智能焊接机器人的机构设计与仿真

用SolidWorks软件建立了焊接机器人的三维实体模型和虚拟样机模型,并在SolidWorks平台下,用Solid Works Simulation实现静力学仿真,仿真得出结构的应力、位移、应变情况;用SolidWorks Motion实现机器人的运动学仿真,得出机器人各关节运动的角位移、角速度、角加速度曲线。最后对仿真的结果进行分析,为焊接机器人的机构设计提供数值依据,以更好地改进机器人的机构设计。     

基于DENSO机器人的地插打磨时间最优轨迹规划

高档装饰用地插多采用铜或不锈钢材质,其外观要求光亮圆滑。为实现DENSO机器人在执行打磨作业过程中运动高效、平滑且连续,对比分析了匀加速匀减速、三次多项式、五次多项式三种插值方法,对机器人手臂末端轨迹进行任务空间轨迹规划。通过对DENSO机器人逆运动学求解,将任务空间轨迹转换到关节空间。运用MATLAB建模仿真得到机器人各关节的角位移、角速度及角加速度曲线图,结果表明用五次多项式插值法规划后的各关节角位移、角速度及角加速度曲线更加平滑且无突变,机器人运动性能优于另外两种方法。根据角加速度曲线波动范围及最大允许角加速度的限制,对各段轨迹运动时间进行了重新分配,得出在满足DENSO机器人运动平稳和物理约束的条件下所需的最短时间。最后通过整机实验与对比,实现了DENSO机器人对地插打磨作业的时间最优轨迹规划,为进一步提高机器人工作效率奠定了理论基础。     

大型船舶的焊接机器人运动学分析及静力学分析

针对设计的焊接机器人进行研究,运用SolidWorks软件对机器人进行建模,利用MATLAB软件对焊接机器人正运动学和逆运动学进行仿真研究,通过绘制焊接机器人各关节角位移、角速度、角加速度曲线等讨论机器人的运动可行性。此外,运用Abaqus软件对焊接机器人受力较大的大臂进行静力学分析,通过施加相同力的方式研究焊接机器人在极限状态下的受力情况,为机器人后续市场化提供理论研究依据。     

单斗液压挖掘机反铲装置动力学模型的建立

根据液压挖掘机反铲装置的工作特点,对反铲装置进行了动力学研究.采用Lagrange法建立了挖掘机反铲装置的动力学模型.然后,在MATLAB中编写了四阶龙格-库塔算法程序,对动力学模型进行了求解,得到各个关节的角位移、角速度和角加速度曲线.同时,在ADAMS中利用相同参数,建立了挖掘机反铲装置的虚拟样机,利用相同的负载和驱动力矩进行动力学仿真,也得到各个关节的角位移、角速度和角加速度曲线.最后,将相应曲线进行叠加对比,发现通过动力学模型求得的曲线与仿真得到的曲线基本吻合,误差都在5%以内,从而验证所建动力学模型的正确性和有效性.     

托卡马克真空室内窥机器人的运动学仿真

托卡马克真空室内窥机器人主要用于携带摄像器材近距离观测托卡马克真空室第一壁的状况。基于EAST平台,设计了一种弧形关节臂托卡马克真空室内窥机器人;接着在已建立的机器人运动学正解和反解算法基础上,根据机器人不同工作位置,分别采用"点到点"和连续路径规划方法对机器人末端轨迹进行规划;最后整合轨迹规划数据,并将其导入ADAMS中实现真空室垂直断面扫描过程的仿真,得到机器人各关节的角位移,角速度,角加速度以及关节力矩随时间变化曲线,且曲线光滑连续。     

基于ADAMS软件的小型机器人设计与仿真

应用SolidWorks软件建立小型机器人的三维模型,采用拉格朗日法建立其动力学模型,简化三维模型后导入ADAMS软件。在ADAMS软件中设置零件材料属性,添加系统各部位的约束、摩擦、运动、载荷,得到4 s内各关节角速度和角加速度随时间的变化曲线,以及末端执行机构的位移和速度变化曲线。仿真结果表明,所建立的驱动函数符合小型机器人的实际运行情况,小型机器人在工作中无大抖动,运行较平稳,各项运行参数符合设计要求。     

