移动机器人机械臂运动分析及轨迹规划

以自行研制的移动双臂机器人为对象,采用D-H参数建模法建立双臂机器人数学模型,利用MATLAB的Robotics toolbox工具箱建立机器人手臂关节的运动学模型,分析机器人的运动学问题和基于关节空间的轨迹规划问题。通过SolidWorks建立双臂机器人的三维模型并导入Adams仿真软件,对虚拟样机模型进行动力学仿真分析。通过仿真验证了双臂机器人的设计可以满足工作性能的要求,为评价其力学指标和后续的驱动系统的硬件选型提供了重要的理论依据。     

集成储能泵控液压挖掘机的轨迹控制

为适应工程机械智能化和节能化作业的发展趋势,提出基于集成储能泵控液压挖掘机的轨迹控制,其中液压缸采用增加势能回收腔的集成液压缸。建立挖掘机位姿空间、关节空间与驱动空间彼此间的转换关系,再利用正弦加减速法对挖掘机整平作业进行轨迹规划,并求得相应驱动空间中的位移曲线;搭建伺服电机-定量泵驱动集成液压缸的数学模型,分析其固有特性,并采用液压缸速度前馈、位置/速度反馈双闭环的控制策略提高其控制精度;最后在SimulationX软件中搭建机电液联合仿真模型。结果表明：铲斗齿尖末端最大误差为17 mm,在合理的范围内,所以可利用速度位置复合控制实现对挖掘机的准确控制。     

改进RBF神经网络挖掘机液压工装轨迹优化控制

针对挖掘机工装轨迹控制精度差的问题,提出一种基于改进RBF神经网络的挖掘机工装轨迹控制方法。分析挖掘机工作装置在纯机械控制策略和基于S-Function的RBF神经网络控制策略下的输出响应特性;提出基于遗传算法的RBF神经网络工装轨迹控制策略;通过水平挖掘模拟实验对工装轨迹控制精度进行分析。结果表明:提出的基于RBF神经网络的挖掘机工装轨迹控制方法比常规PID控制精度提升约10 mm,为进一步实现挖掘机自动化提供参考。     

力反馈设备运动学分析及轨迹规划

针对于人体的复杂组成,要求力反馈设备必须具有精确稳定的工作性能。介绍了设备的构件组成和工作方式,运用D-H参数法建立每一个杆件的坐标系,得到了相邻杆件之间的齐次变换矩阵。经过运动学分析,得到了力反馈设备运动学特征方程。利用ADAMS进行设备的轨迹规划,理论分析和实际仿真结果表明该力反馈设备结构具有良好的运动特性。     

齿轮精整机械手轨迹规划与运动仿真研究

齿轮精整机械手主要用于粉末冶金齿轮自动化生产线,将冶金成型的齿轮毛坯从传送带上抓起放到冲压设备上,对齿面进行精整和硬化处理,避免人工操作引起意外事故.根据机器人的工作任务,在MATLAB中建立数学模型,进行轨迹规划,解算出各关节运动参数.在ADAMS中建立机械手仿真模型,利用解算得到的数据,用Controls Toolkits建立控制系统,通过PID环节控制关节力矩,进行运动仿真研究,通过仿真观察各关节的运动并获得驱动力矩、角速度和角加速度等参数,为齿轮精整机械手控制系统的设计、模拟运动作业提供了理论依据和主要参数,为动态特性优化设计提供理论指导.     

