基于Elman神经网络的Stewart平台位姿正解

Stewart平台广泛应用于运动模拟器、光学、精密定位等领域,然而由于复杂的多元非线性使得位姿正解难以准确得到.针对Stewart平台的位姿正解问题,常规的方法比如迭代法和数值法存在初始值难以选取、计算速度较慢等问题,提出了基于Elman神经网络的位姿正解方法.首先建立Stewart平台支腿长度与平台位姿的运动学模型,然后利用Elman神经网络来实现位姿正解的求解并实验验证.该方法具有良好的动态特性,精度高,能够快速准确的实现Stewart平台位姿正解的求解.实验证明了该方法的有效性.     

并联机器人位姿正解优化算法及其仿真

选取3-6结构并联机器人为研究模型,根据构型间的约束关系,建立机构的位姿正解的求解模型,并采用改进粒子群算法进行求解,将复杂的位姿正解问题转化为多元非线性方程的寻优过程。为提高求解精度,利用混沌序列的不可预测性与无序性以及在一定范围内不重复遍历所有状态的特性,提出一种基于混沌序列调整惯性权重的改进粒子群算法,将其用于求解位姿正解的计算。计算实例表明,该算法能求解出全部的位姿正解,且相较于标准粒子群算法能达到更高的收敛精度。最后采用Solid Works和Adams进行联合仿真,验证了这种优化算法的可行性。     

6-6 Stewart平台的运动学模型与轨迹规划

本文在对6-6 Stewart平台进行运动学分析的基础上，对其进行了圆轨迹规划，并针对实例作了仿真，得到了平台在按给定圆轨迹运动时，驱动杆长度与时间的关系曲线，以及各点的运动轨线，为进一步研究Stewart平台的控制与轨迹跟踪奠定了理论基础。     

基于立体视觉六自由度大载荷实验平台的位姿检测

提出利用双目视觉系统检测六自由度大载荷实验平台的位姿。首先,采用时空联合的分割算法提取运动目标并由运动目标上不共线三点描述当前时刻运动平台的位姿;然后,根据运动平台负载大、惯性大的特点,对相邻时刻的位姿变化加入补偿,以此估计平台下一时刻的位姿。实验结果表明,该算法在较小的允许误差范围内能够较好地跟踪运动平台,准确地估计下一时刻的位姿。     

基于牛顿-拉夫逊迭代法的6自由度机器人逆解算法

为解决一般6自由度旋转关节机器人逆运动学问题,提出了一种用牛顿一拉夫逊迭代法逐次逼近目标位姿的逆解算法.根据正运动学方程建立雅克比矩阵,采用基于豪斯霍尔德的SVD分解求其伪逆来避免雅克比矩阵的奇异性问题,通过建立迭代规则并逐次迭代找到最优的逆运动学单解,实际应用时无需再建立多解取优策略.本算法具有较好的局部快速收敛性,能够达到较好的精度和速度,并在基于ARM9的嵌人式系统上实现了此算法.相应的测试表明:算法实时性能够满足系统要求,可应用于机器人实时控制系统.     

双目体视检测多自由度机械装置位姿的工作原理和技术特点

多自由度机械装置位姿的动态、精确检测对于其精确控制和广泛应用具有重要意义，但实现却十分困难。提出采用双目体视动态、精确检测多自由度机械装置位姿，简单分析这种方法的优越性，并深入探讨其工作原理和技术特点。     

基于深度学习的RGB图像目标位姿估计综述

6自由度（DoF）位姿估计是计算机视觉与机器人技术中的一项关键技术,它能从给定的输入图像中估计物体的6DoF位姿,即3DoF平移和3DoF旋转,已经成为机器人操作、自动驾驶、增强现实等领域中的一项至关重要的任务。首先,介绍了6DoF位姿的概念以及基于特征点对应、基于模板匹配、基于三维特征描述符等传统方法存在的问题;然后,以基于特征对应、基于像素投票、基于回归和面向多物体实例、面向合成数据、面向类别级的不同角度详细介绍了当前主流的基于深度学习的6DoF位姿估计算法,归纳整理了在位姿估计方面常用的数据集以及评价指标,并对部分算法进行了实验性能评价;最后,给出了当前位姿估计面临的挑战和未来的重点研究方向。     

鱼雷6自由度空间运动的矢量化模型与仿真

鱼雷是一个复杂的强耦合、非线性对象。以往的鱼雷运动方程由12个微分方程和3个几何方程组成,不便于在仿真中应用。该文根据动量定理和动量矩定理及运动学方程建立了鱼雷的矢量化6自由度空间运动模型,为仿真计算提供了方便。在此基础上利用MATLAB仿真软件建立了计算机仿真模型,其特点是按鱼雷运动方程的不同部分分别设计独立的模块,可读性高并易于修改。将该仿真模型与控制系统模型组成闭环仿真系统,结果表明该鱼雷仿真模型准确、高效,能够为鱼雷控制系统的设计、分析提供了良好的仿真条件。     

并联机器人研究的进展与现状

并联机器人是一类全新的机器人，它具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、 自重负荷比小、动力性能好、控制容易等一系列优点，在21世纪将有广阔的发展前景。本文 根据掌握的大量并联机器人文献，对其在运动学、动力学、机构性能分析等方面的主要研究 成果、进展以及尚未解决的问题进行了阐述。     

