基于二型模糊遗传控制器的冗余自由度机械臂运动控制的研究

对冗余自由度机械臂的运动轨迹进行准确的控制,有助于提高工作效率以及工作质量.在对5自由度冗余机械臂结构分析的基础上,设计了一种二型模糊遗传控制器,可用于控制冗余自由度机械臂按照既定轨迹进行运动.首先,对冗余机械臂的结构进行分析,并借助拉格朗日函数冗余度机械臂扭矩与连杆位置关系的动力学模型.然后,通过二型隶属函数定义二型...     

3自由度高刚度机器人的设计与分析

结合机器人技术与数控加工技术,设计了一种3自由度高刚度机器人.通过对加工要求的分析,确定了3自由度结构,并进行了多自由度空间的理论分析,确定了结构设计方案;在机器人各轴添加制动器夹紧机械臂上制动盘的结构方案,改善了机器人的末端刚性.     

苹果采摘机器人的结构设计与分析

为适应复杂的果园采摘环境,本文设计了一款苹果采摘机器人,结构由麦克纳姆轮承重行走机构、Stewart六自由度并联平台、采摘机械臂、视觉传感器、末端执行器等组成。首先,对六自由度运动平台进行隐式动力学分析与仿真,验证了模型的正确性;其次,对主要部件六自由度平台和末端执行器进行结构及强度校核。结果分析表明,模型稳定,机械结构设计合理。     

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。     

基于伪逆的冗余度机械臂关节速度约束方案

针对冗余度机械臂逆运动学求解结果可能超出机械臂物理限制的问题,提出两种基于伪逆算法的冗余度机械臂关节速度约束方案。首先,根据冗余度机械臂末端执行器的跟踪任务,运用伪逆算法在速度层上进行冗余度解析。其次,分别利用设计的两种约束方案对指定的关节速度进行限制与压缩,获得新的速度解并用以执行指定的轨迹跟踪任务。接着,针对末端执行器出现的位置误差,设计误差补偿函数以保证跟踪任务的顺利执行。最后,利用MATLAB软件对六自由度机械臂进行了运动规划仿真实验,并利用Arduino平台对六自由度机械臂进行算法实验验证。实验结果表明,两种约束方案下机械臂的最大跟踪误差均不超过3×10^-4 m,且时变函数约束方案在限制关节速度时获得更好的速度平稳性。     

基于SolidWorks与有限元理论一种机械臂设计方法的研究

通过利用计算机虚拟设计与仿真技术,实现一种工程机械在计算机平台下的虚拟设计,采用有限元理论结合有限元分析软件对机械臂部分进行结构分析,并依据分析结果做出结构设计优化.探讨了一种该型机械臂的虚拟设计方法,已确定其结构设计的可靠性,有利于缩短产品的开发周期和减少研发费用.     

棉花异性纤维分拣机器人抓棉手的结构设计

棉花中的异性纤维影响纯棉产品质量，采用智能机器人替代人工作业是新的发展方向。文章设计了一款具有5自由度棉花异性纤维分拣机器人。该机器人主要由四轮移动小车、液压升降平台、腰部、大臂、小臂、机械手等组成。针对棉花抓取与分拣，对机器人的抓棉手进行了结构设计，以滑环和连杆作为设计变量，优化了抓棉手的机械尺寸；同时，文章针对抓棉手指采用有限元方法进行了应变和模态分析，结果显示手指设计合理。     

双臂手移动机器人空间桁架内避障移动研究与仿真

基于八自由度空间桁架用双臂手移动机器人,进行了机器人手爪结构设计。给出了末端手爪位姿确定方法。推导出逆运动学解析解、回避关节极限作业准则;在机械臂回避窗口型障碍理论基础上,进行了机器人回避障碍桁架杆的避障分析。最后,利用ADAMS软件进行了机器人虚拟样机运动仿真实验,并进行了基于试行错误方法的关节控制器设计和调试。     

基于ANSYS WORKBENCH的六自由度机械臂有限元分析及结构优化

六自由度机械臂作为机器人的主要执行机构,其机械性能决定了工作的可靠性。论文针对机械臂的整体结构进行静力学特性和振动特性研究,基于ANSYS WORKBENCH的有限元分析功能,得到了静力学仿真和模态仿真的结果,并对结果进行了分析,在此基础上对机械臂进行了减重优化,通过模态分析,验证了优化结果的可靠性。     

基于Ansys WorkBench的排爆机器人机械手静力学分析

现建立了一种排爆机器人六自由度机械手的模型。利用Ansys WorkBench软件建立了机械手的静力学模型,并对其进行了静力学分析,得出了机械手大臂和小臂等重要部件的应力、应变图。不仅证明了机械结构的可行性,也为相关数据的设计提供了依据。     

Optimal design of a redundantly actuated 4-legged six degree of freedom parallel manipulator using composite design index

This work attempts to develop a procedure for the optimal design of a redundantly actuated six degree of freedom parallel manipulator. A concept of composite design index is developed to deal with multi-criteria based design in a systematic manner, and this index is employed to obtain a set of optimal dimensions for this manipulator. Two different designs are investigated, and they are compared in terms of their local characteristics. Finally, the fault-tolerant capability afforded by redundant actuation is evaluated in terms of partial actuator failures.     

