双臂雕塑机器人的动力学研究

用 R.P.Paul的动力学分析方法对 2 P-1P3 R双臂机器人进行了动力学研究 ,推导出各关节驱动力或力矩的公式。用切削原理的方法结合微分几何的理论求解切削力。用 MATLAB语言开发出求各关节最大驱动力或力矩的软件 ,并进行了实例数值计算     

双臂石雕机器人的设计

研究将双壁机器人实用于石雕加工，完成了2R-1P3R双壁石雕机器人的结构设计，并用故障树分析法使设计优化。该机器人具有结构轻巧、工作灵活、加工质量高等特点，可取代人的双手加工全立体复杂石雕。     

双臂机器人用于工艺品雕刻的研究

提出了用２Ｒ１Ｐ３Ｒ双臂机器人加工工艺品，用微分几何学的理论建立了一种沿正交曲线网加工成型全立体空间曲面的新工艺方法，用ＤＨ法完成了该机器人的位姿协调，速度和加速度协调的分析研究和原理设计。     

多臂机器人关节间的碰撞检测研究

将多臂机器人各运动关节简化为具有一定直径的圆柱体 ,通过计算两圆柱体中心线间最短距离来进行机器人的碰撞检测研究。在此过程中 ,首先通过总结提炼两空间线段间的相互位置关系 ,在进行解析 ,推导的基础上 ,提出了 8个有意义的解析几何推论 ,直接可得出两空间线段间的最短距离 ,然后根据得出的结果 ,设计了一个机器人运动关节间的碰撞检测算法。该算法程序设计简单 ,计算量小 ,能有效地满足实际应用需要。     

双臂机器人神经网络解耦与路径规划算法研究

针对双臂机器人的手臂运动控制问题,研究了其神经网解耦和路径规划算法。首先,对其双臂机械结构进行了分析,总结了各个关节对机器人末端位姿的影响;其次,通过MDH法建立了连杆坐标系,并给出了机械臂的运动学模型,进而依据手臂末端位置与姿态解耦的特点,通过三层BP神经网络与解析法相结合的方式研究了解耦逆运动学算法,避免了蚁群算法收敛较慢的问题;最后针对S曲线介绍了规划过程中各个参数的求解和适配方法,提出一种基于数值积分的B样条求解方法实现曲线拟合,优化空间曲线的平顺性;最后,对运动学算法与轨迹规划算法的有效性进行了验证。     

基于网络的开放式双臂机器人控制器

针对开放式控制器的原有结构，提出了一种融合网络的简化分层控制模型，结合本实验室的双臂机器人，详细阐述了基于网络的开放式控制器的硬件结构和软件结构，最后介绍了系统的具体实现方式。     

双臂SCARA机器人运动学分析与仿真

针对快速插件领域应用通用机器人存在的工作效率低、性价比低等问题,设计了一种5自由度的双臂SCARA机器人的虚拟样机。首先基于D-H法建立了正逆运动学模型,其次双臂机器人给出了工具坐标系、世界坐标系标定方法,最后基于Matlab对虚拟样机成功进行了双臂协同运动仿真。研究结果可为进一步研究双臂机器人的开发与工程应用提供参考。     

基于碰撞检测的机器人运动仿真系统

介绍和分析了一种机器人机械手三维实时动画的仿真系统,通过OpenGL图形库进行开发,建立了机器人的三维运动学模型,进行了运动过程中的碰撞检测,实现了机器人运动的实时模拟。该系统具有友好的用户交互性、良好的开放性和通用性,可以极大地方便机器人的分析和研究。     

双臂机器人动力学建模与伺服系统控制

针对双臂机器人的手臂运动控制问题,研究了其动力学建模与伺服系统控制算法。首先,对其双臂机械结构进行了分析,总结了各个关节对机器人末端位姿的影响,并且简化了动力学方程更利于实现。其次针对简化后的模型参数采用最小二乘法辨识,最后通过仿真和系统实验,验证动力学计算结果的正确性。再次由机器人动力学和电机动力学建立关节转矩模型进行关节转矩力控制;最后讨论了交流永磁同步电机的建模和控制问题。经过验证简化后的模型一方面等效于直流电机便于设计控制器,另一方面可用于机器人关节转矩控制。     

未知模型机器人的碰撞检测算法

针对工业机器人在模型未知情况下的碰撞检测问题,提出一种基于参数辨识和广义动量的新型碰撞检测算法.首先,通过整体辨识的方法,得到较为精准的机器人动力学模型.然后,基于动力学模型、电机反馈位置与驱动电流信号计算机器人运行过程中的动量偏差来观测碰撞力矩的大小和方向.通过等效为带通滤波器来分析调节观测器的参数,进一步对碰撞力矩...     

