机器人关节内插轨迹4—3—4分段法的分析与计算

机器人的运动，必须沿着贯穿空间一组点的曲线，从初始位置达到最终位置，若使机器人的运动符合上述要求，必须对其运动轨迹有一个合理的规划。本文将就在关节变量空间进行的关节内插轨迹４－３－４分段法进行分析与计算。使用这种方法，可以快速计算出机器人关节在任意轨迹段的位置，速度和加速度，描述机器人手部在规定路径上的运动。     

三牙轮钻头的计算机仿真模型

本文将牙轮钻头上各牙齿置于易于描述的坐标系下，通过坐标变换方法，实现了各牙齿的空间位置变换。在钻头几何学和运动学的基础上，建立了随钻运动的牙轮钻头的计算机仿真模型。     

广义合作目标跟踪的误差空间估计方法

提出了广义合作目标的概念及误差空间估计方法,提高了光电跟踪系统的跟踪精度与平稳性。该方法采用引导数据与引导误差描述目标的运动,通过将目标的机动分散到引导数据和引导误差,在目标状态空间中根据目标的运动模型进行滤波,在误差空间中根据引导误差模型进行滤波与预测,再进行合成得到目标位置预测数据。实验结果表明在相同的机动水平下,该方法的跟踪性能优于Kalman滤波与强跟踪滤波。     

一种轮腿结合式步行机的步态

提出用周期函数Ｇ（Ｘ）和正函数ＩＩ（Ｘ）表达步行机的支撑点位置。解决了在一个步态周期内轮子作周期运动的动态支撑点位置描述问题。给出并证明了支撑点置的计算公式。进而讨论了支撑点位置的极限问题。     

漂浮基空间机械臂的自适应控制方法

讨论了载体位置与姿态均不受控制情况下,漂浮基空间机器人系统的控制问题。结合系统动量守恒关系进行的运动学、动力学分析表明,可以得到一组与适当选择的惯性参数呈线性函数关系的、欠驱动形式的系统动力学方程。以此为基础,设计了系统参数未知情况下,由本体姿态期望运动及机械臂末端抓手惯性空间期望运动轨迹产生机械臂关节铰期望角速度、角加速度的自适应控制算法,该控制方案的优点在于,不需要反馈、测量漂浮基的位置、移动速度及移动加速度。     

万向铰链机构的一种运动分析方法

根据万向铰链空间传递机构的特点, 对该机构的运动关系作了一般性的运动分析, 从而得出机构在任意位置时输入轴和输出轴的角速度关系, 最后建立出该系统的运动微分方程。     

新型三平移并联机构的工作空间和运动灵活度分析

文章通过位置逆解公式,描述了机构输入与输出速度关系的逆雅可比,对该并联机构作业空间和运动灵活性进行了分析,给出了一尺度参数下机构作业空间及运动灵活性的分布规律。分析表明,该机构具有几何形状规则的作业空间及较好的运动灵活性,是一种较为理想的能实现三维移动操作的并联机构选型,获得的结果可应用于该并联机构的设计之中。     

一个对象级机器人任务描述语言

本文介绍一个对象级机器人装配任务描述语言ZRTDL.该语言用装配对象的操作序列描述机器人作业,并借助装配世界模型、空间位置推理和运动规划等技术产生具体的机器人运动命令.     

万向铰链机构的一种运动分析方法

根据万向铰链空间传递机构的特点,对该机构的运动关系作一般性的运动分析,从而得出机构在任意位置时输入轴和输出轴的角速度关系,最后建立出该系统的运动微分方程。     

环冷机台车在曲轨上状态函数的解析研究

主要研究如何用一组函数来准确地描述环冷机台车在曲轨上的运动状态.通过对台车运动及曲轨设计图的分析,应用空间解析几何与向量代数的方法,采用合理的数学条件,建立了台车在曲轨上运动时,其在水平面内的相位和在垂直面内倾翻角关于曲轨上任意位置点坐标的函数关系式,并对该函数的求解方法与解析精度进行了简要的分析与评定.     

Confined spaces path following for cable-driven snake robots with prediction lookup and interpolation algorithms

While cable-driven snake robots are promising in exploring confined spaces, their hyper-redundancy makes the collision-free motion planning difficult. In this paper, by combining the prediction lookup and interpolation algorithms, we present a new path following method for cable-driven snake robots to high-efficiently slither into complex terrains along a desired path. In our method, we first discretize the desired path into points, and develop the prediction lookup algorithm to efficiently find the points matched with joints of the robot. According to geometric relations between the prediction lookup results and link length of the robot, we develop the interpolation algorithm to reduce the tracking errors caused by the discretization. Finally, simulations and experiments of inspections in two confined spaces including the obstacle array and pipe tank system are performed on our custom-built 25 degree of freedoms (DOFs) cable-driven snake robot. The results demonstrate that the presented method can successfully navigate our snake robot into confined spaces with high computational efficiency and good accuracy, which well verifies effectiveness of our development.     

