五节臂机器人结构设计及运动分析

通过MATLAB对机器人手臂进行仿真,研究了机器人手臂在关节空间中的轨迹规划,利用蒙卡洛法仿真得到机械手的工作空间云图,验证了运动学分析的正确性和机器人手臂各个参数及轨迹规划的合理性。说明机器人手臂的各个参数能实现预定的目标,缩短了调试时间,提高了设计效率,为机器人研究提供必要的理论基础。     

基于B样条的6R机器人轨迹规划及仿真

针对6R工业机器人工作过程中要求运动平稳且轨迹光滑连续的问题,提出用三次均匀B样条曲线对各关节进行轨迹规划。分析了三次B样条曲线的反算过程,并以PUMA560机器人为例在关节空间插值得到其运动轨迹。基于CATIA和ADAMS对机器人各关节角的位移、速度和加速度等运动学参数进行仿真验证。     

基于五次多项式过渡的机器人轨迹规划的研究

基于五次多项式过渡对SCARA机器人的连续曲线在关节空间进行轨迹规划研究。机器人的连续曲线路径在笛卡尔空间规划,而曲线的拐角处在关节空间采用五次多项式过渡进行规划。利用笛卡尔空间和关节空间的组合,使机器人运动的连续曲线轨迹连续平滑,同时使运动的速度和加速度也连续平滑,这有利于高速运动,减少机械臂的振动。     

机器人轨迹规划的有效方法

针对工业机器人轨迹规划平顺性要求,提出了采用五次均匀B样条曲线构造机器人4阶连续的轨迹,根据B样条相关理论,反算出五次B样条曲线函数,在关节空间中满足机器人运动学参数约束,由已知插值点利用五次B样条插值规划得到机器人各关节运动轨迹,利用ADAMS对PUMA560机器人运动参数进行仿真验证,验证其速度、加速度和加加速度的连续性,为轨迹平顺性问题提供了切实有效的方法。     

隧道凿岩机器人双三角钻臂运动分析与控制策略

通过对隧道凿岩机器人双三角钻臂运动规律的研究,引入平行坐标系将两后变幅缸对钻臂摆角与俯仰角的两输入两输出耦合系统转化为两个单输入单输出系统,得到了钻臂直线轨迹运动时,两后变幅缸的控制规律。从算法上解决了双三角钻臂轨迹控制的难点,为隧道凿岩机器人的高精度轨迹控制打下良好的理论基础。     

六自由度搬运机器人的误差分析及仿真验证

工业机器人误差的存在导致了其实际运动与预期的指令运动存在偏差,针对这一问题,从修正的MD-H模型入手,综合考虑了外在测量设备构造的机器人坐标系与机器人本身基坐标系不完全重合的问题,通过微分变换推导出了机器人定位误差模型,并以六自由度搬运机器人为例,利用MATLAB软件对推导出的机器人定位误差模型进行了仿真验证,为机器人误差补偿提供依据。     

大型喷浆机器人运动学分析

通过把关节耦合运动转化为约束条件,对一种８关节５自由度机器人进行了运动学正、逆问题分析。分析结果为机器人的轨迹规划和控制系统的设计提供了重要参考数据。     

UR5机器人运动学分析与轨迹规划研究

以UR5机器人为研究对象,为提高作业效率并保证其运动的平稳性,对其进行运动学分析与轨迹规划研究。采用D-H方法对机械臂的正、逆运动学进行了分析。以关节最大速度为约束,结合五次多项式得到了机械臂各关节的轨迹。通过建立机器人的Simulink控制模型,以关节角速度为输入,得到关节的角加速度曲线。通过对比轨迹规划与模型仿真的结果,验证了运动学方程的准确性。     

井下搬运机械手的设计与轨迹规划研究

针对煤矿在井下搬运和运输的特点,设计了6自由度的井下搬运机械手模型并对其进行了轨迹规划研究。利用五次多项式差值法对机械手各关节进行了轨迹规划,并利用MATLAB的Robot工具箱得出了各关节的位置、速度、加速度信息及搬运机械手在笛卡尔空间的运动轨迹。研究表明,所设计的搬运机械手设计合理,参数正确,为后期优化提供了理论依据。     

基于蚁群算法的移动机器人运动规划研究

针对当前机器人运动规划研究中存在的问题,提出了一种以蚁群算法为基础的机器人运动规划,该算法能够在比较复杂的环境中规划出更优化的路径,并且提高了规划的效率。通过仿真实验验证了算法的有效性。     

基于MATLAB优化设计模型的几何描述

求2个设计变量目标函数的最优化问题可转换为在三维坐标系内找出该目标函数曲面在约束函数范围内的最小值问题。借助于MATLAB强大的数据可视化功能,在三维坐标系内绘制出目标函数与约束函数的曲面图,并对二维优化问题作出几何描述,再利用MATLAB优化工具箱中的优化函数命令验证结果的正确性。通过给出的优化实例可以看出,应用该软件求解优化问题非常方便。     

