KUKA KR6机器人的运动学分析与仿真

为研究KUKA机器人的运动情况,讨论了机器人的运动学问题,建立了KUKA KR6机器人坐标系。采用改进的D-H法,确定机器人的连杆运动参数,对机器人的正、逆运动学问题进行分析。利用MATLAB的Robotics Toolbox模块建立机器人模型,完成了KUKA KR6机器人的运动学仿真。通过对空间轨迹仿真,分析了机器人运动过程中的关节稳定性,如位移、速度、加速度变化等。KUKA KR6机器人的运动学分析与仿真,为机器人焊接系统的马鞍形焊缝焊接提供了理论基础。     

基于ADAMS的弧焊机器人运动仿真

机器人三维运动仿真是当前机器人研究领域中重要的研究方向之一。采用CAD软件Pro/E和机械系统动力学仿真软件ADAMS,对德国CLOOS公司生产的76AW型弧焊机器人建立了三维运动仿真模型。采用Denavit-Hartenberg方法建立了连杆坐标系下的机器人运动学模型,并采用Matlab编写了运动学正、逆解的程序。详细阐述了模型的建立方法及具体过程,实现了在ADAMS环境下的机器人焊缝路径的运动仿真。为机器人动力学及离线编程技术的研究提供了基础。     

仿人机器人7DOF腿部的运动分析与仿真

传统的6自由度腿部逆运动学求解可以得到唯一解,仿人机器人7自由度腿部由于冗余自由度的存在,其逆运动学求解比6自由度腿部更难.本文采用D-H方法对现有的仿人机器人7自由度的下肢进行运动学建模与分析,用位姿分离法求解步行运动中的逆运动学解,在LMS Virtual.Lab仿真平台上仿真,为解决机器人的动力学问题做必要的准备.     

弧焊机器人焊接马鞍型焊缝运动过程仿真

本文针对Motoman-UP6型弧焊机器人,通过分析各连杆臂和关节轴的结构特点,利用修正后的Denait-Hartenberg(D-H)参数法对该机器人结构进行定义,然后建立相邻连杆坐标系间的齐次变换矩阵,从而构建了机器人运动学方程。利用Matlab完成了垂直相交两圆管马鞍型焊缝坐标系建立以及焊接机器人逆运动学解的实现,并利用Solidworks Motion对机器人焊接相贯线焊缝进行运动仿真模拟,最后得到了理想的相贯线焊缝轨迹。     

一种六轴机器人的三维可视化仿真程序设计

针对AUBO-I5型协作机器人,进行三维可视化仿真程序设计。首先根据机器人的结构特点,建立机器人D-H坐标系,进行机器人的正逆运动学分析,得到机器人正逆解的求解算法;基于“行程最短”准则获取机器人的运动最优解;利用Solidworks创建机器人三维模型,通过C++编程软件和OpenGL图形库搭建机器人的三维可视化仿真环境。仿真程序能直接观测到机器人的运行状况,同时能通过TCP连接机器人进行仿真示教,并通过仿真结果和示教实验,验证了所提出机器人运动学算法的正确性。     

STEP-SA1400型机器人运动学建模与仿真

根据STEP-SA1400型工业机器人的具体结构特点,建立了机器人的运动学方程,使用只需一次矩阵逆乘的逆解方法,求出逆解。与常规求解方法相比,此方法减少了多次矩阵逆乘带来的计算量。在解的表达式中,采用双变量正切函数以避免解的丢失。针对多重解问题,采用"最短行程"原则,选取与当前关节角度值的欧氏距离较小的解作为逆解结果。最后,使用MATLAB编写程序,对文中推导出的方程进行验证与仿真,实验结果证明了解的准确性和可行性。对该型机器人的运动学分析与仿真为其后的离线编程、轨迹规划等打下了基础,同时,文中的方法与思想也适用于其他关节型机器人。     

面向冗余机器人实时控制的逆运动学求解有效方法

针对7自由度冗余机器人实时运动控制,对机器人逆运动学提出了一种新的求解方法.采用位姿分解方式,使7自由度冗余机器人逆运动学简化为4自由度位置逆运动学求解.在梯度投影法得到位置优化解的基础上,利用机器人封闭解公式求得一组优化解.通过对7自由度机器人仿真分析,表明了该方法的有效性.     

