绳驱动连续型机械臂设计

结合国内外连续型机械臂的研究成果,设计了一种新型基于球铰关节连续型机械臂,建立了其运动学模型,对多关节运动进行解耦分析,并研制了原理样机,最后还进行了相关的实验研究及分析。     

线驱动连续型机器人的运动学分析与仿真

连续型机器人是一种柔顺、灵活性高的新型仿生机器人.与串并联机器人等传统的离散型机器人由离散的关节和连杆组成的结构不同,这种柔性的"无脊椎"机器人由柔性支柱构成,而没有任何刚性关节和连杆,因此无法利用传统的D-H方法对其进行运动学分析.在分析连续型机器人不同于传统离散型机器人的基础上,利用几何分析的方法提出一种简练、直观的线驱动连续型机器人运动学算法,对其单关节驱动空间、关节空间以及操作空间的映射关系进行分析,并描述其三维工作空间.针对线驱动机器人多关节之间存在耦合影响的问题,推导线驱动连续型机器人的两关节解耦运动学.同时在Matlab下对机器人末端位置和驱动线长度变化曲线进行仿真研究,并进行原理样机试验,验证了运动学算法的正确性并展示了其运动能力.     

线驱动绿篱修剪机械臂运动学分析及仿真

针对当前绿篱机械臂无法在复杂环境和非结构环境下作业的问题,提出一种具有更强环境适应性、更高自由度和更大工作空间的冗余线驱动绿篱修剪机械臂。利用坐标分析法建立了单关节的运动学模型,求解了绳长与关节转角的映射关系;基于D-H参数法分析了10-DOF机械臂的正向运动学数学模型,采用遗传算法研究冗余机械臂的逆向运动学,求解了冗余机械臂的运动学逆解。仿真结果证明,遗传算法的求解精度高且求解迅速;对机械臂各关节绳索间的耦合进行了分析并推导了解耦公式。通过仿真验证了机械臂正逆运动学模型的正确性以及解耦模型的正确性,为绳驱动冗余机械臂的控制和轨迹规划奠定了基础。     

五自由度镀膜机械臂的运动学分析与仿真

以5自由度自动镀膜机械臂为研究对象,运用改进D-H法建立机械臂的运动学方程,并利用数值分析法对正、逆运动学方程进行分析求解.通过Matlab软件中的Robotics Toolbox工具箱对5自由度自动镀膜机械臂建模,蒙特卡洛法工作空间仿真和轨迹规划仿真,得到机械臂的工作空间图和末端执行器的运动轨迹及各关节的角位移、角速...     

基于逆运动学的柔性机械臂末端定位控制

针对具有形变特性的柔性机械臂,在运动过程中存在末端不易定位控制或定位精度低的问题,设计了一种线驱动柔性机械臂样机,通过分析其运动机理推导末端位置空间、臂体形态空间以及驱动空间三者之间的逆运动学关系;然后,提出了基于逆运动学模型的柔性机械臂末端定位控制方案;最后,利用CoppeliaSim仿真平台建立了柔性机械臂仿真模型...     

youbot机械臂运动学及仿真

Kuka youbot机械臂广泛地运用于教学和科研,且在工业自动化均有广泛应用。以Kuka-youbot机械臂为研究对象,首先,建立运动学(D-H法)模型;其次,对机械臂的正向、逆向运动学进行代数求解;最后,运用Matlab软件对机械臂末端可达空间进行仿真,为机械臂轨迹规划等问题建立基础。     

六自由度机械臂运动学分析与仿真

针对安川弧焊工业机器人手臂MOTOMAN-MA1400的构型特点,采用D-H法建立了机械臂的连杆坐标系,得到了以关节角度为变量的正运动学方程,利用Matlab进行正逆运动学计算以及机械臂末端点的轨迹规划。为了验证正逆运动学模型的正确性,直观地观察机械臂各部分运动情况,采用Pro-E建立了机械臂的三维实体模型。将角度变量值导入模型,开发了机械臂运动仿真平台。仿真结果与理论计算一致,从而验证了算法的正确性,并完成了机械臂的运动仿真,为机械臂在矿山领域的实际应用提供了理论参考。     

柔性机械臂运动学性能分析与控制

为了检测复杂的空间环境、维护狭小空间内的设备、管道等设施和处理微小产品组装等问题,研发人员结合自然界软体动物的结构特点和行为原理,研究设计了由多个通用柔性手臂组成的柔性机械臂。基于柔性机械臂技术的数学基础,分析了柔性机械臂的运动方程,结合了柔性机械臂计算机终端的位置方程和姿态方程、三维绘图软件的运动建模功能和开发的柔性机械臂的运动建模功能,解决了位移和加速度随时间变化的规律,为柔性机械臂的设计提供了一定的研究依据。     

八自由度机械臂正运动学及工作空间分析

对一种八自由度机械臂的正运动学和工作空间问题进行了研究。首先,根据机械臂的结构特点,利用D-H法建立了该机械臂的连杆坐标系,得到其运动学正解;其次,利用MATLAB Robotics Toolbox建立机械臂的仿真模型,验证了机械臂运动学正解的正确性;最后,根据末端执行器的位置向量,采用蒙特卡洛法对机械臂的工作空间进行了分析,得到机械臂末端执行器的工作空间范围,仿真结果与机械臂的设计参数相符。     

