机械臂多任务协同建模与分配方法

针对大型叶片精加工效率低的问题,提出了一种多机械臂协同加工大型叶片的方法,对机械臂多任务协同建模与分配方法进行了深入的研究及详细的阐述。首先构建了大型叶片多机械臂协同加工多任务分配模型,根据叶片的曲率云图将叶片划分为多个加工任务,然后以最短加工时间为目标,提出了一种基于贪婪算法协同加工多任务分配方法,并给出了方法流程和具体步骤,最后通过实例验证了本方法的有效性和可行性。     

多轴机械臂3D打印的运动-挤料协同控制方法

多轴机械臂3D打印能够拓展传统熔融沉积式三轴打印的空间自由度实现无支撑一体成型.但由于机械臂多关节运动与3D打印多参量的分离控制所导致的运动-挤料不同步,大大影响打印质量.针对多轴机械臂3D打印末端运动与挤料的协同性问题,提出基于EtherCAT的协同控制方法.以EtherCAT实时工业以太网构建控制系统框架,满足多关...     

有限空间约束机械臂动力学协同仿真方法研究

针对多自由度注塑机械臂系统在有限空间约束条件下作高效两点重复运动需求,提出了一种基于结构动力学和控制系统运动学协同仿真的机械臂轨迹规划与优化方法。运用结构表达式驱动和link函数分别建立机械臂的结构模型和D-H模型,根据机械臂的初始位置和终止位置,对机械臂进行轨迹规划逆向运动求解,获取初始轨迹曲线和各关节角度变化曲线,将NX接口的全部操作编译成独立的M函数嵌入到MATLAB/Simulink模块的动态系统仿真模型中进行轨迹曲线的拟合。得到在有限空间约束的条件下轨迹连续,关节平滑,末端运动时间较短,满足实际需求的一条理想轨迹。     

一种冗余机械臂多目标轨迹优化方法

针对冗余机械臂在轨迹规划过程中构型不唯一的特点,对冗余机械臂轨迹的多目标优化方法进行了研究,建立了以减小机械臂动作幅度、能量消耗和关节运动冲击为指标的多目标优化模型。通过改进的双模式混合差分进化算法(DHDE),对机械臂运动轨迹进行优化以获得逆运动学解的数值解。DHDE算法将DE/current-to-best/1/bin策略中的F因子改进为互补因子K,并利用天牛须算法原理进行优化,同时结合DE/rand/1/bin策略,改进后算法具有求解精度高、收敛速度快和鲁棒性强等特点。仿真表明所提方法能有效优化关节轨迹,理论定位精度可达到10-5 mm。最后实验验证了该方法的合理性和正确性。     

体育器材用多自由度机械臂运动轨迹控制方法

为增加体育训练的实用性和器材耐用程度,减少人力、物力资源消耗,降低受机械冲击产生的影响,提出一种应用在体育器材上的多自由度机械臂运动轨迹控制方法。分析关节转动的弧度,建立机械臂运动轨迹模型,依据模型内参数值求解各关节齐次变换矩阵,从正解和反解两个角度解析末端执行器位姿、固定关节坐标点,建立两者间的映射关系;以“353”多项式插值算法,确定关节速度、加速度和位置,实现最优轨迹控制。仿真分析证明：采用该方法的体育器材用多自由度机械臂运行轨迹更平滑、稳定性更高。     

机械臂运动的智能自适应模糊控制策略

为了提高机械臂轨迹跟踪控制精度同时节省驱动能量,提出了机械臂运动的智能自适应模糊控制策略。介绍了双连杆机械臂结构并建立了其动力学模型;设计了机械臂系统控制方案和智能自适应模糊控制器的实现方案;在粒子群算法基础上增加了多策略进化方法和多子群协同搜索方法,提出了多策略协同进化粒子群算法;以机械臂轨迹跟踪误差和驱动力矩最小为目标,以多策略协同进化算法为寻优算法,设计了具有智能自适应调节能力的模糊控制器。经仿真验证,自适应模糊控制器的跟踪误差幅值为PID控制误差幅值的26%左右,同时模糊控制器驱动力矩的平均振动幅值不足PID控制器力矩振动幅值的17%,充分证明了智能自适应模糊控制器能够以更小的力矩实现更小的跟踪误差。     

