救援机器人操作臂的运动学分析与仿真

救援机器人作为灾难救援高效的辅助工具,可以进入灾难环境,借助安装于其上的操作臂和传感器完成收集环境信息、运输紧急物资等任务。设计了一种六自由度救援机器人操作臂,将固定关节法及梯度投影法相结合,提出了操作臂逆解计算的优化方法,并进行了轨迹跟踪仿真分析。该法可大大提高逆解计算效率和轨迹跟踪精度。     

机器人操作臂振动的最优控制理论研究

本文就操作臂的末杆在其运动终点的振动控制问题进行了理论研究。首先建立了末杆的力学模型,并用有限元法建立了该模型的动力学方程;然后建立了振动控制问题的框图,并给出了有关的传递函数和脉冲响应函数的表达式;进而建立了振动抑制问题的最优控制的数学模型;最后就该数学模型提出了一种近似解析方法,并给出了一示例。     

机器人臂／手仿真系统操作物体的研究

为了研究机器人臂／手仿真系统对物体的操作,首先对机器人臂／手系统和物体进行了运动学建模,然后利用建好的机器人臂／手仿真系统,基于机器人臂／手系统的运动学、静力学,实现了右手拿杯倒水、手指拧、斜抛球等操作,最后探讨了机器人臂／手操作物体时,机器人臂关节力矩对灵巧手指端力的影响。实验结果表明,该模型具有建模方便、适用于大部分机器人臂／手系统和利于计算机求解等特点。     

煤矿救援机器人液压系统设计与仿真

为了能够更好地解决煤矿救援机器人的防爆问题,尝试了将液压系统应用于煤矿救援机器人。设计由液压泵、液压马达和相关控制阀组成的闭式液压系统,使之既满足煤矿救援机器人驱动的基本需求,又能对机器人的防爆起到积极作用。运用AMESim软件对所设计的液压系统进行平地行走和越障能力仿真,结果表明,所设计的液压系统完全能够实现煤矿救援机器人驱动的要求。因此,液压驱动方法用于煤矿救援机器人是可行的。     

基于PCL-839开发教研型机器人操作臂控制系统

阐述了一种基于PCL-839卡开发的教研型机器人操作臂专用运动控制系统,并针对操作臂硬件进行了模块化设计,利用VC工具在Windows环境下研究开发了控制软件.     

焊接机器人操作臂空间路径的数学建模

通过对焊接机器人操作臂关节自由度的位置、速度和加速度的时间历程计算,利用关节空间规划方法逆运动学理论,将运动路径的中间点转换成一系列期望的关节角,推演出经过各中间点并终止于目标点的n个关节的高阶多项式函数,从而获得机器人操作臂在多维空间中所期望的运动模式,为机器人运动仿真和结构设计提供依据。     

管道清灰机器人操作臂优化设计模型的建立

为使管道清灰机器人操作臂机构的优化设计过程简化,经分析管道清灰机器人操作臂的特点,将其分解为六连杆转斗机构和举升机构两大功能相对独立的子机构。通过选取对操作臂性能影响最大的初始铲取位置时的传动比的倒数为目标函数,以边界约束、性能约束、运动协调性约束、油缸稳定性约束等为条件,建立了管道清灰机器人操作臂优化设计数学模型。应用Matlab/Simulink软件编制了优化计算程序,分析得到了管道清灰机器人操作臂的优化尺寸参数。为管道清灰机器人的整体优化提供了思路,同时,为今后此类六杆机构的设计提供一定的理论依据和方法。     

六自由度排爆机器人操作臂运动学分析

排爆机器人作为代替人进入危险环境,完成排除爆炸物、危险物销毁的任务,研究其操作臂的运动学方程,有助于研究机构合理性,对于排爆机器人任务完成具有推进意义。文章以一种六自由度排爆机器人操作臂为基础,对其运动学问题进行研究。以D-H法来确定操作臂的各个设计参数,确定合适转换矩阵,目标矩阵和运动学方程。通过Maple强大的矩阵运算功能对运动学进行求解,并通过Matlab对结果进行验证。     

体能训练机器人操作臂交互轨迹规划方法

体能训练机器人操作臂的力方向可操作度直接影响着运动轨迹规划精度。基于此,研究了体能训练机器人操作臂交互动态轨迹规划方法,分析体能训练机器人操作臂的力方向可操作度,利用多维支持向量机代替高斯混合模型,在李雅普洛夫第二方法的基础上确定稳定性约束条件,构建基于支持向量机的轨迹规划模型,实现体能训练机器人操作臂交互动态轨迹规划。实验结果表明,所提方法的角位移更小、噪声识别值和超参数更高,验证了所提方法轨迹规划弹性规划能力较好且轨迹规划精度较高。     

煤矿救援机器人虚拟样机仿真分析

运用虚拟样机技术,在CATIA环境下建立煤矿救援机器人三维实体模型并对其结构和运动姿态进行仿真分析。以机器人自撑起运动为例,建立其动力学模型,在ADAMS下进行运动学和动力学仿真。分析机器人在完成自撑起运动时,摆臂的速度、加速度与驱动力矩的变化规律,为煤矿救援机器人的进一步仿真分析提供依据,同时也为煤矿救援机器人控制系统设计提供可行的理论数据。     

救援机器人中机械手运动轨迹的计算仿真

机械手是救援机器人的执行部件,救援作业主要依赖于机械手的运动.以自行研制的救援机器人为研究对象,建立正运动学方程,求解出机器人各运动构件与末端执行器在空间的位置关系,并在ADAMS中建立机械手参数化虚拟样机,对运动轨迹进行仿真.与计算结果对比验证,证实了采用ASAMS仿真技术对运动学方程解验证的可行性.     