模特机器人的机械臂设计及运动学仿真

设计了一种用于可变形模特机器人的机械臂,它可以改变手臂长度,做一些典型的试衣动作,增强了模特机器人的试衣效果。介绍了机械臂的设计依据以及最终结构,运用D-H法建立了机械臂的运动学方程。通过SolidWorks建立机械臂的三维模型,并将三维模型导入MATLAB/SimMechanics建立机械臂的运动学仿真模型。用数值法和SimMechanics模型法分析了其工作空间,对比仿真结果证明用SimMechanics模型求工作空间是准确和快速的。对典型试衣动作进行了规划,机械臂末端运动轨迹的仿真结果说明机械臂能够按照预期运动,达到了预期效果。     

五自由度关节式机械臂运动学分析与仿真

由于服务机器人机械手臂具备五自由度,空间自由运动柔性高和刚度强,被广泛应用娱乐服务。针对家用娱乐机器人的手臂运动问题,利用各关节的相对关系得到了运动学描述。首先,定义了初始零位,同时利用MDH法建立了连杆坐标系。其次从正、反运动学建模两个方面对娱乐机器人手臂进行了运动学描述。再次,利用MATLAB数学工具箱验证了正、逆运动学求解工程的正确性。最后,利用Open GL与VS软件程序实现对手臂进行了仿真实验。仿真结果表明,该虚拟场景能够反应出拟人手臂在三维视景中真实运动情况。     

PUMA机械臂的逆运动学解耦分析及仿真

机器人运动学分析是实现机器人自动化控制的重要方向,尤其是对于工业机械臂的逆运动学分析,由于算法结构复杂、计算量大等不足,对工业机械臂的实时性控制造成了很大的影响。针对这一点,以工业常见的PUMA型机械臂为研究对象,提出一种将机械臂运动解耦为手臂及手腕的逆解分析方法,通过系数变换、欧几里得范数计算,坐标矢量变换等方法求出机械臂的逆运动学解,最后通过实际值代入与MATLAB仿真,验证了解耦算法的可行性。     

基于Simulink的二杆机械臂的运动学仿真

机械臂运动学建模是机械臂控制器设计的一个重要环节.本文研究了平面双连杆机械臂动力学建模的问题.建模简单、方便、有效,以便于进行动力学分析和控制问题的研究.同时通过MATLAB中的Simulink组件进行仿真,在此过程中可通过对仿真参数的修改对连杆机构的参数进行优化.     

排爆机器人手臂的研制及运动学分析

阐述了排爆机器人作业手臂的结构设计以及运动学分析,建立了相应的运动学模型,并在此基础上求解了机械臂的正、反运动学方程。最后为了验证结构以及运动学分析,用Matlab软件中的Robotics Toolbox对整个系统进行了仿真,结果说明该设计方法是可行的。     

水泥装车机械手运动学分析与仿真

针对水泥装载行业的实际需要,设计开发一种袋装水泥自动装车机。提出一种结构简单、驱动部件少、控制容易的装车机械手。介绍了串并混联式的自动装车机整体设计方案和基于并联机构的装车机械手基本结构组成,建立了机械手运动学模型,得出位置、速度及加速度的运动学逆解解析式。在机械手末端运动轨迹规划的基础上,将运动学导入Matlab软件进行运动仿真计算,绘制出机构的位置、速度及加速度的变化曲线,为机械手机构的机械设计和优化、驱动伺服电机的选型提供参考。     

一种新型并联机器人机构的运动分析及完全各向同性设计

提出了一种新型二移动一转动的三自由度空间并联机器人机构,分析了其位置和速度的正逆解析解,讨论了机构的奇异性。由于该机构的雅可比矩阵为3×3阶对角阵,因此该机构为无耦合并联机构。根据机构雅克比矩阵条件数恒等于1的条件,对机构的各向同性进行设计,得到了具有完全各向同性特性的机构结构尺寸条件。     

高压特种作业机械手运动学分析及仿真

高压输电线路长时间暴露在外,会产生输电线路故障,需及时发现并维修。为此,设计了高压输电线路维修机械手,并对其运动学进行了分析。设计的机械手自由度为6个,且6个关节均为旋转关节。首先确定机械手的连杆坐标,连杆的D-H参数,使用Matlab来绘制机械手三维模型。运用Robotics Toolbox中的FKINE和IKINE两个函数来求解机械手的运动学的正解问题和逆解问题。     

主操作手结构设计及运动学参数标定

为更好地提升机器人主操作手性能,减少由于机构重力导致的操作疲劳感并提高位置精度,设计了一款7自由度主操作手:大臂机构为一平行四边形机构,提供前后和左右自由度;小臂机构提供上下自由度;手腕机构提供俯仰和偏航自由度;末端操作器机构提供自转和开合自由度。为提高主操作手位置精度,在主操作手结构设计的基础上,应用旋量理论建立了主操作手的运动学及其误差模型,采用最小二乘法对运动学参数进行了辨识,并进行了标定实验。结果表明,经过运动学参数标定后,主操作手的最大位置误差改善了67. 43%。