基于MATLAB的四自由度机械臂运动学仿真研究

运用D-H法建立机械臂运动学方程,根据所求方程采用数值法进行分析,并用MATLAB软件对分析结果进行仿真,得到机械臂的可达工作空间图。用Robotics Toolbox对该机械臂的正运动学、逆运动学、轨迹规划进行仿真,得到各关节角的位移、速度、加速度与时间关系曲线,为后续机械臂控制系统设计、动力学分析以及轨迹规划等提供理论基础。     

基于Simulink的二杆机械臂的运动学仿真

机械臂运动学建模是机械臂控制器设计的一个重要环节.本文研究了平面双连杆机械臂动力学建模的问题.建模简单、方便、有效,以便于进行动力学分析和控制问题的研究.同时通过MATLAB中的Simulink组件进行仿真,在此过程中可通过对仿真参数的修改对连杆机构的参数进行优化.     

模特机器人的机械臂设计及运动学仿真

设计了一种用于可变形模特机器人的机械臂,它可以改变手臂长度,做一些典型的试衣动作,增强了模特机器人的试衣效果。介绍了机械臂的设计依据以及最终结构,运用D-H法建立了机械臂的运动学方程。通过SolidWorks建立机械臂的三维模型,并将三维模型导入MATLAB/SimMechanics建立机械臂的运动学仿真模型。用数值法和SimMechanics模型法分析了其工作空间,对比仿真结果证明用SimMechanics模型求工作空间是准确和快速的。对典型试衣动作进行了规划,机械臂末端运动轨迹的仿真结果说明机械臂能够按照预期运动,达到了预期效果。     

六自由度机械臂运动学分析与仿真

针对安川弧焊工业机器人手臂MOTOMAN-MA1400的构型特点,采用D-H法建立了机械臂的连杆坐标系,得到了以关节角度为变量的正运动学方程,利用Matlab进行正逆运动学计算以及机械臂末端点的轨迹规划。为了验证正逆运动学模型的正确性,直观地观察机械臂各部分运动情况,采用Pro-E建立了机械臂的三维实体模型。将角度变量值导入模型,开发了机械臂运动仿真平台。仿真结果与理论计算一致,从而验证了算法的正确性,并完成了机械臂的运动仿真,为机械臂在矿山领域的实际应用提供了理论参考。     

六自由度机械臂运动学分析与仿真研究

针对六自由度机械手臂的运动学分析问题及其工作可靠性的探究,设计开发了一套基于OpenGL的六自由度机械臂仿真软件.采用D-H参数法构建机械臂模型,对六自由度机械手臂进行了正、逆运动学分析,求解得到机械臂的正逆解.研究设计了机械臂的空间直线和圆弧插补算法,实现了机械臂在三维空间中按照目标轨迹的可靠运动.在VS2017软件...     

PUMA机械臂的逆运动学解耦分析及仿真

机器人运动学分析是实现机器人自动化控制的重要方向,尤其是对于工业机械臂的逆运动学分析,由于算法结构复杂、计算量大等不足,对工业机械臂的实时性控制造成了很大的影响。针对这一点,以工业常见的PUMA型机械臂为研究对象,提出一种将机械臂运动解耦为手臂及手腕的逆解分析方法,通过系数变换、欧几里得范数计算,坐标矢量变换等方法求出机械臂的逆运动学解,最后通过实际值代入与MATLAB仿真,验证了解耦算法的可行性。     

6R操作臂逆运动学分析与轨迹规划

提出一种依赖初始位形的6R串联操作臂运动学逆解模型与轨迹规划方法。以折叠状态下6R串联操作臂各关节轴线方向单位矢量和位置矢量为基础,运用旋量理论与指数积方法建立该操作臂在初始状态下的运动学模型,以解析法得到该操作臂的16组运动学逆解,通过规划末端执行器在全局坐标系下的位置和姿态运动轨迹,应用运动学逆解得到各关节的运动轨迹。仿真结果表明该操作臂运动学模型、逆解方法与轨迹规划结果正确。该方法建立的6R串联操作臂运动学模型及逆解方法具有建模简单、易于求解、便于轨迹规划等优点。     

