基于D-H法的挖掘机工作装置运动学分析

本文以三自由度机械手为研究对象,用机器人运动学中常用的D-H法建立运动学数学模型,进行正反向运动学分析。另外,结合挖掘机工作装置的机构学分析,理清工作装置各参数变量与斗齿位姿的关系,确定工作装置运动过程中的控制规律。从而为运动学软件仿真模块提供较为合理的输入参数,并可验证仿真结果的正确性。     

CMJZ2-27型双臂掘进钻车避碰运动学分析

为了实现双臂掘进钻车的避碰运动控制,基于D-H法建立其运动学方程,采用分离变量法和"一般实系数四次方程的谢国芳求根公式"推导出了运动学方程逆解的解析表达式,并利用Matlab证明了该逆解解析表达式的正确性。通过分析钻车工作特点,对钻孔断面进行合理分区和规划钻孔顺序,实现了在避免碰撞的基础上双臂协同完成作业孔定位的目标。在运动学分析的基础上,推导出了钻车钻臂各关节和末端坐标,给出了钻车钻臂各关节的碰撞检测方法,并利用蒙特卡罗法检测出可能发生碰撞的连杆,验证了该碰撞检测方法的可行性,为实现CMJZ2-27型钻车自动化钻孔奠定了技术基础。     

拱架安装机械手正向运动学研究及工作空间仿真

介绍拱架安装车的结构和工作原理,以其工作装置拱架安装机械手为研究对象,运用D-H法建立杆件坐标系,得到D-H矩阵,求出其运动学正解.在Matlab环境下,使用蒙特卡洛法对拱架安装机械手运动学正解进行仿真,得到工作空间的仿真结果.仿真结果满足工作要求,验证了运动学正解的正确性.     

基于非平整地面的轮腿复合机器人运动学研究

针对一种轮腿复合机器人进行了运动学分析,得到机器人在平整地面上的运动学模型。在此基础上将非平整地面对机器人运动的影响简化为两个力作用在机器人上,建立机器人在非平整地面上的运动学方程。利用Matlab软件仿真分析了几种典型路况下机器人的运动情况。仿真结果表明,当机器人在地面波动类似方波和三角波的地面上行走时,机器人参考点的位姿与静止目标位姿之间的偏差最大。从而为机器人的控制系统的设计提供了一个详细准确的运动学方程。     

大型探月机械臂运动学分析

总结国内外部分深空探测车载机械臂的特点,介绍一种用来执行重载任务的机械臂(LSMS),并采用D-H方法建立LSMS机械臂运动学模型,运用机械臂的齐次变换矩阵,求得运动学正解,采用解析法对LSMS机械臂进行逆运动学求解。利用Matlab Robotics Toolbox对LSMS机械臂进行正逆运动学运算和轨迹规划,验证LSMS机械臂运动学模型的正确性。该研究将对深空探测机械臂研制开发具有借鉴意义。     

多功能钻机变幅机构运动学分析与仿真

多功能钻机变幅机构的工作空间是钻机施工的主要参数,以某型号多功能钻机变幅机构为研究对象,运用机器人D-H建模法对变幅机构进行建模,建立关节坐标系,应用齐次变换得到运动学方程,采用数值解法,利用MATLAB编程求出其工作空间.     

Power Cube五自由度模块机器人运动学正解分析

本文针对一个五自由度的模块机器人进行了运动学正解分析,推导出了其矩阵形式的运动学方程,并以初始位置为例,求解了机器人的正解。为后续的逆解研究提供了基础。     

隧道钻孔机器人及其运动学分析

介绍一种9自由度液压钻孔机器人,该机器人是针对传统隧道管片钻孔作业效率低以及现有钻孔设备作业能力单一、自动化程度低的特点而研制的。引入虚拟关节并结合D-H(Denavit-Hartenberg)参数表建立机器人运动学模型,分析机器人运动学的正逆解。基于孔位精度最优化考虑,对逆解进行工程化处理,得出唯一逆向运动学解算,并编制相应算法控制机器人运动实现自动钻孔。在模拟隧道环境下进行真机试验验证,试验结果表明所研制的机器人满足34种不同隧道中各型安装孔位的尺寸要求,可延轨道智能调节自身姿态,钻孔位置精度小于10 mm,具备隧道自动钻孔的能力。     

3-UPU并联机构运动学性能分析

为提高并联机构的设计效率和设计的准确性,以3-UPU并联机构为研究对象,对其进行运动学性能分析,利用矢量法推导出机构的正、逆解公式。通过微分法推导出机构雅克比矩阵,同时建立机构输入速度与输出速度之间的映射关系,通过二次求导建立机构输入加速度与输出加速度之间的关系。利用Matlab软件进行速度与加速度的仿真计算,并绘制出并联机构输入速度(加速度)与输出速度(加速度)之间的关系,并与ADAMS软件虚拟仿真结果进行对比,从而验证3-UPU并联机构数学模型与三维实体模型的正确性。     

基于梯度投影法的泵送臂架末端运动轨迹控制研究

针对现有混凝土泵车臂架末端运行轨迹控制精度低的问题,从运动学的角度研究臂架末端轨迹规划算法,实现其高精度运动轨迹控制。基于描述机器人机械臂各连杆之间位移关系的D-H法,推导出描述相邻两臂架在直角坐标系中空间位置关系的4×4齐次变换矩阵,然后通过矩阵计算得到臂架末端相对基坐标系的位姿,最终建立了36 m五节臂混凝土泵车臂架正向运动学方程。通过雅可比矩阵将臂架末端运动速度与臂架关节角运动速度通过线性方程组联立,在臂架自运动项基础上,经添加臂关节极限函数,得到加权后梯度投影公式,进而建立臂架末端位置实时闭环反馈系统,提高臂架运行精度。矩形浇注运动轨迹仿真结果表明,臂架在整个浇注过程中振动冲击小、工作过程平稳连续,臂架末端在x、y、z轴方向运动误差均未超过15 mm,满足了工程实际应用。