一种6R非球型手腕机器人逆运动学算法研究

6R非球型手腕喷涂机器人得到了越来越广泛的应用,然而这种机器人的结构不满足Pieper准则,导致该机器人的逆运动学求解困难。对此,提出了一种近似解析法和数值迭代法相结合的6R非球型手腕机器人逆运动学组合算法。首先,根据6R非球型手腕机器人的结构特点近似转化为6R球型手腕机器人,并以等效球型手腕机器人的逆运动学解析解作为近似解,采用基于运动学雅可比矩阵的数值迭代法求解6R非球型手腕机器人的逆运动学精确解。其次,针对等效变换引起机器人有效工作空间减小,从而导致算法失败的问题进行了分析,提出了基于目标位姿偏置的方法提高逆运动学算法的鲁棒性。最后,通过数值仿真验证了所提出的6R非球型手腕机器人逆运动学算法的可靠性和时实性。     

基于MATLAB六轴喷涂机器人运动仿真研究

喷涂机器人的运动学研究是动力学控制和轨迹规划的理论基础。为对喷涂机器人的运动学进行具象化研究,以埃夫特公司提供的GR6150型喷涂机器人为研究对象。GR6150型机器人是一款六轴喷涂机器人,也是应用非常广泛的多自由度喷涂机器人。根据机器人外形结构,采用D-H法建立坐标系,对GR6150型机器人进行正、逆运动学求解和分析。利用Matlab对GR6150型机器人建立机器人六轴连杆模型,同时对机器人进行正运动学仿真分析,从而验证了运动方程的合理性和连杆模型的正确性。该研究为验证六轴机器人的运动学研究提供了有效方法,也为动力学研究奠定了理论基础。     

工业机器人喷涂运动学仿真研究

为了提高工业机器人设计分析效率,降低昂贵的机器人开发成本,利用虚拟样机技术对机器人进行了运动学仿真,提出了机器人的轨迹规划。根据HA006型工业机器人的结构特点,建立了基于D—H连杆坐标系的机器人运动学模型,利用MATLAB软件的机器人工具箱构建机器人对象,求解机器人基于关节坐标和直角坐标的轨迹规划,并通过SolidWorks软件进行连续路径喷涂轨迹规划的运动学仿真与分析,较为直观地观察机器人工作姿态和运动轨迹,得到机器人运动性能的实时状况。试验结果表明,该方法可以清楚地判定机器人运动方案的合理性及轨迹规划及控制算法的可行性,有效地提高了工业机器人的设计效率。     

基于Matlab的QJ-6R焊接机器人运动学分析及仿真

运用D-H方法建立了QJ-6R焊接机器人运动学方程,并讨论了其运动学问题.在Matlab环境下,绘出了机器人工作空间;用Robotics Toolbox对该机器人进行了仿真建模,并对正、逆运动学进行了实例仿真.通过仿真,分析了机器人的运动情况,得到了机器人在不同坐标空间的各种运动参数曲线和数据,验证了连杆参数设计的合理性和运动算法的正确性,为机器人动力学、控制和规划的研究提供了可靠的依据.     

基于COSMOSMotion与MATLAB的机器人运动学仿真

根据MOTOMAN-HP20D-6型机器人的结构特点，建立D—H连杆坐标系下的机器人运动学模型．利用MATLAB中的机器人工具箱RoboticsToolbox求解机器人运动学正解和逆解，对机器人进行轨迹规划。并在COSMOSMotion中进行运动学仿真与分析。     

“被动冗余度”空间机器人运动学特性分析

分析了“被动冗余度”空间机器人主、被动关节之间的运动学耦合,得到了可用于运动学规划的耦合指标;分析了“被动冗余度”空间机器人的运动学奇异的问题,以及与对应全主动关节冗余度空间机器人的运动学奇异的区别,得到的新的可操作性指标同样可用于机器人的运动规划;推导出了“被动冗余度”空间机器人的最佳最小二乘运动学优化方程,通过“准自运动”实现被动冗余度空间机器人优化控制;通过对平面3自由度空间站机器人的仿真,证实了分析得到的结论。     

