光伏板智能清洁机器人设计与实现

为有效解决光伏板表面灰尘覆盖问题,提高光伏电站光电转化效率,根据目前光伏板安装环境,设计一种光伏板智能清洁机器人。机器人由行走机构、清洁机构、控制模块以及各传感器组成,可在光伏板上自主进行清洁工作。对机器人的行走机构和清洁机构进行设计计算,再通过力学分析得出机器人运动稳定性条件,然后结合机器人功能对机器人的控制系统进行设计,最后制作出机器人样机。通过对机器人进行运动和清洁性能测试,此机器人可在25°以下的斜面上稳定运动,清洁机构对于浮尘或积垢类污渍都具有一定的清洁能力,且机器人可按照设计路径自主完成清洁工作。与传统清洁方式相比,在解决光伏板灰尘覆盖问题的同时,极大地降低了人工成本,减少了水资源的浪费。     

基于单目视觉的工业机器人拆垛系统设计与实验

基于单目视觉提出了工业机器人拆垛系统构想。为实现工业机器人视觉拆垛系统中机器人精确运动控制与工件位姿识别,运用D-H位移矩阵法建立了机器人运动学模型,得到机器人末端相对机器人坐标系的位姿信息。基于形状模板匹配法提出目标图像识别算法,得到各个目标图像在相机坐标系下的位姿信息;将三维视觉模型与机器人运动学模型进行信息融合,建立机器人视觉拆垛控制系统数学模型。基于CCD工业相机、4-DOF工业机器人搭建视觉定位抓取实验系统。通过对空间目标进行抓取的实验,验证基于单目视觉的工业机器人拆垛系统的正确性、精确性、鲁棒性。     

三自由度并联机器人运动学和动力学建模与仿真

为解决三自由度并联机器人运动学正解求解困难和动力学建模复杂等问题,利用一种三闭环矢量法建立并联机器人运动学模型,并且采用三球体交叉点法,对并联机器人的运动学正解问题进行分析;运用虚功原理对并联机器人进行动力学建模,使得求解和建模过程变得简单、详细和直观。在MATLAB中建立模型,并在V-REP软件中进行仿真验证,搭建物理环境,对整机系统进行试验研究,验证了运动学和动力学模型的正确性和实时性     

自主移动焊接机器人的运动学分析与建模

自主移动焊接机器人的焊枪执行机构由小车左右驱动轮和十字滑块2个运动单元组成。针对自主搭建的移动平台和二维运动平台2个结构,分别采用焊缝切线法和D-H法对其进行运动学分析,建立数学模型。利用Matlab/Simulink对模型进行了仿真,并通过试验验证了模型的正确性,同时该机器人在实际焊接过程中能够在精度范围内稳定工作。     

捡拾机器人机械手运动学分析与仿真

为解决训练场高尔夫球、网球、乒乓球等小球类物体捡拾问题,设计一种五自由度捡拾机器人机械手结构。采用D-H法建立机械手坐标系和参数表,推导出末端坐标系位姿模型,并求解出运动学逆解。运用正运动学分析求解机械手工作空间,证实其空间满足小球类物体目标工作区域。在ADAMS环境中完成虚拟样机的建立,选定目标捡拾点和放置点,根据逆运动学求解结果,对各关节设置相应驱动函数,进行实例仿真验证。结果表明:机械手活动范围在工作空间内,运动规律合理,逆运动学求解正确,能够完成小球类物体捡拾任务。     

箱型钢结构焊接机器人系统构建及运动学建模

针对箱型钢结构现场焊接施工中的自动化程度低、高空作业和接头质量稳定性不足等问题,设计了一款新型箱型钢结构全位置焊接机器人系统.在介绍机器人系统的结构设计方案和原理的基础上,根据箱型钢结构的结构特征,对其直拐角的焊接运动过程进行了详细的探讨,对其各种运动状态进行了基于Craig D-H模型的运动学建模和分析.针对焊接机器人在过渡运动过程中存在连杆偏距和关节角变量的问题,提出了一种额外引入中间坐标系的正运动学求解方法.结果表明,机器人系统的结构设计和参数选择合理,系统运动学建模及求解正确.     

基于ADAMS的四轴冲压搬运机器人的运动学分析及仿真

针对现在冲压行业升级改造的实际需求,设计开发一种灵活性高、控制简单的四轴冲压搬运机器人,利用Solidworks建立机器人实体模型;采用D-H法构建了运动学方程,对该机器人进行了运动学正解与反解;通过ADAMS软件对机器人进行了运动学仿真,规划了搬运轨迹;并通过对末端执行器X、Y、Z方向的位移、速度、加速度仿真曲线的分析与评估,验证设计的合理性,并为实现四轴冲压搬运机器人运动控制奠定了基础。     

光伏板清扫机器人电液比例位置控制系统仿真分析

以光伏板清扫机器人为研究对象,建立电液比例位置控制系统数学模型,利用仿真工具Simulink对原设计系统和PID校正后系统进行仿真分析。结果表明,校正后的系统响应速度和稳定精度得到了很大的改善,经校正后,该系统能较好地满足清扫机器人性能要求。     