煤矿检测机器人机械手动力学及静力学分析

针对煤矿无人区域的实际情况,设计并研制了一种四轮驱动式小空间检测机器人系统,用以井下环境信息和样品的采集。机器人结构主要由机器人本体、移动机构、控制器和机械臂机构等组成。主要介绍机器人的系统组成,并对5自由度机械手进行动力学和静力学分析,验证其结构设计的合理性和实际工作中的承载性能。分析结果表明,机械手各关节力矩的变化稳定且均未超过电机所能提供的极限值;小臂最大变形0.012 397 mm,最大应力15.802 9 MPa均对系统结构影响很小,从而说明5自由度机械手选型准确,结构设计合理,能够满足煤矿实际工作需求。     

穿鞋带机械手的动力学分析与仿真

基于ADAMS软件,研究了新型穿鞋带机械手在变负载工作情况下,各驱动关节的力和力矩变化情况,并与空载运行状态进行比较,分析了机械手牵引鞋带翻转过程中对驱动机构的扰动,并对移动副进行了优化设计。分析结果为后续驱动电机选型、零件选择和振动分析提供重要依据,有利于提高机械手的运动控制及动态特性。     

抢险机器人手臂机液耦合仿真分析

对某抢险机器人手臂驱动液压缸的液压回路进行了设计和简化,在ADAMS中建立机液耦合虚拟样机模型,对一个完整的工况进行了仿真,得到了各组液压缸的长度曲线、运动速度曲线及受力曲线,为液压系统的改进提供了理论依据.     

老人服务机器人机械臂的动力学分析与轻量化设计研究

针对老人服务机器人机械臂的功能要求,提出了一种老人服务机器人的串联型六关节机械臂轻量化的设计方法。建立了机械臂的牛顿-欧拉动力学方程,并利用动力学方程的分析结果,选择了机械臂的直流伺服电机和减速系统等部件。在虚拟样机的基础上对机械臂进行了轻量化设计,包括利用CAD软件设计机械臂机构,利用CAE仿真软件对机械臂进行了静力学和动力学仿真,校验分析结果,选择能够实现机械臂轻量化的机械臂构架的材料,优化构架的结构。     

混联码垛机器人动力学分析与仿真

针对TPR120码垛机器人的结构特点,运用朗格朗日功能平衡法进行动力学理论分析.利用Solidworks和ADAMS软件建立码垛机器人参数化的虚拟样机模型,进行动力学仿真.仿真结果表明,TPR120机器人具有良好的动力学性能,能够满足实际作业的需要.     

3-CRR 并联机构动力学分析与仿真

以机构支链的动力学为基础,推导3-CRR并联机构的动力学方程。在SolidWorks软件中建立机构的虚拟模型并在CosmosMotion模块中进行动力学仿真。通过动力学方程和仿真两种方法分别计算机构完成规定运动所需要的驱动力,比较发现计算结果基本一致,证明了两种方法的一致性与准确性,为机构的设计制造和动力学控制提供了理论基础。     

壁面爬行机器人的动力学分析与仿真

基于ADAMS软件,对壁面爬行机器人系统的运动规律以及运动过程中任意时刻的受力状况进行了分析与仿真,对于验证机器人结构配合及行走协调性能具有重要的指导意义。通过焊缝爬越过程的ADAMS动力学仿真分析,验证出设计结构的稳定性与可靠性。     

双连杆柔性臂动力学建模与仿真分析

基于修正的固定界面子结构模态综合法———Craig-Bampton法,利用多体系统动力学仿真分析软件MSC.ADAMS与有限元分析软件MSC.NASTRAN完成对双连杆柔性机械臂动力学建模,进行了运动学仿真分析,并且与刚性臂运动相比较,对柔性机械臂末端运动振动信号进行了频谱分析。分析结果表明,这种方法在多柔体系统建模和分析中是精确和高效的。     

移动式救援机器人的动力学仿真分析

利用雅克比矩阵概念与拉格朗日乘子方程,分别建立了移动式救援机器人系统的运动学与动力学模型,并以系统的动力学模型为基础,研究了移动式救援机器人的动力学分析过程。为实现对移动式救援机器人工作端轨迹的跟踪控制,提出了一种基于工作空间的逆动力学控制算法。利用Matlab软件,对所得到的运动学、动力学模型与逆动力学控制算法进行了仿真验证。