受限柔性机器人臂的动力学分析

针对柔性机器人臂操作受作业环境约束的刚性负载，建立了系统的动力学模型。根据物体与作业环境的约束关系。推导出系统的正动力学模型。以期望的被操作物体的轨迹和物体与环境的作用力为边界条件，推导出系统的逆动力学模型，由此所求出的柔性机器人臂的输出关节角和关节驱动力矩可使机器人臂操作物体准确地实现期望轨变和与环境的作用力，并就具有三柔性杆机器人臂操作刚性负载进行了仿真，验证了方法的有效性。     

机器人臂手系统动力学建模研究

利用基于旋量的开链机器人动力学方法分别建立了手臂和灵巧手的动力学模型,并推导了各关节所受外力的通用方程,然后根据两者的运动学和力学关系将2个模型结合成为一个整体。利用违约校正的方法解决了动力学数值积分中的误差累计问题,并将机器人臂手系统动力学模型用于机器人臂手系统三维仿真环境,取得了较好的效果。     

一种全向移动操作机器人建模与交互作用分析

全向移动操作机器人（Omni-directional Mobile Manipulating Robots,OMMR）是由全向移动平台以及在平台上加装一个或多个操作臂组成的具有主动作业能力的新型机器人系统。在移动平台上加装操作臂后,整个系统动力学行为的复杂性将会因为移动平台与操作臂之间的耦合效应而大大增加,涉及地面-移动平台、移动平台-操作臂、操作臂-操作环境的动态交互,给系统的建模带来极大困难。在建立OMMR运动学、静力学模型的基础上,提出了一种简化的OMMR系统动力学建模方法;基于该动力学模型,建立车-臂交互作用模型并对其交互作用进行分析。仿真和实验验证了车-臂交互作用模型的正确性,间接证明了所提OMMR系统动力学建模方法的合理性和有效性,为机器人运动规划和运动控制提供了模型数据。     

基于混合遗传算法的机器人操作臂最优路径规划

针对目标物体在空间的位置和姿态确定的情况下,机器人操作臂如何选择一条满足关节转角约束,且使所有关节转动角度之和为最小的最佳路径这一问题,提出了一种将遗传算法与SWIFT算法相结合的混合遗传算法,用于冗余度机器人操作臂最优路径的规划,该算法具有全局最优.最后通过对YJP-Ⅱ机器人6自由度操作臂的仿真结果,验证了该算法的正确性和可行性.     

基于双目视觉定位的机械臂智能抓取控制研究

随着科技的发展，机械臂开始往更加智能化、自动化的方向发展，单单依靠传统的通过示教器执行单一指令的机械臂已远远不能满足各类复杂的生产和服务。为了让机械臂更加智能化和科技化，通过赋予其双目视觉感知模块和智能控制系统，对机械臂智能抓取控制进行研究。采用HSR-Co605协作机械臂，基于双目视觉相机在ROS系统进行仿真建模、运动规划、障碍物规避等试验；在复杂环境下实现了机器人双目视觉模块自主识别定位物体，同时对周围障碍物进行避障规划，实现机械臂自主运动规划及智能抓取操作。在不同场景下进行了智能抓取试验，并对其试验结果进行了分析，为后续机械臂能更好地适应复杂的工作环境以及产业化发展提供参考。     

具有关节柔性和臂柔性的机器人操作受限物体的动力学建模

针对具有柔性关节和柔性臂的机器人操作受作业环境约束这种情况,基于绝对坐标建立了系统的动力学模型。根据物体与作业环境的约束关系,推导出系统的正动力学模型。以期望的被操作物体的轨迹和所期望的物体与环境的作用力为边界条件,推导出了系统的逆动力学模型。对于给定的任务,所提出的逆动力学模型可求出柔性机器人的理想输入。而所提出的正动力学模型可用于数值仿真。通过对具有三柔性关节和三柔性臂的机器人臂进行仿真,验证了该方法的有效性。     

基于传感器的操作臂惯性参数在线识别神经网络模型

机器人惯性参数识别是机器人精确建模以及机器人控制和仿真的关键问题之一。机器人腕力传感器的接入将影响机器人系统的动力学特性 ,同时腕力传感器的输出也真实地反映了机器人的力作用和机器人末端的动力学特性。本文基于腕力传感器的输出信号 ,对在线识别机器人操作臂末端的惯性参数的方法进行了分析和研究 ,并建立了惯性参数在线识别的神经网络模型 ,网络学习后其权值即为辨识的惯性参数。     

机械臂逆运动学算法推导与实验研究

针对求解机器人操作臂逆运动学问题,在D-H方法基础上,针对所设计的排爆机械臂的机械结构,提出一种简化实用的机械臂解析运动学模型,通过该运动学模型求取逆运动学方程,从而实现在控制系统中的实时计算.最后,进行机器人手臂抓取的仿真实验及把该算法模型应用于机器人的轨迹规划系统实物抓取实验.实验表明,采用该解析运动学模型能实现对目标物体的准确抓取.     

双柔性臂机器人的建模和主动振动控制

针对双柔性臂机器人在操作过程中出现的结构振动和残余振动影响控制精度的问题,提出了采用多组压电换能器对柔性臂进行主动振动的控制方法.设计了基于超声电机驱动的双柔性臂机器人,采用拉格朗日法和假设模态法对双柔性臂进行了动力学建模,并考虑了在协作搬运过程中双柔性臂机器人需要满足的闭链约束条件.提出了采用独立关节PD反馈控制器和正位置反馈控制器相结合的混合控制方法.Matlab仿真表明,所提出的混合控制器能使柔性机器人在准确完成目标物体轨迹运动的同时,实现对柔性臂的振动抑制,提高了双柔性臂机器人的搬运精度和效率.     

