基于逆动力学分析的上下料机器人关键零部件选型

以SCARA型四自由度物料搬运机器人为研究载体,提出一种基于逆动力学分析的机器人关键零部件选型方法.该方法是使用Denavit-Hartenberg参数法建立机器人运动学模型,使用Newton-Euler迭代动力学方程建立机器人的动力学模型,利用数学软件Mathematica建立机器人逆动力学仿真系统,并在关节空间下进行仿真分析,最后获得机器人在运动过程中各关节的功率、扭矩、转速及相邻连杆间的相互作用力等参数的一套机器人关键零部件选型方法.该方法为机器人结构设计以及电机、减速机等关键零部件的选型提供理论依据,同时也适用于其他类型的机器人关键零部件选型.     

基于ADAMS的SCARA机器人运动学仿真研究

对SCARA机器人进行正逆运动学分析以及轨迹规划仿真时,不易直观地验证运动学算法的正确性和轨迹规划的效果。为解决以上问题,基于ADAMS软件环境,建立了SCARA机器人的三维虚拟样机模型,结合SCARA机器人的正逆运动学在笛卡尔空间对其末端规划一段圆弧路径轨迹,并将该圆弧路径轨迹数据导入虚拟样机模型中进行轨迹规划的仿真。结果表明,该系统为SCARA机器人运动学分析及轨迹规划方法的仿真验证提供了一个有效的平台。     

SCARA型机器人仿真避障算法的研究

根据机器人的运动学分析模型对机器人进行动态仿真是机器人设计过程的一个重要环节.文章对SCARA型机器人进行了运动学分析,建立了该类型机器人的运动学模型,提出了SCARA型机器人避障仿真算法,并对其进行了计算机仿真与分析,这对机器人运动学、动力学、微机控制和路径规划等方面的研究有重要的参考价值.     

基于MATLAB的MH24机器人3D建模仿真研究

在机器人的建模仿真研究中,多关节机器人因其结构复杂易导致建模不准确,机器人在仿真运动过程中难以体现实际的运动情况。为提高多关节机器人仿真运动时的模型逼真效果,提出了一种结合机器人工具箱和三维绘图软件构建机器人3D仿真模型的方法。以安川的MH24通用机器人作为研究对象,对各关节结构和连杆参数进行建模分析,求解该机器人的正逆运动学方程。使用Solid Works绘图软件建立机器人各关节的3D模型,通过机器人工具箱对各关节3D模型和D-H参数模型进行整合,构建了逼真的MH24机器人3D仿真模型,完成了机器人各连杆的动态仿真驱动和末端执行器的轨迹规划仿真分析。通过正运动学方程和求解的机器人末端执行器的位姿矩阵值验证了3D建模的精确性。     

基于SCARA机器人的运动学分析及关节解耦

应用牧野坐标系建立SCARA机器人运动学模型,采用回转变换张量法计算运动学正、逆解。针对机械臂末端关节滚珠丝杠滚珠花键运动耦合,完成运动学解耦。采用ADAMS建立虚拟模型,进行运动仿真,验证了运动学解耦的正确性,为SCARA机器人的运动控制提供理论依据。     

连杆参数误差对机器人精度可靠性的影响

采用Denavit-Hartenberg方法设定五自由度串联机器人杆件坐标系,通过齐次变换矩阵建立串联机器人正运动学和逆运动学模型。在此基础上,对由静态误差引起的串联机器人末端位姿误差做了分析。利用微小位移合成法建立了串联机器人的静态位姿误差分析模型,以机构可靠度为位姿精度评价指标,应用Monte Carlo数值仿真法分析串联机器人各连杆参数误差对串联机器人的静态位姿精度的影响程度,并分析得出对串联机器人的静态位姿精度影响最大的关节。     

XYZR焊接机器人运动学的研究

设计了一种XYZR型四自由度直角坐标焊接机器人,传动机构由x、y、z三个方向上的滑动机构和一个R方向的转动机构组成,转动机构连着末端执行机构即焊枪,在控制系统作用下,通过各个传动机构的运动实现末端执行机构的焊接功能。利用D-H参数法建立XYZR焊接机器人的运动学方程,对机器人的末端执行机构的运动进行理论推导,并利用ADAMS软件对机器人的末端执行机构进行运动学仿真研究,最后运用半实物仿真平台对焊接轨迹进行仿真测试。结果表明,由4个关节引起的运动的机器人末端位移、速度曲线变化平稳,验证了结构设计的合理性,为机器人控制系统的设计提供了依据。     

铁路货车摘钩机器人的动力学分析与仿真

针对编组站驼峰摘钩问题,设计一种三自由度行走式摘钩机器人.在上关节处建立各连杆的坐标系,用D-H参数法推导出机器人的运动学方程,同时用拉格朗日法建立机器人的动力学方程.在Pro/E软件中建立摘钩机器人的三维模型,并将其导入ADAMS软件进行动力学仿真,得到摘钩机器人各关节的力/力矩-时间曲线.与理论计算结果进行对比,表明所建立的摘钩机器人的动力学方程是正确的,进而说明该摘钩机器人的结构可行.     

