六自由度机械臂运动学及工作空间分析

建立了一种用于危险作业条件下的六自由度机械臂模型,根据D-H方法建立了其数学模型,并进行正向运动学分析,通过计算和仿真,验证了所建运动学方程的正确性。通过采用蒙特卡洛法分析该机械臂的工作空间,利用Matlab对机械臂工作域进行求解,给出了机械臂末端的工作空间点云图。通过机械臂运动过程中基座的受力分析,结果表明:末端执行器移动速度越快,基座承受的力矩越大;各个关节角速度和末端执行器移动速度对力矩曲线的平稳性影响明显,且基本成正比;在末端执行器位移方向改变处,基座所受力矩最大。     

液压支架油缸内壁缺陷修复机械臂的运动学分析与仿真

针对矿用液压支架油缸内壁局部缺陷修复,设计一种能深入液压支架油缸筒内进行内壁修复的焊接机械臂。基于改进D-H参数建模方法,对设计的内表面修复焊接机械臂进行运动学建模,并求解了内表面修复焊接机械臂的正、逆运动学。借助MATLAB软件,采用蒙特卡洛法,对该焊接机械臂的有效工作空间进行了仿真分析,利用Robotics Toolbox工具箱对油缸内壁缺陷修复机械臂进行关节轨迹规划,通过仿真得到各关节的角位移、角速度、角加速度曲线。仿真结果表明：该机械臂运行平稳,轨迹连续,满足运动学要求。     

液压支架顶梁焊接机械臂的运动学分析与仿真

针对液压支架顶梁焊接过程中焊接工艺不完善、焊接难度大的现状,设计一种五自由度焊接机械臂,以保证顶梁的焊接效率和质量。基于改进D-H参数建模方法,对顶梁焊接机械臂进行正、逆运动学分析求解;采用蒙特卡罗法对液压支架顶梁焊接机械臂的有效工作空间进行分析;使用MATLAB中Robotics Toolbox工具箱对焊接机械臂进行建模和轨迹规划分析和仿真,得到各关节的角位移、角速度以及角加速度曲线;使用Adams得到机械臂的实时跟踪轨迹,经验证可知MATLAB的轨迹规划是正确的。分析仿真结果可得,设计的顶梁焊接机械臂轨迹平稳并连续,满足运动学要求,为后续顶梁焊接机械臂的动静力学分析和优化设计以及运动控制奠定了基础。     

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。     

混凝土水力破拆机械臂运动学分析及仿真

以混凝土水力破拆机械臂为研究目标,运用D-H法建立机械臂各连杆坐标系模型,并进行对机械臂运动学分析,验证了运动学模型的正确性;在ADAMS中,按顺序控制对机械臂模型进行运动学仿真分析,得到了机械臂最大破拆高度、最大横向破拆宽度、最大破拆深度、运动包络图和喷枪末端的位移曲线,为机械臂的轨迹规划和控制提供了理论依据。     

自动充电机械臂运动学分析与样机试验

为了解决电动汽车自动充电过程中机械臂运动的稳定性以及定位精度的问题,利用ADAMS仿真软件对所设计的机械臂进行运动学仿真;根据D-H方法建立了机械臂运动学模型,通过蒙特卡洛方法分析了该机械臂的工作空间,利用MATLAB对机械臂工作空间进行求解,得到自动充电机械臂末端工作空间点云图。根据所设计的机械臂进行样机研制,并进行机械臂样机试验。结果表明,自动充电机械臂结构可行,运动合理,能够满足自动充电工作时的功能需求。该文的研究为机械臂的优化设计与运动控制提供了参考。     

基于液压马达驱动的6R排爆机械臂结构设计与运动学分析

针对液压马达驱动的排爆机械臂在特种环境下工作,根据其工作过程中存在灵活性差、精确度低的问题,提出基于液压马达驱动的六自由度旋转机械臂,满足在复杂工况下的工作要求。通过建立机械臂的D-H坐标系和三维模型,根据D-H坐标系建立原则,理论推导出运动学方程,得出机械臂连杆末端位姿与各关节角度的关系,同时联合MATLAB和Adams进行正运动学和逆运动学仿真,得出各关节角度变化曲线和末端位移变化曲线。结果表明:6R机械臂机械结构设计可靠、运动学理论方程正确,满足机械臂末端的空间坐标(单位为mm)从(-160,410, 740)移动到(-502,-160,362)的位置要求。     

QY 7t型重箱转载机械臂的运动学求解与分析

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,推导了机械臂的正、逆运动学方程,列示了逆解唯一性的程序求解原理图,并结合所建立的运动学方程,验证了机械臂末端位置能够满足其作业要求。     

偏置式空间机械臂关节角参数化逆运动学求解

针对偏置式空间7自由度(DOF)冗余机械臂,提出了一种基于关节角参数化的运动学求解方法。根据空间机械臂的结构特点对其臂型进行了分析,采用D-H(Denavit-Hartenberg)法建立空间机械臂坐标系。采用D-H法对空间机械臂操作空间进行了描述,在考虑运动学约束的基础上,得到了以关节角为变量的正运动学模型。通过分析逆运动学模型的可解性,采用矩阵逆乘的解析法求解了该类机械臂逆运动学的完整解析解。在Matlab环境下,使用Matlab Robotic Tools对机械臂的初始姿态进行了仿真。通过给定的机械臂末端位姿,根据推导的逆运动学算法对空间机械臂各个关节的角度进行了求解。机器臂的运动学逆解算将作为机器臂运动规划和轨迹控制的基础。     