基于运动耦合结构的并联机器人运动学正逆解

根据运动学等效的原则，在并联机器人中引入等效串联机器人及分支等效串联机器人，以等效广义坐标为中间变量建立并联机器人运动学正道解求解算法。该算法能有效处理结构带来的运动耦合，并且规划的软件具有自动生成迭代初始点、避免多解性以及便于实际应用等特点，从而为并联机器人的结构设计与创新提供了理论支持。     

基于运动耦合结构的并联机器人的运动学正逆解

根据运动学等效的原则，在并联机器人中引入等效串联机器人及分支等效串联机器人，以等效广义坐标为中间变量建立并联机器人运动学正逆解求解算法。该算法能有效处理结构带来的运动耦合，并且规划的软件具有自动生成迭代初始点、避免多解性以及便于实际应用等特点，从而为并联机器人的结构设计与创新提供了理论支持。     

平面3R冗余度机器人进行避障规划时的混沌

通过仿真及混沌数值分析法中的相图法和最大Lyapunov指数法，以平面3R刚性冗余度机器人为研究对象，对基于分解运动控制的机器人末端重复跟踪工作空间内的封闭路径并进行避障规划时的自运动中的混沌现象进行了研究。研究表明：基于分解运动速度控制方法求解冗余度机器人运动学逆解时，其自运动是规则的周期运动，而基于分解运动加速度控制方法求解冗余度机器人运动学逆解时，其自运动是混沌的。     

五自由度农业采摘机器人轨迹规划

为解决所设计的五自由度农业采摘机器人的轨迹规划问题,通过DH参数建模建立了其运动学模型,提出了一种基于代数法和几何法的综合应用的算法,成功推导了此类机器人的逆运动学解析解。在此基础上,采用一种加速度函数为组合正弦函数的轨迹规划方法对其进行关节空间的轨迹规划,并进行了仿真实验分析。研究结果表明,该规划方法不仅具有操作时间短的特点,而且使得机器人运动平稳,无振动和过冲现象,满足机器人准确、快速完成采摘任务的要求。     

基于MATLAB的六轴焊接机器人运动学仿真

将某符合Pieper准则的六轴焊接机器人作为实验对象,利用SDH(Standard-Denavit-Hartenberg)方法确定其D-H参数,创建对应的关节坐标系与D-H模型。基于MATLAB软件中机器人工具箱10.4版本展开运动学仿真,利用齐次变换矩阵与解析法完成对机器人正逆运动学的分析求解,同时验证了机器人运动学建模的合理性。在MATLAB中完成了轨迹规划与优化,对算法进行了优化、差分与分析。规划方式分别采用了线性规划与关节空间规划。对运动轨迹分别采用了五次插值函数、三次插值函数、匀速优化的处理方法。通过上述实验将优化前后进行比对发现,角速度和角加速度曲线均无骤变现象且到达点位时为零,得到的末端执行器轨迹工整圆滑,充分证明了优化后焊接机器人运动性能的稳定。     

三维空间关节型冗余度机器人的运动遗传规划

对关节型机器人的运动特点进行了分析,并建立了该类机构的运动模型。采用层次化的结构来表达问题,运用遗传规划算法的基本原理,求解机器人的角位移和规划机器人的运动路径,为三维空间的冗余度机器人运动学逆解的优化设计提供了一种行之有效的方法。     

基于Open Inventor的机器人运动学仿真和轨迹规划研究

针对KUKA公司生产的KR150～2型六自由度机器人,借助UG软件对机器人进行三维实体建模。采用Denavit—Hartenberg坐标变换方法建立了机器人运动学模型,并利用0penInventor和Visual C＋＋6．0编写了运动学正解、逆解、轨迹规划的程序。最后实现了在0pen Inventor环境下机器人的运动仿真。     

