工业机器人关节柔性特征研究

设计了六自由度工业机器人,对其关节柔性进行研究;根据其结构特点和负载情况,基于DH坐标理论建立了其刚性运动学模型和柔性运动学模型,分析研究了对关节柔性的影响因素,这里主要是受负载和机器人部件本身的重力影响,得到各关节的柔性变化量与负载和部件本身重力之间的数学关系,并得到各关节柔性变化量与上述因素对应的曲线图,对其进行研究和分析;最终得到机器人关节在整个工作空间中不同位置对应不同负载时所产生的柔性变形量。     

四足机器人仿生关节的研究现状综述

兼具高速度、高机动和高适应性已成为四足机器人发展的必然趋势,仿生关节作为重要的基础运动部件,对四足机器人的运动学和动力学研究具有重要的作用。从气动柔性的仿生关节、液压减震的仿生关节、串联弹性驱动器的仿生关节和变刚度柔性的仿生关节4方面出发,对四足机器人关节仿生的研究现状进行了全面综述,并准确分析各种类型的仿生关节缺陷,最后对四足机器人仿生关节的未来发展趋势进行概述。随着研究的深入,四足机器人的仿生关节必然会在生产服务、科学探索、未来战争等多个领域中发挥广泛的应用。     

基于关节阻尼的6自由度工业机器人优化分析

首先,考虑工业机器人末端振型的变化,基于“转子-扭簧”模型和有限元理论,推导出机器人柔性关节和刚柔耦合杆件部分的动力学模型,探讨关节阻尼与机器人末端振动位移之间的关系,建立关节阻尼的优化设计数学模型;然后,以机器人末端振幅为设计目标,以机器人的驱动关节阻尼为设计变量进行优化;最后,借助ADAMS软件应用该优化模型对刚柔耦合的六自由度串联工业机器人进行优化设计,并对优化结果进行比较分析,验证了关节阻尼抑制末端振动的效果,为工业机器人关节阻尼抑制末端振动提供了理论依据.     

柔性臂机器人控制关键技术的研究进展

满足高速、轻质要求的柔性臂机器人是近年来的研究热点。根据结构特征将柔性臂机器人分成三种类型:柔性杆件机器人、柔性关节机器人及综合柔性杆件和柔性关节特点的混合柔性机器人。围绕近年来这三类机器人在动力学建模和控制策略上的进展及研究成果,对柔性臂机器人控制的关键技术进行了概括和阐述。     

仿生柔性关节关键技术综述

仿生柔性关节融合生物关节生理结构与柔性运动特性,能够根据外部环境与自身负载变化动态调整关节刚度以减缓外部环境刚性冲击,实现关节能量的积蓄与回收,满足机器人跑、跳等动态行走方式需求,具有广泛的应用前景。作为一个新兴的研究领域,国内外对仿生柔性关节的研究尚处在起步阶段,并没有成熟的技术可借鉴,因此有必要对现有研究成果进行系统分析和深入总结,以促进仿生柔性关节的进一步发展。文中简要介绍了国内外仿生柔性关节研究现状,详细探讨了制约仿生柔性关节研究的柔性结构设计和柔性控制方法等关键技术问题,并对仿生柔性关节研究未来发展趋势进行了构想与展望。     

高速重载码垛机器人刚柔耦合模型建立及动态特性分析方法

针对高速码垛机器人高速、高加速度、大负载的工作特性,提出一种考虑关节柔性的高速重载码垛机器人结构建模及动态特性分析方法。首先,建立刚柔耦合动力学模型,对高速重载码垛机器人的关节柔性进行描述; 其次,基于建立的刚柔耦合动力学模型,对机器人的重要动态特性——振动模态进行分析; 最后,设计力锤瞬态激励实验,对2种方法的有效性进行验证。实验结果表明,该结构建模方法有效地分析了高速重载码垛机器人关节柔性的影响,动态特性分析方法有效地分析了机器人的振动模态。     