拆解机工作装置运动学分析与仿真

以拆解机为研究对象,利用D-H方法对拆解机工作装置进行运动学数学建模,获得相应的正向运动学方程,结合蒙特卡罗法在MATLAB中进行仿真,得到拆解机工作空间模拟图,明确运动过程中的极限位置及其与拆解机各部件尺寸的关系。建立拆解机工作装置虚拟样机模型,利用ADAMS软件对结构进行运动仿真,得到工作装置运动过程中的空间轨迹仿真曲线。与MATLAB中的工作空间模拟图进行对比后可知,两者基本一致。分析结果表明:应用D-H坐标系及蒙特卡罗法对拆解机进行运动学分析和仿真,能够在得到的结果具有一定正确性的同时提高设计效率,为拆解机实际应用提供参考。     

一种搬运机器人运动学仿真分析和实际应用

采用D-H方法建立了一种搬运机器人的连杆坐标系,详细求解了其运动学正解问题,通过ADAMS对该搬运机器人运动仿真分析,得到了机器人末端位置点的位移和角度,证明了其运动学模型的正确性;同时利用ADAMS对搬运机器人在实际应用中进行空间轨迹规划,指导现场调试,节约了现场调试时间。该搬运机器人解决了实际生产中对一定规格的重物以及有害物质搬运难的问题,从而提高了生产效率。     

重箱转载机械臂的运动学建模与仿真

以QY-7t型重箱转载机械臂为研究对象,绘制了其三维结构图,阐释了各关节的运动特点,基于标准的D-H参数建模法确定了各关节坐标系及参数表,建立了机械臂的正运动学数学模型及仿真模型,并对模型进行了数值验证。在此基础上,应用MATLAB/Robotics工具箱进行了运动学仿真,结果表明:该机械臂结构参数设计的合理性,各关节在运动过程中并无冲击、骤变等现象。     

六自由度机器人的运动学分析及码垛轨迹规划

现如今生产过程中的码垛场景多为专用的四自由度码垛机器人,通用性和灵活性较差。为提高码垛过程中机器人的通用性和灵活性,实现六自由度串联机器人的码垛,根据改进D-H法,在UR5机器人各关节末端建立固连坐标系,推导出UR5的正运动学变换矩阵及逆运动学各关节表达式。使用梯形速度控制,确定了码垛过程中直线轨迹部分的运动规律,得到了码垛过程中圆弧轨迹部分的坐标转换关系及机器人末端运动过程。在空间中规划出码垛时机器人末端轨迹,并进行仿真。绘制了各关节运动曲线,表明机器人在码垛过程中轨迹平滑,运行平稳,对六自由度串联机器人的码垛研究具有参考意义。     

六自由度并联机器人运动学分析和计算

六自由度并联机器人的运动学分析是确定系统结构参数、作动器结构形式及其运动参数、选择伺服阀、确定系统流量的前提。本文根据并联机器人机构学原理，建立了系统运动的物理模型和数学模型，应用矩阵分析方法，完成了运动学分析和计算。文中最后以教学实验台为例，详细地论述了运动学的分析和计算方法，并根据计算结果，得到了作动器的行程、速度和加速度在不同运动姿态时的变化规律。     

基于MATLAB的KUKA焊接机器人轨迹规划与运动学仿真

在工业机器人的应用控制中,其作业轨迹的规划是系统设计的关键内容,为了使焊接机器人能根据设定的轨迹和速度进行高效施焊,以KUKA KR10 R1420型工业机器人为研究对象并分析其结构,采用D-H参数法建立各杆件坐标系,通过齐次变换矩阵建立机器人运动学方程。利用MATLAB机器人工具箱构建KR10 R1420型工业机器人的数学模型,并进行了轨迹规划和运动学仿真,获得平稳且连续的末端执行器轨迹和各关节的角度、角速度、角加速度变化曲线,仿真结果验证了所建KR10 R1420型工业机器人运动学模型的正确性和合理性,为焊接机器人在复杂环境中的轨迹规划提供了可供参考的方案。     

基于液压驱动的清污机器人控制方法研究北大核心

针对水利设施中传统清污机清污效果较差的现状,设计一款液压驱动的清污机器人,用于拦污栅上污物的清理和拦污栅前污物的抓取。分析了清污机器人三自由度串联结构,采用几何法求解其运动学,得到各关节液压缸与末端位姿的非线性关系。根据清污机器人在清污过程中路径重复的特点,设计液压伺服驱动控制器。采用速度前馈控制方法,系统能够快速跟踪规划的轨迹;为减小位置误差,加入位置反馈控制方法。结果表明:所设计的清污机器人各个液压缸响应速度较快,位置精度较高。     

D-H法在五轴机床运动学建模中的应用

以双转台五轴机床为例,推广应用机器人学中经典的D-H法,建立运动学数学模型,较为系统地求解五轴联动机床运动学正、逆问题,并以涡轮叶片加工为例成功地进行了仿真验证.该方法具有意义明确,方法简便,易于理解和使用的特点,为自主开发多轴联动加工、测量设备提供了有力工具.