正铲挖掘机挖掘轨迹的实测及统计研究

本文用现场实测信号对正铲挖掘机的挖掘轨迹进行了拟合和分析，证明实际挖掘工况下的挖掘轨迹非常近似于对数螺旋线，通过一百余斗的处理，从统计意义上提出了挖掘轨迹的理论表达式，进而对挖掘过程中主要挖掘段的后角变化进行了分析。通过对推压速度与提升速度之比理论值与实测值的对比，证明了在主要挖掘段上近似于等速比挖掘，并对在设计时如何考虑挖掘轨迹进行了探讨。     

基于ADAMS的液压挖掘机仿真与优化分析

为了对液压挖掘机进行整体性分析和改进,首先在ADAMS环境下建立挖掘机仿真模型,并在空载和加载情况下对模型进行动力学仿真分析,通过对比仿真曲线与实际样机工况,验证了模型的正确性,然后在模型的基础上对挖掘机工作装置进行优化,经验算证明优化后的工作装置能有效地提升挖掘机工作装置的效率,具有良好的应用前景。     

基于轨迹动态规划的移动机器人焊道自动跟踪

针对大型构件复杂轨迹焊缝自动焊中的移动机器人跟踪控制滞后和焊接轨迹频繁振荡等问题,提出一种基于轨迹动态规划的焊道跟踪方法. 利用结构光传感器检测区域超前于电弧的优势,实时获取焊接区前方焊缝位置特征信息实现对焊道轨迹宏观走向的超前感知,基于焊道等距逼近思想动态规划移动机器人运动轨迹,结合电弧传感技术实时检测焊接偏差信息,通过机器人本体与机载执行机构的协同控制对焊接轨迹进行动态补偿. 结果表明,该方法提高了复杂轨迹焊缝跟踪中焊接速度一致性及焊接轨迹平滑度,改善了焊道弯曲或折角处的焊缝成形质量.     

柔软织物抓取双指灵巧手建模与轨迹规划

为实现灵巧手在纺织行业的新应用,提出了一种柔软织物抓取双指灵巧手的研究方法。首先,采用D-H参数法,建立双指灵巧手运动学模型;然后在关节空间中对双手指进行五次多项式轨迹规划;最后,利用仿真软件对建模和轨迹规划算法进行验证分析,证明了模型准确可靠,轨迹规划算法合理,灵巧手抓取方式灵活,在操作空间可以对任意形状的柔软织物进行抓取,为实体灵巧手系统研究提供了理论依据。     

UPR100弧焊机器人轨迹规划

对UPR100弧焊机器人进行了基于运动学的轨迹规划与仿真。采用D-H法建立了UPR100弧焊机器人运动学方程,运用Matlab编程实现了正、逆运动学求解,并利用正、逆运动学进行了轨迹规划。通过Matlab工具箱Sim Mechinics建立了UPR100弧焊机器人三维模型,并将轨迹规划仿真数据与理论数据进行比较,验证了轨迹规划的合理性与仿真模型的正确性,为UPR100弧焊机器人下一步的动力学研究与轨迹跟踪控制器设计奠定了理论基础。     

六足机器人腿部最优时间轨迹规划

为了提高六足机器人腿部控制的平稳性、动作快速性,利用五次B样条曲线进行关节空间轨迹规划,从而使关节运动的速度、加速度和脉动连续。利用B样条曲线的凸包性把腿部关节速度与加速度约束转化为对曲线控制顶点的约束。通过MATLAB遗传算法工具箱对运动轨迹进行时间优化,利用罚函数解决关节约束问题。仿真结果表明:该轨迹规划方法有效且可行。     

军用桥梁运动轨迹规划与自动控制技术

为了弥补某型冲击桥传统人工作业控制精度差等缺点,进行桥梁运动轨迹规划与自动控制技术研究。首先基于轨迹规划目标策略,建立桥垮空间运动轨迹模型,并进行数值分析。然后建立关节角与控制油缸关系模型,将桥垮姿态转换为放桥油缸与展桥油缸的协同控制行程;最后通过电控软件编程控制油缸按照规划行程运动,完成桥梁自动控制作业。研究结果表明:轨迹规划与自动控制技术能够满足桥梁防碰撞要求,并提高作业平顺性、架设速度及安全性。     

