基于遗传算法的新型六自由度并联机器人运动学分析

运动学位置正解和位置逆解是对并联机器人其它性能进行分析的基础,位置正解也是并联机器人研究中的一个难点。本文采用遗传算法对一种新型六自由度并联机器人的运动学位置正解和位置逆解进行了求解,并且利用灰色关联分析对求解结果进行了分组,得到了Stewart并联机器人的5组位置正解实解。实例表明该方法简单、方便、具有通用性,是求解并联机器人运动学问题的一种新策略。     

钢带并联机器人运动学模型与数值模拟

为了解决钢带并联机器人运动学计算复杂等问题,对钢带并联机器人运动学模型进行了探讨。分析了现有的并联机器人运动学位置求解方法,阐述了钢带并联机器人工作原理与钢带并联机器人的运动位置逆解建模过程。采用瞬时速度方向逐次逼近法,建立钢带并联机器人的运动位置正解模型。分析了钢带长度计算中误差产生的主要因素,得出钢带长度与理论支撑件长度之间的计算关系。对位置逆解、正解模型进行了仿真验算,仿真实验结果表明位置正解、逆解模型的计算结果满足钢带并联机器人的运动精度要求。     

MOTOMAN-UPJ型机械手运动学改进算法研究

根据MOTOMAN-UPJ型机器人具体的结构特点,推导出机器人的正逆运动学公式.提出只需要一次矩阵逆乘的逆解算法.与传统方法相比,大大减少了计算运动方程逆解的计算量.针对逆解中有时有几组不是真解的问题,讨论各位置参数的取值对逆解结果的影响,明确了逆解角度求解公式,避免了可能出现的漏解的情况.应用MATLAB软件编程进行运动学模拟仿真,分别用9组和6组数据验证正解和逆解的合理性和正确性.     

三平移非对称解耦并联机构及其运动学分析

基于并联拓扑机构组成原理,总结了机构解耦特性分析的步骤,对一种三平移非对称并联机构及其运动学进行了分析。通过选择适当的主动副,在保证机构具有良好耦合特性的基础上,此并联机构位置正解、逆解求解简单,非期望输出为常量。由于结构简单、位置正解数目少、实时性好,而且简化了机构的控制与轨迹规划问题,为小型非对称并联机器人提供了新实用机型。     

基于ADAMS软件的3-RRC并联机器人运动学正解仿真分析

应用ADAMS软件建立3-RRC并联机器人模型,并进行运动学仿真,使用测量工具求得并联机器人位置逆解,使用样条曲线和样条函数通过仿真求得位置正解.借助于仿真软件求得运动学正解方法快速准确,为实际的样机调试和控制提供了有意义的借鉴.     

基于改进牛顿迭代法的手腕偏置型六自由度关节机器人逆解算法

手腕偏置型六自由度关节机器人不满足Pieper法则,无法求得封闭形式的运动学逆解。对比非偏置型机器人结构,提出一种结合非偏置型机器人封闭逆解和改进牛顿迭代法的数值迭代算法。先利用反变换法求得同构型非偏置型机器人的封闭逆解,并将该封闭逆解作为后续迭代搜索的初始值;将偏置型机器人运动学正解的3个位置分量和3个独立姿态分量构造成1个非线性方程组,利用改进牛顿迭代法对该非线性方程组进行迭代搜索,从而求解得到偏置型机器人的数值逆解。大量试验表明,该算法可以满足一般实时控制要求。     

基于BP神经网络的并联机器人运动学研究

位置正解是并联机器人机构应用的基础,本文探讨了人工神经网络在并联机器人机构位置正解求解中的应用。采用BP网络,利用位置逆解结果,通过训练学习,实现操作手从关节变量空间到工作变量空间的非线性映射;从而求得6-SPS并联机器人运动学正解。为提高正解结果精度,采用迭代计算进行误差补偿。给出了一种并联机器人操作手的仿真实例,计算结果表明:该法迭代次数少,计算精度高且计算速度接近机器人实时控制的要求。     

基于ADAMS软件的3-RRC并联机器人运动学正解仿真分析

应用ADAMS软件建立3-RRC并联机器人模型,并进行运动学仿真,使用测量工具求得并联机器人位置逆解,使用样条曲线和样条函数通过仿真求得位置正解,借助于仿真软件求得运动学正解方法快速准确,为实际的样机调试和控制提供了有意义的借鉴。     

一种新型三自由度平面并联机构的运动学研究

文中提出一种新型的三自由度平面并联机构,对其结构特点进行概述,并且针对其进行了运动学正解和逆解分析,得出了四组正解装配模式和八种逆解工作模式.另外利用极坐标搜索法得到了机构的定姿态工作空间,画出了其工作空间分布图.     

基于BP神经网络技术的3-UPU型并联机构运动学正解的研究

基于运动螺旋理论分析了3-UPU型并联机构的自由度,建立了该机构运动学逆解的显性式。依据此逆解得到的49组数据,包括驱动参数及对应输出位姿参数作为训练样本,采用BP神经网络技术对样本进行训练,获得了运动学正解的神经网络模型。最后,用训练样本以外的5组样本对所获得的正解模型进行了检测。     

一类3-3 Stewart平台的正向运动学闭式解

针对 Stewart平台机器人的结构特点 ,提出一种新的姿态描述 ,这种描述直观、简便 ;并对一类 3- 3RSR并行机器人进行几何分析 ,给出一种新的解法 ;应用 Mathe-m atica软件编程进行符号运算得到该类平台的闭式解 ,闭式解便于实现实时控制。同时用算例进行校验 ,结果表明计算速度快 ,为实时控制和实际应用创造了条件。     

