节型跳跃机器人的仿真平台;最后,通过对给定参数的跳跃机器人3种模型的仿真及结果比较,说明以上这些模型的有效性与关联性。结果表明,平面单腿关节型跳跃机器人的3种模型协作能够满足其运动仿真和研究需求。     

建筑施工机器人研究进展

为了拓宽建筑机器人的研究思路和推广建筑机器人的应用,对国内外建筑施工机器人的研究进展进行了详细阐述。总结了建筑机器人的发展历程和系统组成,从主体结构施工、装修施工和其他新型施工机器人系统三方面对建筑施工机器人进行分类汇总,介绍了机器人的关键技术、性能优势和发展方向等内容。最后从研发设计、管理运维和人才培养等角度提出了建筑施工机器人的发展建议。结果表明:砌砖机器人产品存在依赖人工操作、使用非常规建材等问题,其机械臂的运动轨迹和任务规划是未来的研究热点; 基于激光标定技术的混凝土地面处理机器人智能化程度不高,需开发稳定高效的自主定位导航系统; 墙地面打磨机器人关键指标为施工精度和稳定性,可通过优化算法模型和引入高精度传感器进行提升; 室内喷涂机器人多为“6+3+1”自由度结构,对比手工喷涂具有明显的技术优势,但其自主化程度需进一步加强,而外墙喷涂机器人在稳定性、安全性和可靠性方面的性能要求更高,需提高作业覆盖率和实用性; 瓷砖铺贴机器人的发展离不开结构设计、瓷砖定位技术和铺贴轨迹规划等关键技术的研究,存在适用瓷砖尺寸单一和控制复杂等问题; 3D打印机器人通过优化结构设计提升作业灵活性,将朝着轻量化、智能化和低成本方向发展,而测量机器人主要利用三维激光扫描技术实现自动化测量,但面临着数据易丢失、人员活动范围受限和成本高等问题。     

基于A~*与Floyd算法移动机器人路径规划研究

针对移动机器人在静态环境中的特点,为了提高路径规划效率和精度,设计了A~*算法与Floyd算法结合的路径规划。我们根据实际环境,在栅格地图的基础上,利用A~*算法进行初步路径规划,找到了一条可通行的最短路径,此路径存在节点部分折点处比较尖锐、不够平滑,不利于移动机器人行驶。因此,使用Floyd算法对路径平滑处理,简化了路径,并且在拐点处机器人能够更好的调整姿态,满足了路径规划的要求。     

混凝土泵车智能臂架规划算法建模及仿真试验研究

提出一种以混凝土泵车臂架角度变化量权值最小为目标的智能臂架规划算法,即通过线性化处理直接精确求解出智能臂架每一步规划的臂架末端坐标位置。建立ADAMS臂架动力学模型、Matlab\Simulink控制算法模型,通过仿真平台实现液压缸速度、臂架角度及臂架末端坐标数据的交互仿真,验证规划算法控制臂架末端轨迹规划走直线的效果。同时研究了智能臂架控制器原理,即根据臂架遥控器轨迹路径控制指令,控制器规划算法模块优化出臂架最佳角度,通过液压缸连杆执行机构动作实现臂架角度增量变化,并实时反馈臂架倾角及补偿末端坐标偏差。试验证明,应用该控制算法的智能臂架运行速度连续平稳,动作精度高。     

基于MATLAB的PUMA560机器人运动学仿真

随着机器人技术的发展和应用,机器人在现代工业生产中扮演着越来越重要的角色。机器人诞生是科学技术与社会进步的必然结果,从根本上改变了原来传统的生产体系和生产方式。本文在MATLAB环境下,对PUMA560机器人进行参数设计,分析PUMA560机器人的运动,讨论机器人的正运动学、逆运动学、轨迹规划及仿真。