6自由度3P3R温室服务机械臂运动学分析

应用Lie群知识和旋量理论等现代数学工具,描述了机械臂的刚体运动及传递关系。通过指数积公式与关节旋量建立了串联构型机械臂的运动学模型,分析了运动学正解与逆解,并以某型6自由度3P3R温室服务机械臂为例,对运动学算法进行了验证。基于旋量与指数积的运动学算法与D-H参数法等效,但相比之下,几何与物理意义明确,计算过程更简单且无奇异性,更适合机械臂运动控制系统设计需要。     

基于SimulationX的泵车臂架液压系统建模与仿真

混凝土泵车臂架液压系统作为泵车三大液压系统之一,且具有势能可回收性,为了研究其势能的回收,有必要对其臂架液压系统进行精确的建模与仿真分析。作者根据某型混凝土泵车的臂架液压系统原理图,通过多学科领域建模、仿真与分析软件SimulationX建立了臂架液压系统的仿真模型,并对系统进行了时域动态仿真分析。结果表明:此负载敏感系统简单、可靠,运行状况良好,符合后续研究势能回收所具备的所有要求。     

液压挖掘机工作装置动力学分析与仿真研究

应用机器人学理论,建立了三自由度液压挖掘机工作装置的运动学和拉格朗日动力学模型,得出了工作装置关节转矩与铲斗末端位置、速度和加速度之间的关系,并用Matlab对末端沿直线轨迹运动时的动力学进行了仿真。研究结果可以用于挖掘机工作装置的轨迹规划和运动控制。     

液压缸双梁铰接式剪叉机构动力学及运动学分析

对液压缸双梁铰接式剪叉机构进行动力学及运动学分析,推导出液压缸活塞运动速度与剪叉机构升降平台速度的关系式及活塞推力与机构载荷的关系式,并根据实例计算结果描绘出恒定载荷下活塞推力与剪叉机构升降平台速度随平台起升高度变化曲线,为液压系统流量、压力的确定以及液压缸优化布置提供了理论依据。     

超声波自动烫钻机送钻机械手运动学仿真分析

为了解决全自动超声波烫钻机机头送钻机械手存在振动大、冲击强、速度不可控、平稳性差的问题,优化设计一套基于曲柄摇块式自动送钻机械手机构。借助ADAMS软件对江门某公司研发的全自动超声波烫钻机的机头机械手进行了运动学建模、仿真分析,获得了位移、速度、加速度在各时间段内的变化情况,并对自动送钻机械手机构进行了分析,评估了该机构的合理性和可靠性。结果表明:该机械手可以在保证性能的前提下,控制速度、振动、冲击、平稳性在合理范围内变化,且变化随周期的增加,变得越来越理想,可以满足烫钻粘接的要求。     

平面二自由度并联机构的运动学和动力学研究

为了满足发光二极管电子封装设备的高速高精要求,设计出了二自由度平面并联机构(2-PPa并联机构)。该机构由一个动平台和两个对称分布的结构完全相同的支链组成,每个支链中都有一个移动副(驱动关节)和一个由平面平行四边形组成的特殊移动副。推导出该机构的运动学模型,根据性能指标确定其设计参数,并基于Euler-Lagrange方程建立该机构的动力学模型,最后通过算例仿真并分析了动平台按照一定轨迹规划运动时,两个移动副速度、加速度和驱动力的变化规律。结果表明:速度变化过程中,两个移动副的加速度和驱动力都较大,其方向相互对应。     

基于AMESim的液压挖掘机LUDV系统仿真分析

负载独立流量分配(LUDV)因其抗流量饱和及节能广泛应用在液压挖掘机上,但因阀口开启或负载交替变换成为系统最高压力时,会产生一定的液压冲击。针对这一问题,分析LUDV控制原理,并根据LUDV系统以AMESim为平台建立模型,给定交替变化负载信号,对多路阀、补偿阀进出口压力流量特性进行仿真分析。结果表明:建立的模型是正确的;适当增加压力补偿阀弹簧刚度、适当减小补偿阀阀芯最大位移及适当扩大节流口直径可减弱液压冲击,提升系统的稳定性。     

打桩锤液压系统的设计及动态仿真

液压打桩锤是一种新型打桩设备。设计出这种桩锤的新型液压系统，建立系统的数学模型，并运用Matlab 6．1软件里的Simulink工具箱在计算机上进行数值仿真求解，绘出相应曲线图，从理论上对该系统进行研究。     

钢包长水口机械手液压系统故障分析与处理

分析连铸机钢包长水口机械手液压系统的工作原理,针对该液压系统长水口机械手悬臂在工作中出现的下滑故障现象进行了分析及处理,很好地解决了设备上的难题,确保浇钢作业安全。