基于区间对分搜索法的并联机构位置正解问题求解

针对并联机构的位置正解问题 ,提出一种基于区间对分搜索法的数值迭代计算方法。该算法通过对并联机构约束方程解空间的不断细分 ,得到非线性约束方程所有解的收敛域空间 ,然后通过Newton迭代方法计算问题的所有近似解。与一般点迭代方法相比 ,该算法的收敛性不依赖于初始条件的选取 ,并且能够一次得到问题的所有近似解。文中对 6自由度Stewart平台进行了仿真计算。     

基于3-RSR并联机器人机构的天线支撑

分析了卫星通信中几种常见的天线支撑结构及其奇异性问题。讨论了３－ＲＳＲ并联机器人机构的结构特点及其运动学逆解等。提出将３－ＲＳＲ并联机构用做卫星天线支撑的方案。     

基于BP神经网络的冗余机械臂逆运动学分析

常见的七自由度冗余机械臂逆运动学解法较为繁杂,且对不同构型机械臂的逆运动学解法通用性较差。为了找到一种通用的七自由度机械臂逆运动学求解方法,建立了神经网络模型,选择了合适的激励函数、隐藏层神经元数量、神经网络层数和学习速率等模型参数。设计轨迹跟踪实验对神经网络模型进行验证,实验数据证明该方法有效且精度较高,是一种可行的冗余机械臂逆运动学求解方法。     

基于混合类电磁机制算法的机械臂逆运动学解

机械臂的逆运动学问题可转化为等效的最小化优化问题,并采用数值优化方法求解。提出一种基于类电磁机制(Electromagnetism-like mechanism,EM)和模式搜索(Pattern search,PS)数值求解机械臂逆运动学问题的混合类电磁机制算法(Hybrid electromagnetism-like mechanism,HEM)。该方法利用修改的类电磁机制(Revised electromagnetism-like mechanism,REM)与模式搜索方法各自特性相互融合平衡算法对解空间的全局探索和局部开发能力,基准函数测试结果表明该算法改善了全局搜索性能及寻优解的可靠性。在此基础上以6自由度TX60型号史陶比尔工业机械臂为例,考虑以机械臂末端位姿误差构建适应度函数并采用上混合类电磁机制算法数值求解,仿真结果表明,与其他方法比较,该方法用较少的适应度值计算次数下就能搜索到期望精度的寻优解,并且能搜索到所有可能关节角逆解的潜在能力,验证了该方法的有效性。     

一种6-SPS型并联机构运动学正向求解方法

通过研究6-SPS型并联机器人机构的运动学正向求解方法,提出了一种建立运动学模型与正向求解的方法,利用6-SPS型并联机器人支链特点,以支杆两个独立的方向余弦和伸缩长度为支杆的广义坐标,推导了6-SPS型并联机器人运动学模型,在此基础上,提出运用基于Moore-Penrose广义逆的牛顿迭代格式对运动学模型进行正向求解,并编制了MATLAB运动学正向求解程序,进行了运动学正向求解数值仿真,结果表明求解程序快速有效。     

基于运动耦合结构的并联机器人运动学正逆解

根据运动学等效的原则，在并联机器人中引入等效串联机器人及分支等效串联机器人，以等效广义坐标为中间变量建立并联机器人运动学正道解求解算法。该算法能有效处理结构带来的运动耦合，并且规划的软件具有自动生成迭代初始点、避免多解性以及便于实际应用等特点，从而为并联机器人的结构设计与创新提供了理论支持。     

中间变量为移动位移的三自由度平面并联机器人运动学

按照输入参数与输出参数之间的中间变量的不同，将三自由度平面并联机器人分为中间变量为转动位移和移动位移两大类型。针对中间变量为移动位移的类型，介绍了其运动学正反解的统一模型。其正解模型为一元二次方程，最多有两个解，反解模型大多数情况有唯一解，极少部分最多有两个解。     

冗余度机械臂的自运动流形计算及关节轨迹规划

为了求解冗余度机械臂的全部逆运动学解，以计算包含全部逆运动学解的自运动流形为目标，提出了一种新的自运动流形计算方法。该方法基于人工蜂群算法完成自运动流形各分支初值的搜索，解决了分支初值难以确定的问题，并提出了分支搜索策略，实现了完整流形分支的搜索。在此基础上，为提高自运动流形的计算效率，定义了自运动流形的全等性与渐变性并建立了流形库，通过索引流形库内的自运动流形能够快速计算工作空间任意位置的自运动流形。利用流形库对机械臂进行全局性能分析，得到了各流形分支的局部最优位形；以每条分支的局部最优位形作为初始位形进行关节轨迹规划，实现了给定末端轨迹的全局最优关节轨迹规划，并通过4R机械臂和7R机械臂验证了方法的有效性。该方法还可用于超冗余度机械臂自运动流形的计算，具有较好的通用性。     

一种新型完全解耦移动并联机构的运动和奇异性分析

提出一种新型三自由度完全解耦移动并联机构,机构的三条分支中各包含一个平行四边形结构,推导出该机构运动位置和速度的正、逆解析解,讨论了机构主动副的移动范围,并根据机构正、逆雅可比矩阵的奇异性对机构奇异位形进行了系统地分析。由于在整个运动过程中机构雅可比矩阵为三角阵,因此机构为完全解耦并联机构,这使得机构在控制和轨迹规划等方面较为简单。此外,分支中平行四边形结构增加了机构的刚度。该机构在坐标测量机和虚轴机床等方面具有广阔的应用前景。