救援机器人操作臂动态分析与仿真

在阐述救援机器人操作臂机构的基础上,建立了操作臂的拉格朗日动力方程.使用ADAMS软件对其进行虚拟样机动态仿真,得到操作臂在作业过程中各关节驱动力矩的变化规律,为操作臂的设计提供理论依据.     

数控转塔冲上下料机器人本体研究及仿真分析

在数控转塔冲生产过程中,仅借助人力进行上、下料操作会使生产效率低下.针对这一问题,在选择合理的机构自由度及分析机构运动学特性的基础上,设计了一种专门应用于数控转塔冲上、下料过程的机器人机构模型,并且借助于UG7.0对该模型进行了仿真分析.分析结果显示此机构完全能满足生产要求.     

基于MATLAB与ADAMS的机械臂联合仿真研究

为提高机械臂设计效率,充分利用了虚拟仿真,搭建了机械臂的虚拟仿真系统。首先在Solidworks中建立了四关节机械臂的实体模型;然后将其导入动力学仿真软件Adams中,进行运动学及动力学仿真;最后通过Adams与Matlab的接口模块Adams/control,利用Matlab/Simulink模块搭建了机械臂的联合仿真控制系统,实现基于Matlab与Adams的机械臂的联合仿真。仿真结果表明机械臂系统具有较好的动态响应特性及较好的轨迹跟踪能力。     

Human-sized anthropomorphic robot hand with detachable mechanism at the wrist

In this paper, we proposed a human-sized multi-fingered robot hand with detachable mechanism at the wrist. The fingers are tendon-driven by wires and the actuators are embedded in the arm part. The driving forces from the arm part are transmitted to the hand part by a gear mechanism at the wrist. The gear mechanism makes the hand part and the arm part splittable. The detachable mechanism enables separate maintenance of the hand and arm parts. To avoid undesired joint mutual interferences due to the tendon-driven mechanism, a joint motion correction control is implemented in that counteracting motions are ordered to actuators. The correction coefficient can be calculated based on the mechanical configuration. The developed robot hand has the size of 200[mm](length) × 78[mm](width) × 24.6[mm](thickness) and can exert 10[N] at the fingertip. The performance of the developed robot hand was shown by a motion control experiment.     

A force/position control for two-arm motion coordination and its stability robustness analysis

This paper presents a motion coordination of two robot manipulators coordinating an object. To coordinate the object, a force/position control scheme in a mode of leader/follower is devised. The dynamics of the object is incorporated into the dynamics of the leader arm, which yields a reduced order model of two arm system. In order to regulate interaction forces between two arms, the dynamics of the follower arm is expressed as force dynamic equations such that a novel direct force control scheme is devised. For the devised control scheme, a numerical simulation is shown. Under the coupling forces between two arms and two different type of bounded input disturbances, boundedness and asymptotic stability results based on a proposed Lyapunov function are shown. Also, a sufficient condition for a stability robustness is derived based on the Lyapunov approach.     

面向任务和基于几何特征的机器人多指手抓取模式规划

针对机器人多指手自身的特点,通过分析人手的抓取特性,对其可能具有的抓取模式进行分类。考虑被抓取物体的几何特征和任务要求,采用基函数为高斯核函数的RBF神经网络来表示被抓物体的样本特征和抓取模式之间的复杂非线性映射。将抓取模式分为10类,对于新的被抓物体,利用训练好的神经网络自动生成抓取模式,并利用VC++/OpenGL建立了可视化仿真平台,进行了抓取模式分类仿真实验,结果表明对于新的物体,机器人可以选择适当的抓取模式进行抓取。     

手臂康复机器人的动力学分析

介绍的手臂康复训练机器人可用于因受外伤或疾病造成的手臂运动障碍患者.它可以实现水平面和竖直面的轨迹运动,具有主动和阻尼2种工作模式,能够对肩关节、肘关节进行训练.分析了机器人的结构及其动力学模型,将人的手臂简化为圆台型刚体,关节简化为绕固定轴转动的回转关节,采用Matlab/Simulink的Mechanics构建了包括康复训练机器人和人的手臂在内的整个康复训练系统的动力学模型,仿真结果验证了动力学模型的有效性.     

五自由度服务机器人手臂的参数化设计及HyperMesh分析

介绍了一种用于服务行业的五自南度机器人手臂的参数化设计与分析方法。针对手臂部件的特点，采用参数化设计的思想，列出了手臂的参数化设计流程，在UG草图中对其建立约束，基于UG／Part Family建立部件的通用件库，最后运用分析软件对手臂进行模拟受力分析，以修改相应参数，使其满足工作要求。机器人手臂的实例证明该参数化设计与分析的方法是有效的。     

机器人手臂笛卡尔空间轨迹计算机仿真规划

研究了基于机器人手臂关节笛卡尔空间的轨迹规划问题。通过在MATLAB软件环境下对该算法的计算机仿真测试试验,使规划的轨迹路径连续而平滑,从而保证机器人运动的平稳性,验证该算法在机器手臂轨迹规划过程中的可行性。重点讨论基于机器人手臂笛卡儿空间运动的轨迹规划和轨迹生成方法。     

灌装线码垛机械手的设计与研究

介绍了一种用于灌装生产线搬运码垛的新型机械手.该机械手采用机械加电动为主、气动为辅的码垛方式,完成桶装水的抓取、搬运、码放工作,具有效率高、结构简单、运动平稳、符合食品卫生要求的特点,这种技术同样适用于其他桶装物品的搬运、码垛作业.