利用样条函数规划机器人运动轨迹

本文利用样条函数法提出了一种机器人运动轨迹规划方法，各关节运动采用样条函数来拟合，该法简便、计算量小、而且不会出现机构奇异点问题，可生成光滑平稳的无噪音机器人运动轨迹。     

基于质心校正补偿的仿人机器人模仿学习

由于仿人机器人自由度多、结构冗余,因此面对不同环境下的运动规划十分复杂.利用人体运动信息作为示教数据,实现仿人机器人对人体姿态的模仿学习,简化了仿人机器人的运动规划.为满足机器人在运动过程中的平衡性,提出了一种机器人质心补偿的方法:通过示教数据预估机器人的质心偏移,经质心-角度雅可比矩阵计算角度补偿量,并引入二次规划进行优化处理.基于Nao机器人的模仿学习系统实验研究结果表明:提出的质心补偿方法可以有效地保证机器人在模仿学习过程中的姿态平衡,引入的权值可调的二次规划有效地保证了姿态模仿的相似性.     

空间机械臂姿态运动规划的粒子群方法

空间自由漂浮的航天器系统在忽略外力矩的作用时,系统因对总质心的角动量矩守恒而成为非完整系统.基于这样的特性,讨论了带双臂航天器姿态运动的控制问题.利用粒子群算法确定最优控制输入信号,得到了系统非完整运动的优化轨迹.通过数值仿真,表明该算法解决空间机械臂非完整运动规划问题是有效的.     

基于动作基元的拟人机械臂仿人运动规划

拟人机械臂的仿人运动作为仿人机器人的运动基础,一直都是研究的热点及难点.针对拟人机械臂仿人运动的模型多样化及运动相似性特点,提出了一种基于动作基元的拟人臂仿人运动规划算法,使拟人臂在满足仿人运动特点的基础上进一步提高运动的精度.首先,对手臂结构进行解耦,建立手臂模型,满足运动多样化要求.提出动作基元的提取法则,确定不同...     

模糊空间中基于人工势场的移动机器人运动规划

为了研究移动机器人的运动规划方案,提出使用指数形式的人工势场函数描述环境中的目标和障碍物。针对人工势场方案可能出现的局部极小问题提出了逃逸方法。随后提出一种模糊隶属度函数用来表示动态变化的障碍物模型,建立模糊表示的环境空间模型,并在这种模糊空间的基础上构建模糊人工势场函数,提出了一种适合于动态环境的实时优化路径规划算法,有利于解决未知、动态变化的不确定环境中的机器人路径规划问题。仿真结果表明,本文中提出的建模和规划方法是可行的。     

移动机器人运动规划的粒子群优化算法

针对移动机器人非完整运动规划问题,采用多项式插值技术实现控制参数化,将无穷维非完整运动规划问题转化为有限维参数优化问题.考虑系统的能量消耗和末端约束,构造了优化的目标函数.提出了一种求解移动机器人非完整运动规划的粒子群优化算法.仿真结果验证了移动机器人运动规划的粒子群优化算法的有效性.     

基于模糊逻辑的自主移动机器人实时滚动路径规划及控制

针对动态不确定环境下自主移动机器人路径规划和运动控制这一工程实际问题,提出一种简化的实验参考系统结构模型。在此基础上,借鉴预测控制的基本原理,运用模糊逻辑推理方法解决了自主移动机器人导航和避障问题,实现了自主移动机器人实时滚动路径规划和控制,仿真结果表明了算法的有效性。     

基于粒子群算法的航天器姿态运动规划

当将万向节的相对转动角速度作为航天器系统姿态运动规划的控制输入变量时,由于航天器系统的控制输入的数目少于系统的自由度数目,系统的姿态运动成为典型的欠驱动非完整系统的运动规划问题,其运动控制问题变得非常复杂。提出了一种应用粒子群算法优化系统姿态运动规划的数值算法。数值仿真结果表明了该方法的有效性。     

稀疏环境下基于射线的随机路径规划方法

在研究稀疏环境下的高维动态路径规划问题中,提出基于射线的随机路径规划方法(RBPRM).该方法不同于一般的随机路径规划方法,它最大限度地利用直线段构造路径图,最终得到的路径相对而言短而且直.实验结果证明RBPRM在比较稀疏的环境中进行路径规划是非常有效的.