点焊机器人的位姿计算及仿真

主要说明了点焊机器人在白车身焊接中位姿矩阵的计算,并用 CATIA 软件对机器人的运动轨迹进行仿真。     

多功能六足轮腿式机器人设计

本文通过模拟足形昆虫腿结构,并且结合轮式机器人的特点,设计了一种多功能轮腿式六足机器人。该机器人具有足式行走和轮式行走两种方式,提高了机器人的运动效率;机器人两个足可以转换为操作臂,并设计了操作臂末端夹持器,实现对物体的夹取。对机器人电子控制系统进行了设计,并通过增添多种外围设备丰富机器人的功能。     

基于三维空间的刚体位姿测量分析与仿真研究

本文针对刚体在三维空间中的位姿测量问题及数据可靠性的需求,提出一种基于三维空间的刚体位姿测量分析方法。首先,对位姿测量装置的结构进行分析,采用基于3-2-1六点定位原理的位姿测量算法,对刚体位姿坐标系建模,并求解相应的位姿关系式,利用实体设备,对位姿测量装置进行测量精度分析。结果表明：该方法在位置和姿态上符合实际情况,满足工业生产的测量精度要求,具有较好的稳定性和准确性。     

机器人运动功能位姿矩阵研究与应用

工业机器人各关节运动描述常常使用齐次坐标变换矩阵来表述末端执行器相对机座的位姿变化,运动功能位姿矩阵是描述这种变化的方法之一。本文在介绍相关定义基础上详细论述了机器人运动功能位姿矩阵的构成并举例分析了如何列出该矩阵。     

机器人位姿测量系统的精度设计方法

本文针对多杆随动机器人位姿测量系统的精度设计问题，应用误差理论，线性代数理论与优化设计原理，提出了系统的敏感元件分辨率误差权数矩阵，结构参数误差权数矩阵的概念，以及根据各权数矩阵的性态与构成，优化分配各原始符号与数值以及敏感元件分辨率的精度设计方法，并给出精度优化设计的计算机程序框图。     

步态训练机器人人机系统动力学仿真

基于MATLAB对6自由度步态训练机器人的人机系统进行了动力学仿真研究.应用Newton-Euler法,推导了机器人的运动约束方程和动力学方程,构成了机器人的约束矩阵方程(constrained matrix equation,CME);分析了正常人在平地行走时的步态特征,并给出了人在行走时双足对地面的压力模型,利用MATLAB工具箱建立了人机系统动力学仿真模型,并对机器人跟踪人在平地行走的步态轨迹进行了仿真分析.仿真结果表明,步态训练机器人对人的双足负载具有良好的适应能力,可以方便获取机器人的动力学参数.该研究为实现机器人的控制及性能改进提供了理论依据.     

轮腿式爬壁机器人的永磁吸附装置设计与优化

目前,我国石油化工储罐的除锈、喷漆和检测等维护作业通常采用人工方式完成,工作效率低且具有危险性。爬壁机器人能够代替人工完成上述维护工作,但其常采用的接触式永磁吸附方式会影响其越障作业。为此,针对具有越障能力的轮腿式爬壁机器人,提出一种提高其永磁吸附装置吸附能力的设计与优化方法。首先,基于轮腿式爬壁机器人的越障原理以及永磁吸附原理,提出了4种非接触式永磁吸附装置设计方案,并利用Ansoft Maxwell软件对永磁吸附装置进行了二维静态磁场仿真分析,获得了其最优结构。然后,通过受力分析确定了影响永磁吸附装置磁吸附力的结构参数。最后,基于控制变量法原理,通过仿真分析了永磁吸附装置和钢制壁面的结构参数对磁吸附力的影响,并确定了各结构参数的最优值。结果表明:当钢制壁面半径为5~7 m时,相邻永磁吸附单元间隙及永磁吸附单元数量对磁吸附力的影响较大;当相邻永磁吸附单元间隙为2~4 mm及永磁吸附单元数量为3~5个时,磁吸附力利用率较高。一定条件下的实验验证了优化结果的准确性,优化后永磁吸附装置磁吸附力的实测值比仿真值平均约高16.45%,其可有效保证轮腿式爬壁机器人在石油化工储罐等的钢制壁面上稳定运动。研究结果可为磁吸附装置的结构设计与优化提供参考。     

全向车测量轮导引方式的设计与仿真

针对全向车位姿检测中由于麦克纳姆轮驱动打滑引起的整车运行精度测量误差大的问题,提出了测量轮自主导引方式,建立数学模型,并对AGV系统结构进行了阐述.设计方案中的整车六轮布局,采用四驱两从动,俩从动轮作为测量轮,运用差速原理获取自动导引全向车的路径信息,同时解决了现有单测量轮全向车原地回转状态下位姿无法精确检测的难题.提出浮动三自由度测量轮结构设计,实现实时接触地面,保证位姿检测的准确性,并对直线、曲线、原地自转三种典型运动状态下的位姿检测进行了ADAMS仿真,结果表明,此种导引方式可满足灵活设置路径下全向车位姿的精确检测,适用范围广.     

多摄像机传递位姿测量系统的软件设计与实现

传统的摄像测量技术用于测量物体三维位姿及其变形时,通常只能应用于可通视的物体之间或处于同一个视场的物体之间.多摄像机接力传递位姿测量通过接力传递的方式,可以实现对大型结构体中不通视物体之间或大视场范围内物体之间的位姿及其变形进行测量.本文首先对多摄像机接力传递位姿测量方法的基本原理进行了阐述;然后,通过对其硬件结构特点进行分析,提出了相应的软件功能模块与程序控制流程;最后,按照经典的"客户机-服务器"模式分别开发设计了分机软件和主机软件,并用Visual C++语言予以实现.经过大量室内.、室外及海上实船实验证明,该软件系统操作简单,使用方便,运行稳定可靠,可扩展性较强.     