单自由度机器手的碰撞检测与应急控制

为了保证机器人在交互过程中的安全性和降低碰撞检测系统的复杂性,通过在单自由度机器人上安装力传感器来实现碰撞检测。提出了一种单自由度的机器人碰撞力计算模型,通过Matlab/Simulink仿真电磁刹车控制模型,给出了模型的碰撞检测及控制实验。根据仿真实验模型设计单自由度实验平台,并进行碰撞实验。实验结果表明,采用电磁刹车和再生刹车响应控制策略可以更加有效抑制碰撞力。当负载惯量较大时,应同时使用2种刹车方式。     

面向遥操作机器人的混合层次包围盒碰撞检测

虚拟现实在遥操作机器人系统中克服时延的影响、提高操作安全性和作业效率等方面有着重要作用。为了提高虚拟环境中碰撞检测的效率和精度,提出基于混合层次包围盒和多线程的快速计算方法：用包含包围球、轴对齐包围盒和方向包围盒树的混合层次包围盒进行快速剔除测试,并用三角面片间的测试确定物体是否干涉及干涉位置,用多线程技术来加速场景的遍历、层次结构下降及干涉三角形的绘制。仿真实验结果证明了该方法在提高检测速度方面的有效性。     

双摆臂履带可变形机器人结构设计与越障性能研究

为发挥履带可变形机器人最佳越障性能,保证机器人在变形过程中履带长度不变且持续张紧,将椭圆定理和椭圆规原理应用于机器人构型设计,研制了一种新式履带可变形机器人。通过引入后摆臂,丰富了机器人构型变化,机器人重心在前后摆臂转动过程中有较大程度的调节,提高机器人的越障性能。建立坡道、台阶和沟壑等典型障碍的数学模型,对机器人翻越障碍进行步态规划和运动机理分析;建立机器人越障的运动学和动力学模型,分析机器人越障的临界条件和最大数值,利用Adams对越障进行仿真实验,结果验证了理论计算值的准确性和机器人的越障性能。     

基于全自主机器人避障控制方法的研究

介绍了全自主机器人避障控制的基本方法,对目前应用在全自主机器人避障过程中比较普遍的几种控制方法进行了详细的阐述并对各自的优缺点进行了评价。     

机器人捕获漂浮目标的碰撞研究

随着机器人应用领域的不断扩展,需要机器人能够捕获漂浮目标。由于漂浮目标在捕获过程中不可避免地会和机器人操作器发生碰撞,导致目标器发生较大的位姿偏移。对此,利用六自由度漂浮模拟装置,对捕获碰撞进行了研究,得到了机器人抓捕特定目标的规律,实现了提高捕获可靠性的目的。     

新型车载机械式碰撞传感器的研究与实现

根据牛顿运动定律的惯性原理,利用国家汽车碰撞的标准试验数据,研究实现了平面内360°敏感度的车载机械式传感器.运用物理仿真实验室对传感器运动情况仿真,当汽车车速超过50km/h时传感器能精确发出碰撞信号.经过材料选择、尺寸精确计算的传感器结构均能满足当前汽车车祸碰撞及时发出报警信号的任务,在汽车车载报警系统以及车载气囊...     

双臂吊装机械手机构设计

为提高某锰电解厂电解工艺生产效率,改善工人劳动环境,设计了具有双臂独立运动的吊装机械手。首先对生产工艺要求进行分析,因其垂直工作行程较大,为了避免螺杆行程过长造成运动不稳,选择五杆缩放机构作为机械臂。确定了机械臂夹持端的工作范围,计算了各种位姿下机械臂各杆的长度和机械臂可能达到的最高点,并计算了各主要杆件的弯矩。由于该五杆机构采用缩放方式来放大机械臂末端的行程,巧妙避开了可能因工作垂直行程大造成的机构运动不稳定和空间不足等问题。     

双机器人协调系统中的碰撞问题研究

针对多自由度双机械臂在同一工作空间协调运作时可能发生碰撞的问题,建立机器人包络简化模型,将关节简化为球体包络,连杆简化为圆柱体包络,通过对双机械臂所简化的包络模型进行干涉检查,提出空间点与点、点到线段以及异面两条线段的最短距离计算方法,将所用到的检测算法在VC++中实现,并将Staubli六轴双机器人模型应用到SolidWorks中进行仿真,实验结果验证了该算法的可行性。     

基于KINECT和全局视觉的机器人避碰研究

为了提高工业机器人作业过程中的安全性,在六自由度工业机器人平台上,提出了一种全局视频和Kinect相结合的人体运动检测与预测方法,并进一步实时控制工业机器人的避碰运动,从而确保人在机器人工作空间的安全性。首先利用Kinect人体骨架检测技术精确检测出人体位置信息,利用帧连续卡尔曼滤波器预测肢体运动;然后通过全局视觉检测出机器人运动空间内包括人在内的障碍物,依据检测结果判别危险性,并针对非人体障碍物和不同人体部位及运动趋势,采取相应的运动控制措施。实验结果证明,该方法能够实时、有效地提高机器人工作的安全性。