机器人动力学自动建模软件系统

提出了一种用数字－符号法建立机器人动力学模型的简便、高效方法，该方法将模型矩阵中各元素的推导问题转化为特定条件下应用动力学递推公式求解驱动力和驱动力矩的问题。文中引入了一种线性链表的动态数据结构，将建模过程中复杂的数字、符号混合处理过程转化为简单的矩阵运算过程，降低了建模的复杂性。研制了自动建立机器人动力学模型的计算机软件，可自动生成动力学模型的各矩阵元素，并以实时代码形式输出。     

机器人动力学模型的程序实现

对刚性、串联、开环的机器人进行了动力学分析,建立了一般机器人的拉格朗日动力学模型,推导了拉格朗日方程两边的计算过程,编制了自动建立多自由度机器人动力学模型的计算机程序,并与实际相结合,分析了所研制的六自由度手控器的运动学动力学问题,为手控器的研制提供了理论依据.     

含单闭链机器人的动力学研究

本文将闭链机构受力分析的示力副法推广应用到含单闭链机器人的动力学分析，建立了含单闭链机器人的动力学逆问题和建模计算公式计算时，将含单闭链机器人分成主开链和子开链，并对机器人所含闭链机构进行运动分析，由此得到联系主开链和子开链关节运动量的变换阵借鉴开链机器人的动力学公式对这两个开链进行计算．将所得的子开链的动力学计算结果，由得到的关节运动量变换阵进行适当变换，并与主开链的动力学计算结果相加就可得到含单闭链机器人的动力学计算结果与其它方法相比，此计算公式简明、完善且直观，易于推广应用．     

机器人动力学模型的程序实现

对刚性、串联、开环的机器人进行了动力学分析,建立了一般机器人的拉格朗日动力学模型,推导了拉格朗日方程两边的计算过程,编制了自动建立多自由度机器人动力学模型的计算机程序,并与实际相结合,分析了所研制的六自由度手控器的运动学动力学问题,为手控器的研制提供了理论依据。     

6-PRRS并联机器人的动力学建模研究

为解决并联机器人动力学模型的计算复杂性与实时准确控制之间的矛盾,采用虚功原理建立6-PRRS并联机器人各构件随参数变化的完整动力学方程,对6-PRRS并联机器人动力学模型在各种工作情况下进行仿真分析,对机器人各部分质量和转动惯量对驱动力的影响进行研究,提出动力学模型简化策略,减小了动力学计算量,提高并联机器人动力学的计算速度,为并联机器人的控制和参数识别奠定了基础.     

基于神经网络的机器人运动模型的研究

对基于神经网络建立水下机器人(AUV)运动模型的方法进行了分析和探讨,提出了以非完全回归形式的运动模型神经网络结构,提出了输出层向输入层回归的封闭式结构以实现运动模型的模拟机能,给出了相应的训练和学习方法.提出了对输出层增加积分环节及对神经网络输入输出变量进行正规化处理的方法.计算机仿真及实际水下机器人"Twin-Burger”的建模结果,表明本文所提出的建模方法的有效性和可行性.     

全自主足球机器人运动模型的改进

阐述了具有输入饱和特性的全自主足球机器人的运动控制问题,建立了全自主足球机器人的运动学模型.基于数字PID算法条件下实现了足球机器人在赛场上的高精度运动控制,实验进一步证明了算法的鲁棒性,并在实际比赛中取的了很好的成绩.     

轮式移动操作机器人的动力学模型

为了揭示移动平台与机械手间的相互耦合作用力,运用牛顿-欧拉方法推导了轮式移动操作机器人的动力学模型,该动力模型具有以下特点:(1)非完整约束被溶入动力学方程中;(2)移动平台和机械手间的耦合作用力在动力学方程中被完全地表达出来.     

模块化协作机器人运动特性分析及动力学仿真研究

针对UR10模块化协作机器人的构型特点,采用D-H坐标变换法建立其运动学坐标系,采用逆变换法对机器人进行逆运动学求解,求得各个关节转角。运用拉格朗日法对UR机器人进行动力学分析,利用ADAMS多体动力学仿真软件对其进行动力学仿真。结果证明,该模块化协作机器人具有良好的静态平衡性能、运动稳定性和动态响应特性。     

全自主足球机器人运动模型的改进

阐述了具有输入饱和特性的全自主足球机器人的运动控制问题,建立了全自主足球机器人的运动学模型.基于数字PID算法条件下实现了足球机器人在赛场上的高精度运动控制,实验进一步证明了算法的鲁棒性,并在实际比赛中取的了很好的成绩.     

闭链级联式机器人基于旋量理论的动力学分析

闭链级联式机器人是一种复杂型式的机器人,对其进行动力学分析是实现对其进行运动控制的必要前提.闭链级联式机器人的结构特点是:任何一个闭链级联式机器人都存在一条主运动链,且主运动链为开链机器人;主运动链的各个关节均为被动关节或被测量关节,分别由相应的闭链驱动或测量.基于旋量理论的动力学分析方法是通过使用运动螺旋和指数积公式等数学工具建立起机器人的动力学方程,从而求取机器人的驱动力矩.由于闭链级联式机器人存在闭链,其动力学分析方法不同于传统的开链机器人,用旋量理论建立闭链级联式机器人的动力学方程的要解决两个关键问题:其一是闭链的分解,其二是惯性矩阵的求取.该方法也为解决单闭链机器人的动力学分析问题提供了基础.     