一种双臂机器人离线运动规划方法研究

针对多关节双臂作业机器人的轨迹规划问题,对双臂作业机器人的结构进行分析,以双臂协调完成插孔装配任务为例,建立双臂作业机器人的运动学模型,研究双臂作业机器人的运动学约束关系,求解出双臂之间的运动学关系。基于给定任务的机器人双臂协调运动规划问题,运用遗传算法得到一种双臂机器人离线运动规划方法。通过仿真实验,验证了主臂的位置和速度曲线连续光滑,说明在运行过程中机器人比较平稳,能够满足机器人的运动规划要求。     

2P3R型加工中心上下料机器人运动学分析及仿真

针对加工中心上下料工作需要,自主创新设计了2P3R型机器人。为分析机器人机构运动的可行性,对该机器人进行了运动学分析。用D-H法、齐次变换矩阵,建立了机器人正逆运动学方程,通过计算验证了正运动学方程的正确性;用UGNX软件建立了机器人的三维模型并导入到ADAMS软件中,对机器人上下料作业进行了运动学仿真分析,得到机器人末端夹手的上下料轨迹、位移及速度曲线。研究结果验证了机器人运动的可行性,为机器人的设计、空间轨迹规划及控制提供理论依据。     

3-PRC三维平移并联机器人机构的运动学分析

讨论了具有三平移自由度的3—PRC并联机器人机构的运动分析。基于机构运动约束方程,得到机构位置逆解的解析表达式;通过对刚体平面运动和点的合成运动分析,建立机构控制构件与动平台速度和加速度关系,并以显函数的形式表示;运动学解形式简单,便于实时控制。     

机器人逆运动学解析解的选取算法

机器人的逆运动学解析解由于其精度高、求解速度快,使其在诸多逆运动学求解方法中始终占据着重要的地位。然而,对于一般的6轴工业机器人而言,解析解的不唯一性导致在一个姿态下可能对应着多组解。因此多解的选取问题是解析解所必须面临和解决的一个问题。以一种构型的6轴机器人为例,在求得其解析解的基础上,基于解析解表达式的数学特性和运动的连续性,得到了两个关键推论,在此基础上提出了一种快速的逆解选取算法,并开发了虚拟样机软件进行仿真,验证了该选取算法的有效性和时间性能。     

双足溜冰机器人运动原理与运动学分析

利用轮滑原理，研制出双足腿轮式溜冰机器人。针对机器人自由度较多，不存在固定基座，常规的方法不宜进行其运动学分析的困难，引入右脚等效滚轮相对于参考坐标系的坐标转换矩阵，建立了双足溜冰机器人统一的运动学模型，推导了机器人正逆运动学公式。通过步态规划仿真实验，验证了运动学模型及其推导公式的正确性。     

基于动力学的搬运机器人运动规划控制算法与仿真

针对移动操作自由度冗余搬运机器人伤员搬运运动的安全性、稳定性要求,提出基于动力学的运动规划与控制方法。采用改进D-H方法建立搬运机器人正逆运动学模型;采用拉格朗日法建立机器人动力学模型;基于零力矩点（ZMP—the Zero-Moment Point）方法建立机器人稳定性评估模型;采用S形曲线方法规划机器人末端运动;通过优化稳定性求解机器人运动学逆解;采用滤波方法拟合关节运动曲线实现关节平稳运动;仿真验证了基于动力学的搬运机器人运动规划控制算法的有效性。     

一种6-SPS型并联机构运动学正向求解方法

通过研究6-SPS型并联机器人机构的运动学正向求解方法,提出了一种建立运动学模型与正向求解的方法,利用6-SPS型并联机器人支链特点,以支杆两个独立的方向余弦和伸缩长度为支杆的广义坐标,推导了6-SPS型并联机器人运动学模型,在此基础上,提出运用基于Moore-Penrose广义逆的牛顿迭代格式对运动学模型进行正向求解,并编制了MATLAB运动学正向求解程序,进行了运动学正向求解数值仿真,结果表明求解程序快速有效。