错架图书识拣机器人结构设计及运动学分析

设计了一个四自由度直角坐标错架图书分拣机器人,传动机构由一个R方向的转动机构和X、Y、Z 3个方向上的滑动机构组成,通过各个传动机构的运动实现末端执行器所要到达的位置。利用D-H参数法建立机器人的运动学方程,对机器人末端执行机构的运动进行理论推导,利用SolidWorks进行建模,将模型导入到ADAMS软件中进行运动学仿真。结果表明:机器人末端位移、速度曲线变化平稳,能到达空间中的指定位置,验证了结构设计的合理性,从而为控制系统的设计提供了依据。     

基于ADAMS的六自由度串联机器人运动学仿真研究

借助ADAMS仿真软件建立了六自由度串联机器人的虚拟样机模型,对其运动学问题进行了仿真研究。通过对末端执行器添加点驱动,设置期望轨迹参数方程,仿真测量得到各个关节角度变化的曲线,通过对曲线的拟合,最终得到运动学逆解。利用六个关节的运动驱动,仿真得到机器人末端执行器的位移与速度曲线,其变化平稳,无突变现象。通过在ADAMS平台上进行仿真,可直观的了解到机器人运动过程中的各连杆、各关节及末端执行器的运行状态,为机器人轨迹规划、动力学分析及离线编程、物理样机实验等提供依据。     

基于Pro/E和ADAMS联合仿真的夹钳机构设计与优化

在Pro/E环境下对初步设计的夹钳机构进行建模、装配及运动学仿真分析,发现模型运动学特性较差.为改善夹钳机构的运动学特性,将模型通过Mechanism/Pro接口程序导入ADAMS中进行优化设计,并在ADAMS中得到了改进机构模型的方法.在Pro/E下改进机构模型并再次进行运动学仿真,验证了改进结果的合理性.仿真结果表明,利用Pro/E和ADAMS联合仿真的方法可以为机械结构的优化设计提供一条有效路径.     

工业机器人的三维实体造型与运动学约束

三维造型是计算机动画与图形仿真的基础之一,地面向工程的图形仿真,其几何模型应满足精确、逼真、拟实的要求。本文以ＳＣＡＲＡ机器人为例,讨论了ＡｕｔｏＣＡＤ与３ＤＳＭＡＸ配合使用,构造工业机器人三维实体几何造型,以及定义模型运动学约束的方法。     

基于BP神经网络的SCARA机器人故障诊断

以SCARA机器人为研究对象,在ADAMS软件中建立SCARA机器人模型,进行仿真。采集SCARA机器人大臂前后端、小臂前后端及底座等容易出现裂纹部位的加速度数据;在MATLAB中运用BP神经网络建立SCARA机器人故障诊断模型,实现利用BP神经网络对SCARA机器人故障进行智能识别与分类。结果表明：BP神经网络的计算结果与期望输出基本一致,验证了其准确性及可靠性。     

Development of a CAD/CAE/CAM system for a robot manipulator

In this study, a CAD/CAE/CAM integrated system for a robot manipulator was developed. The D–H (Denavit–Hartenberg) coordinate transformation method was used to perform the robot position analysis, according to the transformation matrices, we used Matlab to calculate the robot position analysis. Pro/ENGINEER (Pro/E) was used to construct the robot manipulator parametric solid models, Pro/Mechanica was used to simulate the dynamic simulation and working space, MasterCAM was used to implement the cutting simulation, and the prototype was manufactured using a CNC milling machine. Finally, a CAD/CAE/CAM integrated system for a robot manipulator was developed. A demonstration example is presented to verify the design, analysis, and manufacture results (the demonstration is located at the website of http://www.sparc.nhit.edu.tw/jennifer/robot1/index.htm). This integrated system not only promotes automation capabilities for robot manipulator production, but also simplifies the CAD/CAE/CAM process for a robot manipulator. This integrated system is useful for developing a supplementary teaching tool for practical computer-aided mechanism design courses.     

基于ANSYS的SCARA机器人结构特性分析

为了研究SCARA机器人的结构和动态特性,应用SolidWorks软件对SCARA机器人建立了三维模型并导入ANSYS中进行了分析。对SCARA机器人进行了静力学分析,结果证明:该机器人能够满足在冲击载荷作用时的定位精度要求和强度要求;通过对SCARA机器人的模态分析,得到其前8阶的固有频率和结构振型,分析数据表明:该机器人满足工作要求;为了了解各阶频率对SCARA机器人动态载荷的响应情况,对SCARA机器人进行了谐响应分析,得到SCARA机器人的谐响应变化曲线,结果表明,SCARA机器人的第7阶固有频率对其动态性能影响最大。通过分析数据,为SCARA机器人的改进和今后的结构设计提供了依据。     

SCARA型机器人鲁棒控制及仿真的研究

文章利用测地线的机器人轨迹规划方法,对SCARA机器人的运动学进行分析,不需再进行运动学的反解;并且利用鲁棒控制方法,对其运动轨迹进行控制,使机器人在遇到外界环境变化等不确定因素干扰时,仍能保持系统的稳定性。最后,利用MATLAB软件中的S—function函数对机器人系统进行仿真。结果表明这种鲁棒控制器对机器人系统存在外界不确定性干扰时的抑制是十分有效的。     

狭小空间移动焊接机器人角焊缝跟踪的动力学控制

文中对移动焊接机器人在大型结构件中狭小空间的角焊缝跟踪控制问题进行了研究,首先,建立了焊接机器人在直角角焊缝处的运动学模型;然后,基于牛顿-欧拉方法分析了焊接机器人驱动轮、机器人移动本体及十字滑块的动力学行为,并建立了焊接机器人的整体动力学模型;最后,在对整体动力学模型合理简化的基础上,设计了焊接机器人焊缝跟踪控制的鲁棒PI控制器.应用MATLAB软件进行了仿真分析,并进行了试验研究,通过结果可以看出,该方法可实现移动焊接机器人在狭小空间内直角角焊缝的跟踪,且具有较高的跟踪精度.