基于凸轮机构的变刚度仿生柔性关节设计与分析

为满足足式机器人跑跳等动态运动对关节柔性及其变刚度特性的迫切要求,借鉴生物关节柔性特征与主被动刚度调节机理,创新地提出了一种基于凸轮机构的新型变刚度仿生柔性关节。基于关节刚度特性分析,构建了关节整体刚度模型,并针对影响关节刚度特性的各结构参数开展了系统优化设计,研制出了一款紧凑型高集成度关节样机。关节样机性能实验结果表明,基于凸轮机构的变刚度仿生柔性关节具备理想的关节输出力矩与刚度调节范围,可通过关节固有刚度特性与动态刚度特性的主被动融合控制,实现关节瞬时刚度的动态非线性精确调节,能够满足机器人动态运动对关节柔性与刚度的需求。     

工业机器人的应用现状及发展分析

介绍了工业机器人的发展历程及现状,探讨了工业机器人在自动化生产线、焊接制造及物料搬运中的应用,研究分析了工业机器人的发展趋势,提出了工业机器人应在智能化水平、柔性制造能力、性能和精度及标准化和评测方法等方面加强研究。     

柔性关节机器人动力学分析

近年来,工业机器人以其机动、灵巧等特点,开始应用于越来越多的领域。但串联机器人刚度较差,使得其应用场景受到了一定的限制。采用拉格朗日法,建立了考虑关节柔性的机器人动力学模型,并规划了机器人运动轨迹。建立了Simulink仿真模型,得出了机器人各关节角度在指定运动情况下的关节变形情况,并分析了机器人末端振动情况。     

一种数控机床自动上下料桁架机器人控制系统设计与实现

为满足加工制造业对数控机床与工业机器人集成化需求,按照杆轴类、盘类等零件上下料工艺要求,提出一种融合柔性关节和气动手爪二轴自动上下料桁架机器人控制系统设计方法。包括桁架机器人X、Z轴伺服控制、柔性关节超声电机控制、气动手爪控制、数控机床与机器人通信方式控制。并以西门子S7-300为核心控制器,采用永磁同步电动机作为伺服电动机,采用超声电机和小型气缸、回转气缸控制柔性手爪,利用直接I/O口实现机器人与数控机床的通信,实现数控机床高效、自动完成上下料。     

机器人关节的发展现状与趋势

机器人关节是机器人的基础部件，其性能的好坏直接影响机器人的性能。本文根据机器人关节的功能特点，驱动方式，应用场合和主要结构等进行了分类；介绍了典型的机器人关节结构形式，对工业机器人和拟人机器人的关节结构进行了较为详细的介绍；随着数字伺服技术等电子技术的发展，机器人关节也在不断发展。机器人关节呈现出大力矩、高精度、反应灵敏、小型化，机电一体化，标准化和模块化等趋势，以适应机器人技术发展的需要。     

柔性机器人躲避振动的一种方法

对于柔性机器人而言 ,系统柔性所引起的振动使得机器人很难准确地跟踪预定的末端轨迹 ,因此如何有效地减小柔性机器人的振动是一个非常重要的研究课题。本文对柔性机器人躲避振动的方法进行了研究。首先分析了影响柔性机器人末端振动变形的因素 ,在此基础上得出了在结构参数和末端运动轨迹不变的情况下 ,通过适当调整关节运动参数可以使柔性机器人有效躲避振动的结论 ;然后研究了机器人末端运动参数与关节运动参数之间的关系 ,提出了通过规划机器人末端运动参数从而调整关节运动参数 ,以使机器人能够有效躲避和减小柔性振动的方法 ,并且给出了相应的算法 ;最后通过数值仿真验证了该方法的有效性     

康复机器人柔性关节舒适性分析与研究

康复机器人柔性关节的舒适性对保障人机接触的安全稳定运行至关重要,针对康复机器人柔性关节舒适性设计进行了分析与研究。从拟人化的角度分析了柔性关节的机械结构设计原理与要求,从生理学角度选择人机压力接触承受点,从仿生学角度建立了外骨骼柔性关节活动范围,同时重点对比分析了外骨骼柔性关节驱动系统,形成了一套完善的柔性关节仿生设计原则,为设计结构轻巧、穿戴方便、操作柔顺的柔性关节奠定了基础。     