基于等效臂的遥操作机械臂的运动性能优化方法

随着工业技术的发展,遥操作系统被广泛地应用于各领域之中。在遥操作过程中,从臂的运动性能影响着任务的完成效果。因此,希望在从臂跟随人臂轨迹运动的同时,对从臂性能进行优化。然而,现有性能优化方法会改变机械臂的运动状态,导致人臂和机械臂的运动不相似。为此,文章提出了基于等效臂的遥操作性能优化方法。首先,基于等效臂模型建立运动学映射方法,将人臂运动信息完整的映射到机械臂。然后,提出性能优化方法,通过调整等效臂来优化机械臂的运动性能。最后,进行了性能优化实验,实验结果表明性能优化方法能够在保证两臂运动相似性的同时,提升机械臂的性能指标。     

一种多联轴雾化机械臂的设计

目前,垃圾处理站主要依靠人工清洗垃圾处理作业面,且没有很好的措施消除垃圾臭味。文中设计一种能够实现自动喷洒除臭剂的智能机械臂,给出了总体结构,分析了作业过程,详细阐述了设计过程的总体原则,以及传动方式和壳体材料等机械系统的关键要素。     

基于可靠性的机械臂运动优化控制与仿真研究

针对当前机械臂运行的可靠性要求,从可靠性评价的相关指标入手,选择末端位姿精度、末端速度精度和末端力精度作为评价指标,从多因素的角度对空间机械臂运动优化模型进行构建,通过采用协方差矩阵算法对目标函数进行求解。最后通过仿真试验,得到在不同阈值下空间机械臂运行的可靠性,结果表明经优化后,其运行可靠性可达到73.7%,大大高于优化前的39%,进而验证本文构建的空间机械臂运行模型具有一定的可行性。     

基于NSGA-Ⅱ算法的机械臂多目标轨迹优化

以HSR-JR612型机械臂为研究对象,针对机械臂运动过程中需满足时间消耗少、能量消耗低、平滑冲击小的问题,对其进行多目标轨迹优化研究。机械臂关节空间轨迹采用七次B样条曲线构造,采用具有精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),结合对机械臂的关节位移、速度、加速度和加加速度作出限制得到的约束条件,对机械臂轨迹进行优化,得到一组Pareto最优解集合。仿真结果表明,七次B样条曲线构造的机械臂关节空间轨迹速度、加速度和加加速度都连续平滑,保证了机械臂运动性能。在满足约束条件的前提下,NSGA-Ⅱ算法可对机械臂运动轨迹实现有效的多目标优化,获得一组理想的Pareto最优解集,并从中选取一个各项优化目标较为均衡的解作为多目标优化的最终解。     

多关节机械臂的高阶滑模神经网络自适应控制

本文针对多关节机械臂提出了 一种高阶滑模神经网络自适应控制策略.在机械臂的动力学方程的基础之上,设置了滑模面,并对该滑模面求二阶导数,利用高阶滑模控制理论设计了机械臂的控制方案;高阶滑模控制分两步实施,针对标称系统采用了齐次连续控制项,对系统中存在外部干扰的情况添加了补偿项,并对系统中存在的不确定性采用RBF神经网络进...     

液压驱动的多冗余机械臂逆运动学算法

液压驱动的多冗余机械臂用常规方法很难实现实时、精确的自动化控制,提出了一种基于几何理论的数值迭代算法,能快速地求解出多冗余机械臂的运动学逆解,并利用此算法对混凝土泵车的臂架系统进行了模拟仿真,仿真结果表明,此算法符合泵车臂架系统的实时自动化控制。     

一种起重机伸缩臂多目标优化方法及试验

研究一种将参数化建模、有限元仿真、疲劳分析和数值寻优算法相结合的伸缩臂优化方法。建立了随车起重机伸缩臂的参数化模型,进行不同工况下的伸缩臂动静态性能和疲劳寿命分析,并对模型进行了试验验证。以伸缩臂外形尺寸为设计变量,利用最优拉丁方试验设计方法建立样本空间,构造径向基函数近似模型。在此基础上,建立了伸缩臂的涉及到动静态性能、疲劳寿命及自身重量的多目标优化方法及模型。优化结果表明,在保证动静态性能和寿命要求的条件下,伸缩臂重量减少了6.76%。     