服务机器人目标同时识别与位姿判定研究

目前机器人尚难以自主建立起目标姿态的概念,通过人机交互方式辅助机器人对目标建模则不失为一种可行方案。提出了一种基于新型目标模型的离线/在线两步目标识别与位姿判定系统。离线阶段采用人机交互方式构建目标模型,在线阶段通过场景图像与目标模型的特征点对应即可自动发现目标,并计算其相对于机器人的位姿。实验证明,该系统能够有效完成对纹理目标的同时识别与位姿判定。     

防跌倒步态平衡训练机器人发展现状

目的 介绍国内外防跌倒步态平衡训练机器人研究的主要进展,为防跌倒步态平衡训练机器人等医工结合领域的研究提供可借鉴的思路。方法 主要从4个方面总结了下肢辅助康复机器人研究的最新进展,具体包括机器人构型,机构控制策略和算法,步态数据采集方法和步态数据分析方法。结论 在国内外对步态平衡训练机器人的研究中,机器人的市场定位细分是当前学界面临的挑战。各主流解决方案侧重点都不相同,针对用户细分的方法也不一样。由于主要的目标人群老年人群体用户差异性强,因此用户的个性化训练需求较高,未来需要进一步细化步态平衡训练机器人的定位,满足不同情况下不同用户在不同阶段的个性化训练需求,有望提升步态平衡训练机器人的整体水平。     

六足机器人步态规划及其静态稳定性研究

以一种新型六足机器人样机为研究对象,研究机器人直线行走步态及其在该步态下的稳定性.分别规划了一种六足机器人纵向与横向直线行走的三角步态,给出了六足机器人在三角步态下步长以及稳定裕度的计算方法,并分析了六足机器人在三角步态下的静态稳定性.六足机器人采用三角步态直线行走时,不考虑惯性力对机器人稳定性的影响,在其步长满足一定条件时,六足机器人是静态稳定的.     

Planning on Bionic Walking Gait of Quadruped Robot over Rough Terrain

A quadruped robot is more adjustable to a complex terrain than a wheeled or caterpillar robot to realize the continuous adjustable motions characterized by submissiveness and low energy consumption in basic control of the quadruped robot over rough terrain. This paper presents a static walking mode of "altitude hold",which means to keep absolute altitude by controlling limbs adjustably on the basis of which biokinetics studies have shown that quadrupeds can move with almost the same body altitude over rough terrains characterized by a nearly horizontal relief. The gait design specifies several characteristic states of stance phase and swing phase for a quadruped robot and controls the phase sequence and phase of four legs through change of characteristic states. Furthermore,we design a robot control system to generate adjustable gaits and control the coordinative movement of robot joints. This planning method is tested through ADAMS and MATLAB interactive co-simulation; the quadruped robot which has 8 degrees of freedom ( 8-DOF) is used to simulate the motion over a terrain characterized by randomly arranged humps. The results show that this method can make the quadruped robot capable to walk over certain rough terrain.     

机器人仿真与离线编程系统

介绍了我们自行研制开发的机器人仿真与离线编程系统软件。该软件为机器人的研究与设计提供了良好的环境，可用于机器人的本体设计、作业单元布局、路径规划与碰撞检验、任务规划与作业任务的离线编程，可实现多个运动机构间的相互通讯，并在屏幕上动态模拟显示整个作业的工作过程。该系统采用全局监控菜单，为用户提供了良好的界面。     

多足爬壁机器人步态规划和运动仿真

在多足机器人地面行走步态规划理论的基础上，就多足机器人爬壁运动的两个重要方面进行了较为系统深入的探讨，并取得一些重要的研究进展。     

机器人滚动路径规划的算法与仿真研究

借鉴预测控制滚动优化原理，研究了未知环境中移动机器人路径规划问题。文中提出的基于滚动窗口的移动机器人路径规划方法充分利用机器人实时测得的局部环境信息，以滚动方式进行在线规划。大量仿真结果表明，滚动规划使机器人对动态环境具有很好的适应性，但由于缺乏全局环境信息，在有些复杂情况下不能保证规划的顾利实施，需要进一步增加环境约束和对已探知信息的记忆。     

计量光栅空间位姿参数光场输出模型与仿真

光栅安装或应用过程中光栅传感器指示光栅、标尺光栅相互位置发生改变,导致莫尔条纹发生畸变,直接影响着测量精度和后续处理系统的复杂程度.本文采用傅里叶频谱分析方法,建立包含指示光栅、标尺光栅位置姿态参数的光场输出模型,给出了两栅不平行时输出光场的数学表达式,对主要影响因子进行了较详细的分析,并在Matlab中进行了仿真,给...     

基于SolidWorks与ADAMS的工业机器人动力学仿真

目的工业码垛机器人因其负载大、自动化程度高等优点,被广泛应用于食品、药品、化肥等生产线中,但是机器人动力学模型的建立较为困难,为了得到码垛机器人设计参数,运用SolidWorks与Matlab联合仿真。方法通过SolidWorks建立码垛机器人实体模型,并将其导入到ADAMS中,在仿真软件中通过设置具体参数,得到机器人动力学仿真模型。结果通过SolidWorks与ADAMS的结合仿真,可以大大缩短设计周期,有效地获得码垛机器人的动力学特性参数。结论运用SolidWorks与Matlab联合仿真,可以形象直观地模拟机器人的三维运动情况,并获取其动力学特性参数。