一种分析四元数及其在6R机械臂逆运动学中的应用

为解决现有6R串联机械臂实时高精度逆运动学问题,提出一种新的分析四元数,用于6R机械臂逆运动学建模与求解。通过建立6R机械臂的坐标系和轴矢量,提出一种与传统Euler四元数同构的分析四元数,及与方向余弦矩阵同构的类方向余弦矩阵,以推导无冗余、二阶的机械臂逆运动学模型。基于机械臂的结构矢量分解,提出一种6R通用解耦机械臂建模的方法,分析机械臂的解耦条件,用于求解三轴解耦、偏置及正交解耦的6R机械臂逆运动学解析解。仿真试验结果表明,对于三种腕型的机械臂,所提出的方法单次求解速度在5.7 ms以下,位置精度优于10^-15 m,方向精度优于10^-8（°）,可以有效保证机械臂在线精密操作的性能。     

基于MATLAB与ADAMS的机械臂联合仿真研究

为提高机械臂设计效率,充分利用了虚拟仿真,搭建了机械臂的虚拟仿真系统。首先在Solidworks中建立了四关节机械臂的实体模型;然后将其导入动力学仿真软件Adams中,进行运动学及动力学仿真;最后通过Adams与Matlab的接口模块Adams/control,利用Matlab/Simulink模块搭建了机械臂的联合仿真控制系统,实现基于Matlab与Adams的机械臂的联合仿真。仿真结果表明机械臂系统具有较好的动态响应特性及较好的轨迹跟踪能力。     

三连杆机械臂三维空间运动学分析

机械臂的运动学分析是分析机械臂的运动及其控制器设计的一个重要环节。在三维空间中建立了三连杆机械臂模型,并对模型做了运动学分析,用拉格朗日方程对三连杆机械臂末端位移、速度和加速度做了理论分析;同时运用仿真软件Adams对三维中的三连杆机械臂的末端位移、速度和加速度做了运动学仿真,来验证理论分析的正确性。用仿真与理论分析相结合来分析实际情况中机械臂末端位姿以及运动情况,为实际情况下机械臂的运动情况提供了理论基础,为设计机械臂的运动控制提供了理论依据。     

基于MATLAB／Simulink的取苗机械臂运动轨迹仿真

根据取苗机械臂的结构和特定的工作要求，用MATLAB／Simulink模块建立机械臂仿真模型，验证机械臂的路径和位姿规划。仿真结果表明路径规划以及机械臂在特定点的位姿符合取苗要求。     

五自由度镀膜机械臂的运动学分析与仿真

以5自由度自动镀膜机械臂为研究对象,运用改进D-H法建立机械臂的运动学方程,并利用数值分析法对正、逆运动学方程进行分析求解.通过Matlab软件中的Robotics Toolbox工具箱对5自由度自动镀膜机械臂建模,蒙特卡洛法工作空间仿真和轨迹规划仿真,得到机械臂的工作空间图和末端执行器的运动轨迹及各关节的角位移、角速...     

四自由度机械臂运动学分析及Matlab仿真

针对开发的两轴平行两轴耦合特点的四自由度机械臂UsstRobot提出一种改进的代数解法,采用Denavit-Hartenberg方法建立以关节角为变量的机械臂运动学模型,运用矩阵逆乘的方法分离变量,求得了运动学正解和逆解;采用三次多项式插值的方法对机械臂轨进行规划,将运动学解导入Matlab Robotics Tool仿真,得到各关节角度及速度,加速度与时间关系曲线。运动学解及仿真结果在机械臂实际运动中得到了验证。     