提高柔性冗余度机器人动态性能的冗余关节运动规划方法

通过分析影响柔性机器人弹性动力响应的因素，得出了在结构参数不变的情况下可以通过适当调整关节运动参数来提高机器人动态性能的结论。对柔性冗余度机器人关节运动的冗余特征进行了研究。在此基础上，构造出以冗余关节角为状态变量的优化控制结构，得出一种新的柔性冗余度机器人优化控制方法，该方法使各关节的运动简单易控、保证各关节的运动不越限，消除了机器人的终态自运动。     

坚持自主创新发展国产机器人

一、工业机器人及其在国际上的发展状况 工业机器人是集机械、电子、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体,能进行各种仿人操作、自动控制、可重复编程,能在三维空间完成各种作业的白动化设备,特别适用于多品种、变批量的柔性生产,具有持续工作时间长、精确度高、抗恶劣环境的能力,是先进制造不可缺少的自动化设备. 1952年第一台数控机床诞生.1954年美国戴沃尔先生提出了借助数控机床的伺服技术控制机器人的关节的工业机器人的概念.1962年美国制造出第一台使用的示教型工业机器人,并在以后发展了高难度智能型的军用机器人、太空机器人等,并广泛用在扫雷、布雷、侦查、站岗、太空探测方面,是世界机器人的强国.     

冗余度柔性机器人最优关节驱动力矩规划

对冗余度柔性机器人最优关节驱动力矩规划进行了研究，以三杆柔性机器人为例进行了最优关节驱动力矩规划的数值模拟，并对结果进行了分析。     

模糊控制在工业机器人中的应用研究？

工业机器人各关节之间关系十分复杂,其转动惯量随着运动位置的变化而变化是非线性控制。要使工业机器人的各关节达到高精度、无超调及快速平稳控制是技术难题。通过介绍工业机器人模糊控制系统的结构及其模型建立的过程,分析了机器人模糊控制的关节控制系统及调节特性。实践表明将模糊控制应用于工业机器人控制可以达到良好的控制性能要求。     

基于期望动力学的柔性关节控制器设计

协作机器人具有灵活,安全特点,已广泛应用于自动化领域以及中小企业中。为了保证与人交互的安全性,协作机器人通常采用中空电机与中空减速器配合的设计方案,以降低关节转动惯量,从而获得良好的外力感知与控制能力,这种设计导致协作机器人的关节具有了柔性。针对具有柔性关节的轻量级协作机器人,设计了一种基于期望动力学的柔性关节控制器,提高柔性关节机器人的轨迹跟踪精度和抖动抑制能力。在具有谐波减速器和力矩传感器的柔性关节上,基于连杆侧位置反馈与关节力矩反馈实现了从经典的电机侧控制到连杆侧控制的转变,并借助储存函数建立李雅普诺夫函数证明了该控制器的无源性与渐近稳定性。最后,通过Simulink仿真与单关节实验平台的关节轨迹追踪实验验证了柔性关节控制器的性能,结果显示其与全状态反馈控制相比具有关节力矩波动小、抖动抑制快以及轨迹跟踪误差小等优点。     

基于可控性和全局性的空间柔性机器人驱动力矩自运动规划策略

提出了一种有利于控制实施并具有全局性的自运动动力规划方法,优化了柔性机器人关节驱动力矩。在保证机器人实现预定运动轨迹的条件下,利用机器人的冗余度,通过优化机器人各关节自运动,尽可能地同时降低机器人的关节驱动力矩和末端的弹性变形的运动误差。通过对一空间4R柔性机器人的数值仿真验证了这一方法的有效性。     

欠驱动柔性机器人动力学建模及仿真

根据欠驱动机器人的结构特点，以柔性多体系统动力学理论为基础，采用便于实时控制的假设模态方法，建立了具有柔性杆件的欠驱动机器人的动力学模型。对动力学模型的求解进行了分析，讨论了被动关节处模态函数各种边界条件的确定。通过对二自由度欠驱动机器人被动关节的位置控制，实现对柔性杆的弹性变形及其变化的仿真分析，所得结果验证了假设模态方法动力学模型的有效性，反映了不同驱动器位置系统的振动特性和对系统振动控制的必要性。