下肢康复机器人仿真分析及研究

设计了一种用于中风患者下肢康复训练的双臂机器人。在对其机械臂的结构进行简化后,使用D-H前置坐标系法建立运动学分析模型,得到机械臂末端位姿表达式以计算其逆解。基于蒙特卡洛法绘制出机械臂的工作空间之后,使用MATLAB中的Robotics Toolbox工具箱对其正逆运动学进行仿真,验证了运动学模型的正确性。另外,针对机器人关节空间进行了轨迹规划,得到了较为平滑的角位移、角速度、角加速度曲线。最后把关节位移数据进行拟合,并且将SolidWorks模型导入Adams软件进行动力学仿真,得到各关节力矩的变化曲线,为机械臂的精密控制奠定基础。     

关节型码垛机器人轨迹规划及运动学研究

为了使关节型码垛机器人运动更加精确、流畅、连续、平稳的码放货物,提出了基于双平行四边形机构码垛机器人的轨迹规划及运动学分析方法。根据D-H法建立运动学模型,并对其进行反解。采用"5-3-5"轨迹规划法,将各关节运动轨迹分为三段,使用不同低阶多项式对各轨迹段进行插补。利用MATLAB进行运动学仿真分析,并生成关节角、角速度、角加速度变化曲线。利用拉格朗日方程推导各关节驱动力矩,保证各关节按照期望的角速度和角加速度运动。为实现关节型码垛机器人轨迹规划提出一种新的方法。     

变化负载步进电机升降速曲线的计算

针对某类随步进电机的角位移、角速度与角加速度的变化而变化的负载,建立了相应的动力学方程。导出了计算步进电机升降速曲线的递推公式,并将其应用于某三维显示系统的升降速曲线设计。     

基于Solid Works的双摆杆摆角放大机构运动仿真分析

利用SolidWorks软件对双摆杆摆角放大机构进行了三维实体建模及装配,并运用Motion模块对其进行了运动仿真分析,得到了双摆杆摆角放大机构的角位移、角速度、角加速度随时间的变化曲线。运用SolidWorks 进行机构运动分析,可使整个分析过程在精确、高效的基础上更加形象、生动,消除了传统设计中的许多弊端。     

基于Pro/E和ADAMS的机器人虚拟设计与仿真

用Pro/E建立的机器人虚拟装配模型导入ADAMS中,与机器人末端固结的点MARK-ER_40沿着设定的直线方向直线运动后,进行了机器人逆运动学分析,包括MARKER_40点的速度、加速度的分析以及小臂转轴的角速度、角加速度的分析.通过对机器人的逆运动学问题进行分析,得到的仿真曲线为控制机器人的运动和路径规划提供教据参数.     

Generation and Simulation of Robot Trajectories in a Virtual CAD-Based Off-Line Programming Environment

This paper presents a new approach to the generation and optimisation of the position and orientation trajectories in Cartesian task space, and simulation in a virtual CAD-based off-line programming environment. A novel concept of the robot pose ruled surface is proposed, and defined as a motion locus of the robot orientation vector, i.e. the vector of equivalent angular displacement. The planning for trajectories of robot end-effectors can be accomplished by generating the robot pose ruled surface and optimising its area under the constraints with good kinematics and dynamics performances. The established optimisation model is based on functional analysis and dynamics planning, and is simplified by using high-order polynomial space curves as the robotic position and orientation trajectories. The developed system, RoboSim, is a virtual integrated environment which can be used as a testbed for automatic motion planning and simulation for robots. Two examples are given to verify the feasibility of the proposed approach and models, and to demonstrate the capabilities of generation, optimisation, and simulation modules and libraries in the RoboSim package. The simulation results show that the approach and system are feasible and useful for motion planning, performance analysis and evaluation, and CAD-based prototyping and off-line programming in both the virtual and the real design and planning environment.     

