多关节机器人运动学和动力学分析

设计6自由度通用操作臂机器人系统的关键技术之一就是对相应的机器人本体的运动学进行分析。并建立相应的动力学模型。文中以北方工业大学自主研发的教学机器人为例．详细描述了关节型机器人的运动学和动力学模型的建立，这对开发该类型机器人系统将有重要的参考价值。     

高速高精度三轴并联机器人的动力学建模

对高速高精度三轴并联机器人的结构进行了分析。先采用拉格朗日法建立单个串联机器人的拉格朗日函数,然后将3个串联机器人的拉格朗日函数相加,再加入闭链约束条件,最终得到该三轴并联机器人的动力学模型。该动力学模型结构简单、计算高效,为后续设计最优的控制器提供理论依据。     

基于教学实验机器人本体的运动学分析与动力学建模

设计一个6自由度通用操作臂机器人系统,其中关键技术之一就是对相应的机器人本体的运动学进行分析,并建立相应的动力学模型。本文以我校自主研发的教学机器人为参考,详细地描述了关节型机器人的运动学和动力学模型的建立,这对开发该类型机器人系统将有重要的参考价值。     

6-PPPS型并联机器人的动力学建模

采用拉格朗日法,以驱动量为广义坐标建立了6-PPPS并联机器人动力学模型,基于运动学正解推导了完整形式的动力学模型,并对机器人平动时动力学模型进行了分析,给出了实例仿真.该机器人平动时,动力学模型简洁,适合实时控制,为机器人动力学轨迹规划提供了参考.     

包含串并联关节的排牙机器人运动学分析

针对串联关节和并联关节各自的特点,提出了一种由5自由度串联机构和并联机构组成的排牙机器人,通过对排牙机器人机构的分析,建立了其运动学方程。对运动学逆问题进行了分析并且应用解析法和矩阵法推导出各个关节的位姿矩阵,在已知患者的牙弓曲线和各散牙的末端位姿时,便可通过以上算法求得各个关节的位置和姿态。最后以下左牙为算例,对各个关节的位姿矩阵进行了求解。结果表明:本文提出的算法合理有效,解决了排牙机器人部分运动学问题。     

3-DOF并联机器人动力学建模及仿真分析

为了提高Delta机器人的设计效率,运用Euler-Lagrange方法对机器人进行动力学建模及分析,采用三维实体建模软件UG建立Delta机器人的三维实体装配模型,再将三维模型导入ADAMS对Delta机器人进行动力学仿真分析,得到的结果与Matlab的理论值几乎一致,从而验证了并联机器人数学建模的正确性以及三维实体模型简化、假设的合理性。     

IRS-300六轴机器人运动学建模与参数仿真分析

为了研究机器人正逆运动学的差异性和各关节在运动过程中的变化情况,对IRS-300六自由度关节式机器人运用经典D-H法进行运动学分析,得出正逆运动学解析式,借助MATLAB软件进行仿真计算,通过计算结果证明该差异的存在.结合机器人三维仿真模型,按照末端执行器位姿要求对机器人进行仿真,得出该机器人的路径信息和各个关节的角度、角速度和角加速度的变化曲线.结果表明:该机器人结构参数可以高效地表达期望位姿,对机器人轨迹规划具有实际指导意义.     

基于人体运动数据的下肢机器人运动学与动力学分析

针对有下肢运动障碍的患者,机器人系统与生物医学系统的结合为广大患者带来了福音,通过医学角度对人体运动数据规律的分析,可以更好地研发下肢外骨骼机器人系统。基于人体运动数据作为参考轨迹导入机器人系统的思想,通过三维红外式动作捕捉系统和三维测力平台系统实验采集人体下肢运动数据和足底力数据,利用算法对采集的数据进行滤波和拟合,通过建立下肢外骨骼机器人连杆模型,根据实验数据推导计算出髋关节和膝关节的转动角度和力矩曲线,基于Matlab设计自适应控制器验证了基于实验数据的运动学和动力学分析的有效性,为下肢外骨骼机器人电机的选型和控制系统的设计提供了数据支持和理论依据。     

2自由度手臂康复机器人运动学及动力学分析

针对上肢康复训练需求,设计一种采用二连杆串联结构的2自由度手臂康复机器人。基于D-H法对机器人的正、逆运动学进行理论分析,采用Matlab/Simulink和SimMechanics工具箱分别搭建机器人的正逆运动学理论模型与机构模型进行仿真对比,分析结果验证了机器人运动学建模的正确性。结合人体工程学相关标准和手臂关节运动范围要求,建立机器人与手臂机构的联合仿真模型,确定机器人的工作空间;并完成机器人进行画圆训练的轨迹规划,为机器人运动控制奠定了基础。基于联立约束法建立机器人的动力学模型,确定了机器人各关节驱动力矩大小,为驱动电机选取和控制器参数选择提供了依据。     

SCARA机器人运动学和动力学仿真

因SCARA机器人具有高精度、高速度的优点,被广泛用于装配和搬运等场合,但是对于机器人电机和减速器的选择上存在一些困难,这就需要对机器人的动力学模型进行研究分析。首先通过MATLAB完成运动学规划,得到机器人各关节的运动关系曲线,然后在三维软件中绘制机器人的真实模型,并运用到ADAMS软件中,结合机器人各关节的运动曲线图完成动力学的仿真,获取各关节执行作业任务时的力矩曲线。通过软件联合仿真法的运用,可以模拟机器人的实际运动状况,又能明显缩短设计周期,为机器人电机和减速器的选择提供帮助。     