Trajectory planning of redundant manipulator using fuzzy clustering method

The solution of inverse kinematics and trajectory planning with performance criteria for a redundant manipulator is proposed with modification in fuzzy c-means. A new fuzzy clustering model based on a new generalized validity index based on weighted within-scatter metrics and between-cluster scatter metrics for the manipulator is proposed. In order to understand the proposed algorithm and to show its performance, two simulation studies of trajectory planning with manipulability criteria for a redundant manipulator are modeled to solve the problems of finding association rules in the data and of setting up an appropriate classification procedures. The problem of redundant manipulator (which is a multi-input, multi-output nonlinear system) is new in terms of solution by clustering method. The proposed algorithm for the trajectory planning of the manipulator is simulated using Matlab®. All practical steps, from data acquisition to model validation, are illustrated using a 4 degree of freedom robot manipulator. The simulated results are compared with the numerical methods of the trajectory planning. The results are presented graphically. The proposed method has the advantage of simplicity, flexibility, and good tracking performance.     

冗余度柔性机器人复模态弹性动力分析

应用运动弹性动力分析的精确方法 ,建立了计及刚弹耦合的冗余度柔性机器人的运动微分方程。为解决非对称系统的解耦问题 ,提出了一种新的模态矩阵构造方法 ,获得了系数矩阵皆为实矩阵的系统状态空间表达式 ,并采用复模态叠加法求解系统的弹性动力响应。最后 ,以平面 3R冗余度柔性机器人为例进行了计算机仿真     

A method of compliance control of redundant manipulators

A compliance control method of redundant manipulators is presented. This method is based on the new stiffness model, which allows to modulate accarate joint stiffness of realizing the end effector stiffness to be varied with task requirements. A control model is developed and implemented by the proposed method in a three degree of freedom planar redundant manipulator. Also its effectiveness is validated.     

平面冗余与非冗余并联机器人工作空间图谱的比较研究

并联机器人的结构参数决定其工作空间的特性。本文对并联机器人的杆件尺寸参数采用无量纲处理方法,建立了平面冗余与非冗余并联机器人的结构参数与工作空间形状的函数关系,绘制了两者基于无量纲参数的工作空间图谱,比较了两类工作空间的特点与优缺点,为并联机器人的机构设计提供了系统的参考依据。     

平面冗余驱动并联机器人的性能分析与尺度综合

建立了平面2自由度冗余驱动并联机器人的Hessian矩阵,将Hessian矩阵引入全域性能指标中,进行速度、加速度和灵巧度性能指标分析,给出三项指标的性能图谱,讨论结构尺寸变化对机构性能的影响。以该机器人速度、加速度和灵巧度指标为目标函数,以无奇异位形和工作空间为约束条件进行基于性能图谱的尺度综合,对不同权重优化结果的讨论为该机器人的构形设计提供了参考。     

冗余度机械手逆运动学解中具有双重功能的评价函数

根据梯度投影法得出了冗余度机械手逆运动学的表达式，构造了一个使机械手能同时完成两个任务─—克服奇异性和避障具有双重功能的评价函数。利用这一评价函数对平面三自由度冗余度机械手进行了仿真分析，并与单一功能评价函数的仿真结果进行了比较。     

基于自运动的7-DOF机械臂逆运动学研究

针对一种7自由度典型机械臂构型的逆运动学问题,根据机构特点和自运动性质提出一种解析算法。首先对该冗余机械臂的自运动性质进行分析,其为平面四杆运动。采用冗余角对自运动进行描述,并分析机械臂末端位置和杆长对自运动的运动形式和冗余角变化范围的影响。然后基于自运动特性,将冗余角作为一个约束条件,结合位姿分离法,求出该机械臂的逆运动学解析算法。最后通过数值算例进行验证。该方法针对某一特定位姿求出所有的理论逆解。相对于传统的数值解法,该方法不存在理论误差,相邻位姿点相互独立,不存在误差积累。     

锚杆钻车串并联冗余机械臂的运动学研究

锚杆钻车机械臂的自动定位打孔可进一步提高巷道支护工艺的自动化作业程度。本文针对某锚杆钻车的串并联混合8自由度冗余机械臂的逆运动学问题展开研究。该机械臂有两大特点，一是串并联混合机构，臂在整体上为串联开链机构，但其大臂存在一个四边形的并联结构；二是冗余自由度，导致逆运动学存在无穷解。针对前者，为便于使用D-H法建立运动学模型，推导了并联结构的运动表达式，将其用一个等效的串联结构来替代。针对后者，详细分析了机械臂的结构与实际工况，设置了逆解的3个条件：1)为保证推进器获得最大打孔行程，设置定位油缸为最大伸长量；2)根据不同类型锚杆孔设定大臂四边形形状，可实现姿态补偿；3)优先使用中臂进行位置补偿，以尽量减少大臂的运动。在以上约束下提出基于位姿分离的逆运动学求解方案，得到的逆解结果充分利用了机械臂的设计特点，且兼顾人工操作过程的直观、方便性。为验证算法，针对一个矩形巷道断面的锚杆孔设计，通过计算机进行了逆解计算，计算精度与速度均有满意的结果；将算法部署到PLC上，在模拟巷道自动打孔试验，结果满足工程要求。     

COMPLEX NUMBER MODE APPROACH FOR REDUCING VIBRATION OF STRUCTURAL FLEXIBLE REDUNDANT ROBOT MANIPULATORS

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＤｕｅｔｏｔｈｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌｂｅｎｅｆｉｔｓｌｉｋｅｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ,ｆａｓｔｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｒａｔｉｏｏｆｐａｙｌｏａｄｔｏａｒｍｗｅｉｇｈｔ,ｆｌｅｘｉｂｌｅｒｏｂｏｔｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｓ ｐｌａｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｓｉｎｍａｎｙｆｉｅｌｄｓ ,ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅｓｐａｃｅｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ.Ｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｆｌｅｘｉｂｌｅｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｓｈａｓｒｅｃｅｎｔｌｙｂｅｅｎｇｒｏｗｉｎｇｏｖｅｒ .Ｈｏ…