平面3-RRR并联机器人运动分析的计算机模拟逼近法

提出一种新的平面3自由度并联机器人运动分析方法,计算机模拟逼近法。运用该方法进行了速度和加速度分析。先采用CAD的几何约束、尺寸约束、尺寸方程和尺寸驱动技术,构造平面3—RRR3自由度机器人的模拟机构。再用两个相同且彼此靠近的平面3自由度机器人模拟机构,构造速度模拟机构,求解动平台上确定点的速度和角速度。最后用两个相同且彼此靠近的平面3—RRR机器人速度模拟机构,构造加速度模拟机构,求解动平台上确定点的加速度和角加速度。计算机模拟结果与解析法的结果比较表明,该方法具有简单、快捷、直观、求解精度高的优点,而且可以完成复杂机构的运动分析,为多自由度机构运动分析提供了更有效的工具。     

BYQ-3球形机器人的动力学模型

在运动分析的基础上,基于矢量运算的Kane方程建模方法,建立BYQ-3球形机器人的完整动力学模型,并进行仿真和试验研究。分别确定球壳、框架和配重块的角速度和角加速度,以及球壳质心、框架质心和配重块质心的速度和角速度,推导球壳、框架和配重块的广义速率、偏速度、偏加速度、广义惯性力以及广义主动力,在此基础上建立BYQ-3球形机器人的完整动力学模型。通过建立转动关节的转动摩擦力矩和地面对球壳的滚动摩擦力偶矩模型对完整动力学模型进行修正。针对“长轴水平”条件下的直线运动,基于修正后的完整动力学模型进行仿真研究,同时利用BYQ-3球形机器人平台进行开环运动控制试验研究。仿真和试验结果表明：在考虑了摩擦因素后所建立的BYQ-3球形机器人的完整动力学模型是有效的。     

基于改进遗传算法的时间最优轨迹规划

提出一种工业机器人时间最优轨迹规划方法.将机器人关节空间的轨迹视为拟合关键点的三次样条曲线,以最优时间为目标建立最优时间轨迹规划的数学模型,同时考虑关节轨迹速度、加速度和加加速度的约束,结合目标函数值和约束条件提出一种用于进化算法的排序方法,以改进遗传算法为例优化关节空间的三次样条轨迹.应用谢菲尔德(Sheffield...     

基于C语言的平面连杆机构的运动分析

提出一种基于C语言的平面连杆机构运动分析方法，为平面连杆机构运动分析提供一条简单易行的解析途径。     

基于NB-IoT模块的机器人监控系统移动应用开发

机器人监控系统利用单片机经串口获取机器人的状态信息(角位移、角速度、角加速度、力/力矩).基于NB-IoT模块,机器人监控系统通过低功率广域网络技术将数据发送至云服务器,完成数据的存储和处理;基于C#语言开发手机移动应用,利用数据库访问技术远程获取云服务器中的机器人数据.在手机APP中实现机器人运动复现、历史数据查询和...     

新型RR-RURU踝关节康复机器人机构的设计与分析

基于无耦合RR-RURU转动并联机构设计出一种新型踝关节康复机器人。利用螺旋理论对机构进行了运动输出特性分析和自由度计算;推导出机构动平台的姿态方程和角速度方程,讨论了机构满足运动学完全各向同性的结构条件;根据机构分支运动链的运动螺旋系的线性相关性,分析了机构的运动学奇异性并给出其奇异位形;研究了机构的工作空间,得到其可达工作空间的三维图形。绘制出新型踝关节康复机器人的CAD模型,利用临床医学步态分析数据（CGA）得到其输出角位移曲线,并对其动力学进行了虚拟样机仿真。研究结果为该新型踝关节康复机器人的样机试制提供了理论基础。