基于三维激光扫描技术的矿区建筑物变形监测方法

传统变形监测方法存在工作量大、监测点难以保护、监测时间长等不足,与传统监测方法相比,三维激光扫描技术具有非接触、高密度、高精度、信息量大、快速获取物体表面三维空间坐标等优点。结合相似材料模型试验,提出了基于三维激光扫描技术的矿区建筑物变形监测思路。首先采用全站式三维激光扫描仪分别对二维相似材料模型在5个不同开采时段进行整体扫描,将扫描数据通过点云数据后处理软件进行预处理,从中提取模型上黑白靶标即变形监测点的三维坐标;然后结合MATLAB语言编程,实现监测点由假定坐标到目标坐标的自动化转换,提高点云数据处理效率;最后根据试验得出的变形监测思路,对某矿区水塔进行了变形监测,并与全站仪的监测数据进行了对比分析。研究表明:采用三维激光扫描技术获取的水塔变形监测数据与全站仪获取的监测数据的最大误差仅为1.8 mm,远小于沉降变形监测10 mm的精度要求,可见对矿区建筑物采用三维激光扫描技术进行变形监测具有可行性。     

基于Pro/Engineer与AutoCAD回油阀的参数化设计

介绍了在Pro/Engineer Wildfire环境下,实现回油阀实体参数化设计与组装的方法与步骤,并与AutoCAD软件配合,实现二维工程图的输出与完善。通过三维结构设计软件与二维工程绘图软件相结合,实现了产品设计的整个流程。     

基于MATLAB的采棉机器人运动学仿真

对采棉机器人的运动学进行建模与分析.根据D-H坐标变换法建立了空间坐标系,并在此基础上推导出了采棉机器人的运动学方程,并求出逆解.用MATLAB7.0建立了求逆解的程序和仿真系统软件,仿真所得到的结果对于路径规划、控制等方面的研究具有重要的参考价值;仿真实例证明了逆运动学算法的正确性.     

基于模糊推理的熔融堆积成型工艺参数的优化

针对当前多目标优化方法中存在的不足之处,提出了基于模糊推理的多目标优化方法,并详细阐述了模糊推理的过程,即包括模糊化、推理和清晰化3个过程。最后将模糊推理运用于熔融堆积成型工艺参数优化,待优化的参数为线宽补偿(A)、挤出速度(B)、填充速度(C)和层厚(D),优化的目标为加工时间(T)、尺寸精度(DE)和翘曲变形(WD)3个指标。在MATLAB模糊推理系统中进行仿真运算,得出最佳参数组合方案为A1B3C3D3,并与灰关联分析方法相比较,得出了基本一致的结论,进一步说明了该方法的有效性和实用性。     

有源电力滤波器2种电流检测方法的仿真研究

研究了有源电力滤波器的2种谐波电流检测算法:p、q检测法和ip、iq检测法,对2种检测方法进行了理论分析并利用MATLAB中的电力系统仿真工具箱对其进行建模与仿真比较研究。仿真试验结果表明,当电网电压平衡时,两者皆可准确地检测出谐波电流。当电网电压非平衡时,ip、iq检测法能有效检测出谐波信号。     

Java3D技术与虚拟现实

当前的虚拟现实建模主要采用OpenGL,VRML等语言,分别存在着难以掌握、不易控制等缺点。为此,针对Java3D语言中对复杂形体构造困难的特点,给出了两种构建方法,充分利用Java语言的面向对象的特征和初学者易学易用的特点来构造虚拟现实场景图。     

基于空间小三角面的3D矿床模型研究

如何构建使用简单、功能强大的3D地测CAD系统,实现3D矿床模型的自动生成已成为矿山地质、采矿等部门的设计人员追求的目标之一。鉴于此,综合运用多种数学方法、数据库技术、图形图像处理技术,对3D地测CAD系统的整体框架及其软件实现方法进行了深入研究,对解决3D地测CAD系统中存在的重点和难点问题——矿岩界线的自动绘制和3D矿床模型的自动生成,进行了重点尝试性研究,提出基于空间小三角面的表面拟合技术的3D矿床模型自动生成方法,为矿山地质、采矿人员提供了一个全新的操作平台。     

基于GIS的矿山三维地质建模方法

矿山三维地质建模是数字矿山的核心组成部分,在地质、采矿、岩土工程等诸多领域日益得到重视。在综合分析三维地质数据模型的基础上,提出了GIS可描述和GIS不可描述数据模型的分类,并在GOCAD和ArcGIS平台下构建了基于GIS的多元、多方法集成的矿山三维地质建模方法。针对GIS不可描述数据模型提出了面向对象的聚合派生法,并通过Geodatabase建立了两平台的关联和模型的更新。通过现场实例应用表明,该方法保持了数据在空间和时间上的一致性,为矿山安全生产管理提供了有效和可靠的空间数据以及可视化的支持。     

面向煤矿井下局部复杂空间的机器人三维路径规划方法

自动机器人逐渐开始应用于井下无人或少人煤炭开采、危险探测和救灾过程中。根据井下局部复杂空间比较小而且密闭,障碍物分布复杂,地面不平整的特点,提出了一种基于混合蚁群-蜂群算法的井下局部复杂空间机器人三维路径规划方法。所提出的井下局部复杂空间机器人三维路径规划方法具有产生初始可行路径简单,探索新的可行路径能力强的特点,可有效解决蚁群路径规划算法可能过早陷入局部最优解,人工蜂群算法迭代次数过多的问题。对所规划的三维折线路径采用了B-spline插值方法进行了曲线化拟合,可产生出井下机器人最优的连续平滑路径,更有利于机器人平稳行进。仿真结果表明:采用所提出的基于混合蚁群-蜂群算法的井下局部复杂空间机器人三维路径规划方法,机器人可有效对在井下局部复杂空间进行三维路径规划。