基于SCARA机器人的动力学逆解算法设计及应用

SCARA机器人是一种由三个自由度组成的平面关节型机器人,它的主要作用是可以完成精密仪器和物体的搬运及移动。由于体积小、传动原理简单,被广泛运用于电子电气业,家用电器业,精密机械等领域。本文通过对机器人结构的分析,建立了运动学模型,采用D-H法建立的SCAR A机器人的坐标系,推导出该机器人的运动学方程,进一步得到位置逆解的计算公式。     

新型六自由度机械臂的运动学分析与仿真验证

针对新型机器人六自由度机械臂的构型特点,采用传统的D-H法建立机械臂的连杆坐标系和运动学方程.在此基础上对传统的逆运动学求解的解析法进行改进,对得到的多组解采用能耗最小原则进行优化得出最适合的一组解.用MTALAB/SIMULINK搭建仿真模型,验证所得结果的正确性并分析所得结果的误差,仿真结果表明针对于此种构型机械臂的逆运动学求解,该方法无误差、耗能小,为类似构型的机械臂逆运动学求解提供了思路.     

基于6DOF机器人的能耗最优轨迹规划

为研究MOTOMAN-UP6机器人的运动学和轨迹规划,该文采用标准D-H建模方法对该机器人进行运动学建模。基于该机器人的特性,采用了一种可易编程的位姿分离法进行逆运动学分析;因逆解的不唯一性,为使得轨迹的能耗最优,提出关节加权系数对轨迹点之间的关节变量进行处理后,得到最优轨迹;同时为减少机器人在运行中的冲击和振动,采用七次多项式对最优轨迹进行轨迹规划,得到了机器人各关节下的位移、速度、加速度、冲击的仿真曲线,曲线光滑且连续,同时也表明了在关节冲击方面优于五次多项式的规划。     

一种协作型机器人运动性能分析与仿真

随着制造模式的变革,协作型机器人在工业领域的应用日益广泛。本文介绍了协作型机器人的特性,并且以KUKA LBR iiwa机器人为例,进行运动性能分析,旨在为研发此类机器人提供设计理论依据。利用Denavit-Hartenberg法建立了该机器人运动学模型。基于蒙特卡洛法在MATLAB环境下对机器人灵活性和可操作性进行分析,并对其在狭小空间内作业进行轨迹规划,仿真结果表明LBR iiwa机器人具有良好的灵活性、可操作性及避障能力。     

连续型同心管机器人正运动学快速求解方法

针对可在受限环境中灵活运动的连续型同心管机器人传统正运动学方法计算时间较长,不利于机器人实时运行的问题,本文提出了基于机器人几何学的同心管机器人正运动学快速求解方法,能够在精度损失有限的情况下,提高正运动学模型的计算效率.先根据Cosserat杆模型对同心管机器人进行建模,再利用李代数理论建立了机器人空间位置和曲率的关系式,并结合提出的正运动学方法,对机器人进行了基于逆运动学的开环控制实验.最后通过3管机器人的仿真和实物实验验证了本文所提方法的快速性和有效性.     

基于测距传感器的焊缝位置检测方法与实现

焊缝跟踪技术是焊接自动化领域一项重点研究内容,可以分为前置焊缝寻位和实时焊缝跟踪。提出了一种前置焊缝寻位方法:在焊枪夹具上安装激光测距传感器,介绍了激光测距传感器的选型和接入机器人控制系统的方法,建立了光点位置和焊枪TCP位置的转换的模型,描述了基于边缘检测的焊缝寻位过程。最后,以KUKA弧焊机器人系统为平台搭建实验系统,测试了所提出的方法。实验表明,该方法可以成功纠正出因工件加工、拼接、装夹和焊接热变形等因素导致的焊缝位置偏移;较之原有的接触寻位法,提高了寻位效率,且易于实现。     

用于机器人逆运动学分析的几何法及应用

本文采用几何法来分析机器人逆运动学问题,将常见的工业机器人机构分为两级来考虑,避免了常用的雅可比逆阵求解机器人逆运动学问题的复杂性.利用文中所述的方法,通过一个喷漆机器人运动学建模说明了采用此方法的优越性.     

