上肢康复机器人运动学及轨迹规划仿真

利用Solidworks建立了偏瘫患者康复运动常用的5个自由度的机器人三维模型,其体积较小,便于移动。首先,对DH方法进行研究,建立了该机器人康复运动时的数学模型,得出机器人末端含有各关节变量的位置和姿态表达式;其次,在MATLAB中进行编程,分别得到含有运动学方程的机器人理论模型和由D-H参数建立的机构模型,二者仿真结果的一致性,说明了该数学模型是可取的;最后,在能够保证患者安全的工作空间,对机器人进行了轨迹仿真,结果表明,符合患者康复运动的轨迹,为后续研究动力学和控制方法提供了依据。     

基于神经网络的机器人逆运动学算法

本文提出了一种基于神经网络改进算法的机器人逆运动学的求解方法，在讨论机器人逆运动学求解问题以及基于BP算法的神经网络基本原理的基础上，分析了几种BP算法改进方法，给出了基于神经网络的机器人逆运动学求解的具体步骤和设计神经网络的相关注意事项，与传统算法进行比较，通过PR实验室机器人仿真研究表明，该算法具有简单，学习收敛速度快等特点，且避免了传统算法的放多棘手问题。     

变电站室内柔索驱动巡检机器人系统设计与运动学分析

针对变电站室内巡检机器人在复杂场景下运动系统误差大导致巡检点位覆盖范围窄的问题,提出一种柔索驱动巡检机器人系统方案.综合考虑变电站巡检路线特点,从伺服驱动系统、运动控制系统和机器视觉系统三个方面进行了巡检机器人的系统硬件设计,并从运动控制软件和视觉系统软件进行了系统软件设计.同时建立柔性承载机构的运动学模型,采用该模型...     

高压输电线路巡检机器人机构设计及运动学分析

由于跨越式高压输电线路巡检机器人越障效率较低且存在安全隐患等问题,文中提出了一种新型的穿越越障巡检机器人的机构设计。通过综合考虑机器人越障运动特点和机器人运行的地线线路环境,该结构设计采用双臂同侧对称悬挂的轮臂复合式机械结构,主要由行走机构、机械臂、压紧机构、锁臂结构和展臂机构组成。文中详细介绍了该机器人的各机构特点,并基于D-H法建立了机器人机构的运动学模型,采用该模型对文中提出的机构设计进行了计算分析,证明了该机构设计的合理性。通过模拟线路试验和现场示范应用说明,文中提出的机构构型具有自由度少、结构简单的特点,有效降低了越障难度,提高了机器人的越障效率和安全性,实现了机器人对高压输电线路的全自主长距离巡检。     

基于RBF网络的SCARA机器人的运动学逆解

针对机器人逆运动学问题,在径向基函数神经网络也称RBF(Radial Basis Function)神经网络的基础上,提出了利用科利达公司提供的SCARA机器人的正解结果作为训练样本,通过逐次训练得到机器人从工作空间到关节空间的映射,从而实现运动学逆解计算的方法.此方法避免了公式推倒和编程计算的复杂过程,求解简单,实时性强.     

六自由度机器人运动控制与分析研究

六自由度机器人作为未来智能电网的重要组成部分,是一项值得研究的工作.本文从上位PC机、运动控制器、伺服系统等方面对六自由度运动控制系统进行了设计,并基于D-H坐标系对六自由度机器人进行运动分析.最后通过精确定位实验对六自由度机器人运动控制有效性进行了验证.     

六自由度串联机器人运动学逆解算法研究

以六自由度机器人为研究对象,对其进行运动学分析,设计并优化逆解算法.首先,使用D-H方法,建立机器人连杆模型,得到D-H参数;然后,进行正向运动学分析,求出从第1关节起依次到后一关节的坐标变换矩阵;其次,进行逆向运动学分析,根据位姿矩阵求解6个关节角,并对出现的奇异情况进行处理,在得到的8组解中选择最优解.最后,设计逆...     

直角坐标机器人基于D-H参数的运动学建模与轨迹规划∗

机器人的运动学和动力学分析是实现机器人运动控制与轨迹规划的基础,其中运动学分析是最基本的问题,D-H参数法就是常用的分析方法之一,通过仿真可以模拟机器人的运动情况和动态特性,验证建立的运动学模型.利用D-H参数建立了平面关节型机器人运动学模型,用拉格朗日动力学方程得出了机器人的一些运动参数,并利用MATLABRoboticToolbox分析了直角坐标机器人正逆运动学模型,通过运动学轨迹规划仿真进一步验证了模型的正确性。     

户外变电站支柱式绝缘子清扫机械臂运动学研究

支柱绝缘子是隔离开关和断路器等电气设备的组成部分,电力系统安全稳定运行与绝缘子安全运行息息相关。为了解决我国电力设备外绝缘维护的缺点,对变电站支柱式绝缘子清扫系统机械臂进行了研究。通过对绝缘子清扫机械臂机构进行简化后得到简版D-H参数,并由此列出运动学正解方程,并利用正解方程对工作空间进行分析。然后,使用反变换法依次求解每个关节角度,得到了运动学逆解。最后,推导机械臂的正解和逆解的运动学公式,进行了运动学正解、任务空间和运动学逆解的仿真,验证了所推解的机械臂正解、逆解是正确的。     