多关节机械臂的坐标模型和参数标定

对多关节机械臂式三维坐标采集系统中使用的空间坐标模型和参数标定方法进行了研究.首先提出了具有普适性的杆件单元模型,并基于此建立了多关节机械臂式三维坐标测量机构的坐标模型.继而讨论了模型中各系统参数的标定问题,在研究基于最小二乘法和迭代的标定方法之后提出了一种基于实数编码型遗传算法的标定方法,它具有定标点数不受限制,精度高等优点.实验结果证明这种标定方法有较好的实用性和鲁棒性.     

考虑含间隙关节的漂浮基空间机械臂动力学输出特性研究

研究关节间隙对漂浮基空间机械臂动力学特性的影响对设计空间站机械臂具有重要意义。采用Lankarani-Nikravesh接触力表达式建立了考虑摩擦的含间隙关节模型;应用Lagrange方程和含间隙关节模型建立了含间隙的漂浮基空间机械臂动力学模型。数值模拟分析了间隙关节数量和不同间隙尺寸对漂浮基空间机械臂动力学输出特性的影响,并定量分析了间隙对漂浮基空间机械臂动力学输出的影响程度。结果表明,两个含间隙关节的耦合作用导致关节接触碰撞力剧烈变化,引起漂浮基空间机械臂的动力学输出更加剧烈;关节的间隙尺寸值越大,漂浮基空间机械臂动力学输出的波动幅值越大,但波动频率会随着间隙值的增大而减小,降低了空间机械臂的运动精度。该研究可为解决多个含间隙关节的漂浮基空间机械臂的高精度轨迹控制问题提供重要的理论依据。     

轻型机械臂的轻量化结构设计优化方法

在轮式移动机器人基础上,开发移动机械臂,设计了一种轻型五自由度机械臂,建立了三维实体模型,以减轻机械臂自身质量为目标,对关键构件进行了减重孔方案设计和结构优化,利用有限元方法计算得到了在不同载荷下不同方案的应力应变规律、模态与振型,对比分析了不同减重方案的优劣性,给出了最优减重方案,为机械臂结构设计提供了理论依据。     

冗余机械臂逆运动学问题的多策略贪婪蜂群求解

为了提高冗余机械臂逆运动学问题求解的位置精度和姿态精度,提出了基于多策略贪婪蜂群算法的求解方法。介绍了KUKA LBR iiwa七自由度冗余机械臂构型,推导了机械臂正运动学的齐次变换矩阵,以减小机械臂末端执行器位置误差和姿态误差为目标建立了优化模型。介绍了标准人工蜂群算法原理并分析了算法存在的缺陷,优化了能够提高蜜蜂多样性的跟随蜂选择策略,以提高跟随蜂局部搜索能力为目的给定了3种位置更新策略,将新算法命名为多策略贪婪蜂群算法。将新蜂群算法应用于逆运动学求解,经仿真验证可知,多策略贪婪蜂群算法的求解质量和求解速度均好于标准蜂群算法,且多策略贪婪蜂群算法在连续多个位姿点逆运动学求解中也具有较高精度,以上结果证明了多策略贪婪蜂群算法在机械臂逆运动学求解中的优越性。     

基于多传感器的工业机械臂精细化操作远程控制方法

为实现远程控制工业机械臂时的精细化操作,使其关节轨迹具有连续、平稳、光滑的控制效果,提出基于多传感器的工业机械臂精细化操作远程控制方法。优化传感器的布局,以便采集信息;利用新息变化野值检测方法消除工业机械臂精细化操作中存在的野值,提高关节角度与速度信息的完整性和精度;将滑模控制与神经网络结合,消除因非线性、摩擦非线性和未知参数等不确定性因素对机械臂精细化操作的影响,构建工业机械臂操作远程控制器,实现工业机械臂精细化操作的远程控制。实验结果表明,所提方法可精准控制工业机械臂的关节角度与速度,具有较高的灵活性和高效性。