三维虚拟机器人运动仿真系统设计

通过对三维虚拟机器人运动仿真系统的发展进行介绍和分析, 描述了基于零件拼装的三维虚拟机器人运动仿真的有效方法。针对三维虚拟机器人零件结构特点和拼装功能, 对虚拟机器人零件的图形建模方法、虚拟机器人运动及传感器功能仿真进行了分析设计, 重点分析了运动仿真过程的设计方法。实验结果表明, 系统能够很好地遵循物理特性实现虚拟机器人的运动仿真, 且性能较优。     

Efficiency evaluation of robots in machining applications using industrial performance measure

The paper is devoted to the robotic based machining. The main focus is made on robot accuracy in milling operation and evaluation robot capacity to perform the task with desired precision. Particular attention is paid to the proper modeling of manipulator stiffness properties and the cutting force estimation. In contrast to other works, the robot performance is evaluated using the circularity norm that evaluates the contortion degree of the benchmark circle to be machined. The developed approach is applied to five industrial robots of KUKA family, which have been ranked for several machining tasks. The validity of the proposed technique was confirmed by experimental study dealing with robot-based machining of circular grooves for several workpiece samples and different locations.     

基于激光雷达的挖掘机器人回转避障研究

针对挖掘机器人在回转过程中易发生事故的现象,提出了工作装置回转避障方法.通过分析挖掘机器人工作装置的运动特性,结合运动学建立了挖掘机器人的运动学模型.利用安装在挖掘机器人两侧的激光雷达对作业环境进行识别,根据识别的障碍物求解可行域,并通过避障算法控制挖掘机器人避开障碍物.实验结果表明:挖掘机器人能安全避开障碍物,证明了方法的可行性.     

医用机器人运动学参数最优化设计

提出了一种实用的医用机器人运动学参数误差的优化补偿方法．采用D-H方法建立起机器人连杆坐标系．在运动学分析和模型变换的基础上，运用数值优化技术建立了机器人运动学参数的误差方程，实现了运动学参数的优化设计，有效提高了机器人的重复定位精度．以仿真和实验验证的方式对优化结果进行了分析．     

3-RRRT并联机器人位置正向求解研究

研究一种3-RRRT型并联机器人机构的运动学正向求解方法。根据3-RRRT型并联机器人机构特点以及关节运动的取值范围,提出了以并联机器人支链中支杆的方向余弦和动平台绝对位置坐标为系统的广义坐标的方法,并详细地推导了3-RRRT型并联机器人运动学模型,通过进一步消除中间变量的方法最终获得了易于正、逆运动学求解的只包含3个驱动关节坐标与动平台3个绝对位置坐标的约束方程组。最后,运用基于Moore—Penwse广义逆的牛顿迭代格式编制了MATLAB运动学正向求解程序,并进行了运动学正向求解数值仿真,结果表明求解程序快速有效。     

八足步行机器人参数的仿真计算

通过对八足步行机器人的研究,希望建立一个对复杂地形高度适应、有一定承载能力的步行机器人平台。该机器人在行走过程中,摆动腿为串联结构,而支撑腿则与地面、躯体形成具有冗余输入的多环并联机构,由于分析困难,因此借助先进的动力学仿真软件ADANS对其进行仿真计算。该文在八足步行机器人初始结构参数基础上,建立了三维机器人仿真模型,以灵活度为评价指标对机器人结构进行优化,并对优化后的模型作了运动学仿真分析,最后关于角度值的测量对原理样机的控制起到指导作用。研究表明ADAMS／VIEW模块可以方便、直观、准确地计算步行机器人运动情况。