油罐清洗机器人运动学及动力学分析

油罐清洗机器人是一种针对油罐罐底油泥实施自动化清洗而研发的特殊机器人。通过建立适当坐标系,运用D-H参数法对其进行了运动学分析,得出末端执行装置位姿方程,运用拉格朗日方法求解得出其整体动力学方程。通过计算机仿真实验,验证了运动学方程和动力学方程的准确性,能够描述油罐清洗机器人的运动特性,在该机器人的运动控制和系统稳定性分析方面具有一定的参考价值。     

HP6机器人运动学动力学分析及运动仿真研究

提出了hp6机器人的基坐标和运动坐标系统和运动学动力学模型,导出了基于D-H参数法的该机器人运动方程和拉格朗日动力学方程,并完成了Matlab环境下的运动学仿真分析,所得结果可应用于机器人关节驱动装置设计及机器人轨迹规划的动力学优化设计.     

缝纫机送料机构运动学与动力学建模及仿真研究

六杆机构在纺织工业中具有广泛的应用。对一种缝纫机六杆送料机构进行研究,建立其运动学与动力学数学模型,并在此基础上基于Matlab/Simulink平台对所建模型进行仿真运算,得到两种不同工况参数下,送料机构中所有构件的运动规律和受力情况。仿真结果表明,工况参数的调节对针脚密度有显著影响,可通过调节机构参数的方式实现针脚密度的变化。所得理论模型与仿真结果可为机构的进一步研究提供依据。     

五轴混联机床运动学和动力学仿真

针对3-TPS混联机床的电动机参数选择和零件设计问题,通过在SolidWorks软件中建立混联机床的三维模型,然后把装配体模型导入到ADAMS/View里,仿真出各主动杆件的速度和驱动力曲线,获得了3-TPS混联机床的运动和动力特性,为机床的电动机选择和机构设计以及控制系统的设计提供了重要依据。     

3自由度并联机器人的运动学与动力学分析

对一种空间 3 自由度并联机器人(3-RRS 并联机器人)进行运动学和动力学分析.此并联机器人的机构由一个动平台和一个静平台通过3个同样的转动副一转动副一球面副的支链组成.完全描述此并联机器人动平台的位置和姿态需要6个变量,即平台上一参考点的3个位移和3个转角.由于此并联机器人拥有2个转动自由度和1个移动自由度,所以,在动平台的6个位姿变量中只有3个变量是独立的.首先,推导此种并联机器人动平台的6个位姿参数之间的约束关系,给出这些变量之间的解析表达式.然后,基于Lagrange方程建立此并联机器人的动力学模型.在此基础上,通过算例分析驱动构件角速度、驱动力/力矩和能耗的变化规律.这些内容为进一步研究此种空间并联机器人的动态性能、机构优化设计和系统控制等都有非常重要的意义.     

一种并联机器人的运动学及动力学仿真

以3-RRRT并联机机器人为研究对象,应用ADAMS软件建立其样机模型并利用该模型对并联机器人的运动学和动力学进行了仿真,实现了3-RRRT并联机器人运动学及动力学性能在计算机上的仿真与分析,为实际的样机调试和控制提供了有意义的借鉴。     

新型双环减速器的运动学及动力学分析

首次对一种新型双环减速器(专利号ZL01220864.7)的结构特性、传动原理、运动学及动力学进行分析研究。建 立该环式减速器系统的受力模型,并对减速器的关键部件,如转臂轴轴承、转臂轴支承,进行受力分析,得出转臂轴承及 转臂轴支承的受力特性曲线。为该类型的环式减速器的设计和研究提供了理论依据。     

基于Pro/E和ADAMS的3-RPC并联机器人运动学与动力学仿真

以3-RPC型并联机器人为研究对象,利用Pro/E软件建立了虚拟样机模型,通过Pro/E和ADAMS的接口程序MECHANISM/Pro将实体模型导入到ADAMS环境下,实现了3-RPC型并联机器人机构的运动学与动力学性能仿真分析.这种方法不需大量的数学计算和计算机语言编程工作,非常快捷、方便、准确,为样机的调试与控制提供了理论依据.     

双足滚轮式溜冰机器人及其运动学建模

首先根据溜冰运动的特点来配置两足溜冰机器人的运动自由度,设计了两足溜冰机器人样机.在此基础上进行了溜冰机器人的运动学及逆运动学分析.采用Denavit-Hartenberg规则建立了溜冰机器人的运动学模型,并求得了运动学逆问题的显式解.     

五自由度焊接机器人的运动学建模

针对机器人自主焊接的要求,开发了五自由度焊接机器人。建立了机器人的D—H连杆坐标系,根据D-H连杆坐标系,推导了机器人的运动学正解方程和逆解方程,并通过Matlab仿真软件对机器人运动学进行仿真。最后通过实验证明了该方法的精度完全能够满足工程需要,能够为机器人的自主焊接提供依据和支持。