基于ANFIS的6R机械臂新逆运动学模型

运算速度和精度是衡量工业机械臂性能的重要指标。为了加快工业机械臂求逆解的速度,针对多数工业机械臂为满足Pieper准则的6R机械臂的情况,提出了一种新逆运动学模型。机械臂腰、肩、肘关节转角由自适应模糊神经系统(ANFIS)求解,腕俯仰、腕摆动、腕旋转关节转角由解析法求解。用此模型得到的解没有姿态误差,但有仅受ANFIS结构影响的位置误差。由实验结果可知选取SΦ1000 mm半球作为训练空间,训练点数为20 000个,隶属函数MF的个数为6时,所得的逆解模型效果最好。结果显示平均位置误差为0.158 mm,选取合适的工作空间后可将其空间内99.9%的点的位置误差控制在0.5 mm内。1 000点逆解计算时间为0.082 s,而传统的解析法所需3s左右,极大的缩短了计算时间。根据以上特性可以将此模型运用于分拣系统这类实时规划系统中,速度快,节省计算资源,且误差在可接受的范围内。     

三维串并联机械臂的运动学分析

机械臂的串并联能有效的弥补机械臂单一的串联或并联在工作稳定性、工作空间等性能上的不足。根据人手臂的骨骼设计了一种三维串并联机械臂,并对串并联机械臂做了运动学和动力学分析,运用Lagrange方程作了进一步的分析;用ADAMS对三维中的机械臂的末端位姿(位移、速度及加速度)和位置(机械臂的角度)做了运动学仿真,以此来分析实际情况中机械臂运动情况。     

基于MATLAB和RobotStudio的6-DOF机器人运动学分析与仿真

针对船体密封舱、箱柜等狭窄空间普遍存在的机器人难以工作问题,提出了一种新型6-DOF(degrees of freedom)机器人。首先分析了该机器人的机械结构,基于D-H坐标理论建立了机器人D-H坐标表格以及机器人正、逆运动学方程,其次应用MATLAB对机器人的运动学进行了仿真,结果表明所得的机器人正、逆运动学方程完全正确;最后设计了虚拟样机,利用RobotStudio仿真分析了机器人箱体焊接的优点;为进一步验证设计的机器人运动性能,与通用6-DOF机器人做了对比分析。研究结果表明新型机器人运动的可行性,为设计适应箱柜等狭窄空间的工业机器人提供了理论依据。     

柔性机械臂运动学性能分析与控制

为了检测复杂的空间环境、维护狭小空间内的设备、管道等设施和处理微小产品组装等问题,研发人员结合自然界软体动物的结构特点和行为原理,研究设计了由多个通用柔性手臂组成的柔性机械臂。基于柔性机械臂技术的数学基础,分析了柔性机械臂的运动方程,结合了柔性机械臂计算机终端的位置方程和姿态方程、三维绘图软件的运动建模功能和开发的柔性机械臂的运动建模功能,解决了位移和加速度随时间变化的规律,为柔性机械臂的设计提供了一定的研究依据。     

基于几何学的臂部相邻三关节轴线平行的6自由度机械臂逆运动学算法研究

提出了一种针对肩、肘和腕3个相邻回转关节轴线始终平行的6自由度串联机械臂逆运动学问题求解方法。该方法能够在求解的第一步利用结构约束下的机械臂腕、手与末端三者的空间几何关系,确定目标末端位姿对应的腕部空间位置;从而将一个描述机械臂末端位姿和机械臂6个关节角度关系的六元方程组求解问题,转化成为分别描述机械臂腕部位置与机械臂肩、腕部共3个关节角度之间关系,以及描述机械臂末端姿态与剩余机械臂腕部3个关节角度之间关系的两个三元方程组求解问题,显著降低了6自由度机械臂逆运动学问题的求解复杂度。以UR3机械臂为试验对象,试验结果表明,该算法能够根据机械臂末端姿态求解其各关节角度,与采用UR3配套控制算法相比,采用该算法的UR3机械臂末端线性定位精度达到毫米级、角度定位精度达到1°。     

基于MATLAB的工业机器人运动学仿真研究

采用D-H方法建立了IRB140机器人数学模型,构建了运动学方程并对方程进行了求解。利用MATLAB的机器人工具箱建立了机器人三维模型,通过编程实现了对机器人模型的检验,经过对运动学方程的求解结果和滑块控制图所设定数值的比较,其误差很小,验证了模型的可靠性;对机器人运动学正逆解进行了仿真得到了各种有效的仿真数据,为后续动力学研究和轨迹规划打下了基础。