一种冗余度机器人灵活性优化算法

本文对冗余度机器人的运动灵活性的优化问题进行了研究。首先介绍了一种利用梯度投影思想的优化算法,指出了该算法在实际应用中一些局限性。进而提出一种比例调节矢量优化算法,和第一种方法相比,灵活度指标定义更加合理,调节矢量构造简单,计算量小,优化速度快。最后,通过两个优化实例,验证了该算法的有效性。     

输电杆塔攀爬机器人运动学分析与仿真

针对首位或末位架空输电线路维护作业人员在登塔或下塔进行安全防护装置挂接或拆除时无法得到安全绳防坠保护的问题,设计了一种输电杆塔攀爬机器人,主要包括仿生攀爬机构和作业机械臂。提出了一种上下对称、左右配合的多自由度上下肢四臂仿生攀爬机构,可模仿猿类爬树时的动作姿势和顺序实现在输电杆塔主材角钢上的攀爬移动;作业机械臂采用六自由度串联多关节机械臂,能够实现安全防坠装置的挂拆操作;基于D-H建模方法,对攀爬机器人攀爬机构和作业机械臂进行了运动学分析,建立了其D-H运动学模型。通过MATLAB仿真软件对攀爬机构和作业机械臂进行了运动轨迹仿真,经过实验室样机杆塔攀爬及安全防坠装置挂拆动作试验,验证了其可行性。     

超声无损检测中探头姿态的控制方案

针对航空航天领域的复杂曲面的复合材料的检测需求,设计一套5轴联动的检测装置,根据Denavit-Hartenberg(D-H)方法推导出模型的运动学方程,然后利用Rhino软件获取物体表面各离散点的坐标及法向量信息,最终根据运动学方程的逆解控制检测装置各关节的移动量,实现复杂曲面扫查。     

330 kV变电设备带电清扫机器人研究

介绍了我国自行研制的世界首台330 kV变电设备带电清扫机器人的研制过程、解决的关键技术问题和机器人的构造、性能等。该机器人以轻型卡车为载体,可被遥控清扫断路器、隔离开关、避雷器、互感器、支柱绝缘子的绝缘瓷瓶外表面。保证机器人绝缘性能的关键部件包括：自行设计的光纤传感器、由钢材和绝缘材料混合制作的绝缘升降平台、采用两种不同工艺制作的液压油缸伸缩作业臂、遥控操作台。样机通过了现场带电清扫试验,清扫效果符合行业标准要求     

输电线路除冰机器人的S形曲线加减速算法设计

为提高输电线路除冰机器人的工作效率,达到节能的目的,提出了一种将S形曲线应用于机器人运动轨迹规划的方法。该方法充分利用了S形曲线的诸多优点,并对传统的复杂S形曲线算法进行了改进,采用4段加减速后退、2段加速前进的轨迹规划算法,同时还给出了相应的数学描述,最后通过仿真验证了该算法的实用性。     

基于运动学方法研究人体运动的计算机实现

详细论述了逆运动学方法实现的人体走、跑运动。运动模型是基于人体步态实验多次观察的实验数据构建的。运动控制主要分 3个层级 :首先根据输入参数 (速度、步态 )确定控制运动所需参数 (步长、周期等 ) ;第二层 ,用曲线拟合脚踝及质心在笛卡尔空间中的运动轨迹 ;第三层 ,用逆运动学方法求出人体模型在关节空间中的状态。控制中高层参数的调节可以生成同一种运动的不同运动姿态 ;同时 ,逆运动学方法的使用保证了运动的实时性。最后 ,文章给出了实验数据并指明下一步研究方向     

四轮驱动全方位移动机器人仿真

四轮驱动的全方位移动机器人，由于其能够在保持机体姿态不变的前提下沿任意方向运动，实现全方位移动的功能，具有较高的灵活性和机动性。建立了机器人的运动学模型，利用Matlab搭建了移动机器人系统的仿真模型，针对电机突加负载及车轮打滑两种情形进行了仿真分析，验证了前馈加外环控制的有效性。     

连续型结肠镜机器人多电机控制系统设计

连续型结肠镜机器人在结构上分为5节,每节各具有2个自由度,分别由2个直流伺服电机实现.在分析了连续型结肠镜机器人机械结构的基础上,设计了采用两级分布式结构的控制系统,其上层结构为PC机,采用由VC ++6.0与OPGL联合开发的基于Windows平台的软件系统;下层结构由基于DSP芯片的电机运动控制器和以LMD 18200为核心的电机驱动器组成;上、下层结构之间通过CAN总线进行通讯.最后进行了原理样机弯曲实验,以验证了控制系统的可行性.     

两足辅助行走机器人步态控制

智能两足辅助行走机器人,可以辅助残疾人在复杂环境中进行仿人行走.介绍了该机器人的机构和控制系统硬件,在机器人系统的步态特性基础上建立了人机一体的运动模型.运用零力矩点（ZMP）理论规划了机器人的行走步态,提出了局部步态调整与人体主动补偿运动相结合的实时步态稳定性控制策略.通过仿真实验对该控制策略进行了验证和分析.