具有连杆耦合机构的灵巧手指逆运动学

针对机器人灵巧手指末端的两个关节采用平面四连杆机构进行运动耦合时,直接求解手指的逆运动学非常困难,提出一种基于近似解的查表插值逆运动学算法:以末端两关节角度相等时的手指逆运动学封闭解作为近似解,采用查表和线性插值对近似解进行修正,从而得到手指逆运动学的精确解.该算法的计算量略大于近似算法,且具有很高的精度.     

一类运动支链逆解问题的旋量指数积求解方法

针对RRSR支链,提出了一类新的子问题:即子问题"绕两平行轴线旋转到指定点的问题"及其扩展子问题"绕两平行轴线旋转后距离两点为指定距离";推导了这类子问题的求解方法.通过将RRSR支链逆解求解转化为该类子问题和一些已知的子问题,给出了该类运动链的逆解的求解过程,并对该支链的多解性问题给予分析,明确了逆解及多解条件的几何意义.最后给出实例计算,验证了求解方法的可行性和正确性.     

一个典型变胞机构的构态与运动学分析

以枪扳手机构作为一个典型的变胞机构，对其进行了构态分析和自由度计算，并进行了分类，建立了枪扳手机构两相邻构态之间运动学变量的递推关系，采用矢量法对其运动学进行了全面系统的分析，并进行了运动学仿真研究，仿真结果表明，变胞机构在构态变换时，系统将产生较大的冲击．     

锻造操作机夹钳平行升降机构运动学特性分析

对锻造操作机机械系统进行运动学特性分析,研究执行机构的运动规律,是实现操作机夹钳末端位置精确控制的前提。本文分析了某典型锻造操作机夹钳平行升降机构的机构特征及运动学特性,得到了夹钳末端随升降缸运动的变化规律以及夹钳平行升降动作的运动学逆解方程。结合锻造操作机具体结构参数对夹钳平行升降逆解近似公式的精度进行了分析,提出了采用高次方程近似公式的方法,并给出了二次方程近似公式,研究结果对于提高操作机夹钳末端的位置控制精度具有一定的理论价值。     

Configuration and kinematics analysis of locking-releasing mechanism for side-loaded lunar rover

In order to save space for storing precision equipments,lower the center of mass of Lander and reduce lunar rover’s dimension constraint limited by mechanism of Lander,the locking-releasing mechanism of side-loaded lunar rover loaded outside Lander is presented,which is a kind of metamorphic mechanism.To ensure the working of this mechanism as the metamorphic process designed,configuration analysis of the locking-releasing mechanism is carried out,and topological structures are described by Huston lower numbered arrays.A kinematic mathematical model of the mechanism is established through homogeneous transformation matrix.The kinematic simulation validates the feasibility of the locking-releasing mechanism when the configurations are shifted from one to the other.     

平面四杆机构运动精度可靠性分析与数字仿真

通过引入误差随机变量并应用微小位移的线性迭加原理,对平面四杆机构分别在仅有杆长尺寸误差或铰链间隙误差以及两种误差同时存在的3种情况之下,对其输出运动误差进行了分析与综合;建立了机构运动精度可靠性分析模型;利用计算机数字仿真技术,考察了机构中杆长尺寸误差和铰链间隙误差随机变量均值和方差的改变对机构输出运动精度可靠度的影响,从中获得了一些有意义的结论。     

机械臂视觉伺服路径规划研究进展

视觉伺服控制是机械臂完成各种复杂作业任务的有效手段,而机械臂在动态非结构环境下自主作业的路径规划方法是视觉伺服控制领域的难点和关键.分析了动态非结构环境下视觉伺服路径规划中存在的两类约束及其处理方法,介绍并评述了国内外在机械臂视觉伺服控制中路径规划方面的相关研究进展,讨论并分析了不同路径规划方法在收敛性和稳定性等方面存在的不足,对未来的研究方向进行了展望.     

悬架运动学外特性g—g图分析法

为了从整车角度分析悬架运动学外特性,分别利用侧倾中心模型和纵倾中心模型,推导悬架垂直变形量与加速度间力学统一公式;将悬架外特性与整车纵向及侧向加速度联系起来,并用g—g图表示,分析车体俯仰侧倾产生的悬架外特性变化;提出用前束角、外倾角以及主销内倾拖距和后倾拖距来描述悬架对车辆动力学的影响．g—g分析法能够从整车角度综合...     

遥操作从手仿真系统运动学逆解算

对目前应用的机器人运动学方程进行分析研究,揭示了采用传统运动学建模方法建立的运动学方程中存在的问题,并提出了改进措施．结合遥操作从手仿真系统进行计算机仿真,结果表明了改进措施的正确性．