六自由度操作手的逆运动学问题

本文将六自由度操作手分解为位置结构和姿态结构，利用转换矩阵法对两结构进行了详细的逆运动学分析，在此基础上建立了操作手的运动学求逆算法，与一般的迭代算法或优化算法相比较，本算法收敛速度快￣［１］，而且能得到满足约束的全部解，与解析方法相比较，它具有通用性的优点，尤其适用于机器人仿真系统中。     

巨型柔性Stewart平台解空间的研究

本文针对大型射电天文望远镜FAST中馈源系统的柔索结构及运动要求，提出了巨型柔 性Stewart平台的概念，并由馈源舱的非线性静平衡方程给出了解空间的定义．通过计算发 现六悬索巨型柔性Stewart平台的工作空间中存在六个解空间为零的面，不能保证馈源舱连 续平稳地做空间扫描．在综合考虑馈源舱运行规律及悬索受力特点的基础上，本文通过增加 两根向下拉的冗余悬索，设计了八悬索巨型柔性Stewart平台．计算结果表明八悬索巨型柔 性Stewart平台消除了解空间为零的位置，为大型射电天文望远镜FAST中采用八悬索而不是 六悬索巨型柔性Stewart平台提供理论基础和数值依据．     

Stewart平台机构仿真研究中的实体模型

本文根据构造的实体几何造型的思想建立了Stewart 平台机构的实体模型,并采用画家算法,结合Stewart平台机构的结构特点,提出了针对该 机构的消隐算法．另外,作为一种并联机器人机构,Stewart平台机构在运动过程中也较容 易出现干涉现象,本文对干涉情况也作了讨论．上述这些算法用于Stewart平台机构运动学 仿真软件的开发实践中,取得了较好的效果．     

OPTIMAL MECHANISM DESIGN AND DYNAMIC ANALYSIS OF A 3‐LEG 6‐DOF LINEAR MOTOR BASED PARALLEL MANIPULATOR

This paper presents the optimal mechanism design and dynamic analysis of a prototype 3‐leg 6‐DOF (degree‐of‐freedom) parallel manipulator. Inverse kinematics, forward kinematics, inverse dynamics and working space characterizing the platform motion are derived. In the presented architecture, the base platform has three linear slideways individually actuated by a synchronous linear servo motor, and each extensible vertical link connecting the upper and base platforms is actuated by an inductive AC servo motor. The linear motors contribute high‐speed movements to the upper platform. This kind of architecture using hybrid (linear and AC) motors yields high level performance of motions, especially in the working space. The novel result of maximal working angles is the significant contribution of this architecture. The Taguchi Experimental Method is applied to design the optimal mechanism of the platform system, and the result is used as the actual data to build this system.     

位移传感器在六自由度运动平台中的应用

针对六自由度运动平台电液伺服控制系统对位置反馈的需求,选择磁致伸缩式位移传感器作为位移检测元件。该传感器通过测量起始脉冲与终止脉冲之间的时间差即可精确地确定液压缸的位移量,具有精度高、成本低、寿命长和安装简便等优点。     

6－6型Stewart机器人的可操作性分析及其定义

本文根据并联机器人的特点，运用可操作度的概念，进一步提出了位置可操作度和姿态可操作度的定义。通过对位置反解直接求导，建立了６－６型ｓｔｅｗａｒｔ机器人的位置、姿态和综合可操作度的公式，为并联机器人的运动学分析提供了依据。     

灵巧手运动学分析

本文研究了灵巧手操作物体的运动学问题,在分析手指与物体接触条件的基础上,建立了手指与物体之间单点接触作纯滚动和作可控制滑动的运动学方程,给出了3R,4R 和5R 手指的运动约束条件,并对5-4-5型灵巧手进行了速度仿真和图形仿真.     

超声波六自由度跟踪器设计原理及误差模型研究

位置方位跟踪器是虚拟现实系统和其它人机实时交互系统中不可缺少的人机交互设备之一.在讨论用超声波测距原理实现运动物体六自由度(6DOF)跟踪器设计原理的基础上,结合以前关于坐标分辨率及误差的研究结果,深入分析了跟踪器角度分辨率与坐标分辨率以及跟踪器硬件参数之间的关系,并由此给出了超声波位置方位跟踪器关键物理参数的设计依据.     

运载火箭六自由度仿真平台搭建与应用

研究运载火箭六自由度仿真系统设计问题,在传统火箭六自由度仿真平台设计中常以特定任务为导向,造成仿真系统碎片化严重,扩展重用性不足.同时,数值仿真与视景仿真的交互中存在实时驱动的问题.针对上述问题,采用面向对象的模块化设计方法,建立了运载火箭六自由度仿真模型,给出了三层结构的通用仿真框架.设计了仿真消息管理器,较好地解决了数值仿真与视景仿真的集成并保证了系统的实时性.仿真结果验证了模型建立的准确性以及仿真平台的可靠性和稳定性.仿真结果对于运载火箭设计和性能评估系统的建立有着良好的借鉴意义.