模糊PID控制的桁架机器人轨迹规划研究

针对仓库用大型桁架机器人轨迹规划研究现状,将传统的五次多项式进行优化,设计并规划了一条以电机最大速度和加速度为约束的五次多项式轨迹,得出数学模型。为满足桁架机器人取物这一非线性系统的控制精度要求,设计一种以参数自适应模糊PID的控制方法,对规划好的轨迹作轨迹跟随实验。结果表明:该控制方法能够获得较好的路径跟随结果,可有效提高桁架机器人的运动精度,符合实际使用要求,对同类工程研究具有一定的参考价值。     

多轴联动动态前瞻轨迹规划

为使工业机器人有一个更平稳的运行轨迹,针对多轴联动轨迹规划中相邻两段之间的过渡问题,提出一种高效的过渡处理方法。根据动态给定的位置序列、前瞻段数、轴的速度和加速度范围,结合反向前瞻和正向规划方法,提出一种新型的多轴联动动态前瞻轨迹规划核心算法。在此算法基础上,应用S形滤波器将该算法所规划的梯形速度曲线转化为S形速度曲线。采集六自由度工业机器人的关节位置点序列进行仿真研究,以验证所提算法的性能。     

基于雷塞控制系统的五轴焊接机器人的轨迹规划

运用Denavit-Hartenberg方法建立了以旋转关节关节角和移动关节移动分量为变量的基于雷塞系统的五轴焊接机器人运动学模型,对五轴焊接机器人正运动学和逆运动学问题进行了求解分析;采用抛物线过渡的线性插值法对焊接机器人进行了轨迹规划,通过MATLAB Robotics Toolbox工具箱对五轴焊接机器人进行了运...     

Time Optimal Trajectory Planning for Large Hydraulic Driven Lift Svstem with Multistage Hvdranlic Cvlinder

采用分段线性控制方法控制含多级液压缸的大型液压举升系统时,由于加速度不连续,易在举升过程中产生较大冲击.为消除举升过程中多级液压缸换级碰撞带来的液压冲击,提出了采用分级规划的策略.对每一级进行轨迹规划时,为保证举升过程的平稳性,采用B样条函数对举升负载的轨迹进行规划.在综合考虑工程实际中的液压系统压力、流量及负载横向过载约束的基础上,建立了举升系统的时间最优轨迹规划模型.针对解析法计算多级液压缸的最大速度和驱动力困难等问题,通过引入罚函数,提出一种改进的粒子群优化算法求解时间最优轨迹规划模型.含二级液压缸的某大型液压举升系统的仿真结果表明,提出的分级规划策略和时间最优轨迹规划方法是有效的.     

含多级液压缸的大型液压举升系统时间最优轨迹规划

采用分段线性控制方法控制含多级液压缸的大型液压举升系统时,由于加速度不连续,易在举升过程中产生较大冲击。为消除举升过程中多级液压缸换级碰撞带来的液压冲击,提出了采用分级规划的策略。对每一级进行轨迹规划时,为保证举升过程的平稳性,采用B样条函数对举升负载的轨迹进行规划。在综合考虑工程实际中的液压系统压力、流量及负载横向过载约束的基础上,建立了举升系统的时间最优轨迹规划模型。针对解析法计算多级液压缸的最大速度和驱动力困难等问题,通过引入罚函数,提出一种改进的粒子群优化算法求解时间最优轨迹规划模型。含二级液压缸的某大型液压举升系统的仿真结果表明,提出的分级规划策略和时间最优轨迹规划方法是有效的。     

超精密工作台运动轨迹规划

文章详细讨论了现有的各种S形轨迹规划方法,在综合比较各种设计方法优缺点的基础上,采用最小冲击准则,并结合超精密加工领域轨迹运动特点,提出了一种新的S形轨迹优化设计方法。并基于粗精动结合的单自由度精密工作台,对所设计的轨迹进行了实验验证。实验结果表明该方法能够满足超精密加工领域中高速高加速运动轨迹设计的要求,有效的提高了系统的抗扰动性能,改善了工作台的轨迹跟踪精度,提高了工作台的定位精度和效率。