一种选择性柔性五自由度机器人的运动学分析

介绍一种新的选择性柔性五自由度机器人,以D-H矩阵为基础建立了机器人的运动学方程,利用代数解法直接推导出逆运动学的解。进行Matlab数值仿真求解出机器人的可达工作空间,进行ADAMS仿真,给出机器人末端执行器中心在x,y,z轴的位移、速度、加速度曲线,利用所测数据证明推导的运动学方程正确性。仿真结果表明,机器臂可平稳安全到达工作空间内指定位置,从而验证结构设计的合理性,为后续结构优化和运动控制提供依据。     

串联式结构机器人逆运动学的求解分析

针对机器人逆运动学的封闭求解和数值求解法,以5自由度串联式机器人HC5R为例,简要阐述了HC5R的传统封闭求解法,详细推导一种基于正运动学的雅克比矩阵迭代数值求解法,最后运用这2种方法分别对HC5R机器人可达空间中的3个目标点T1、T2、T3进行逆运动学求解。得出结论:数值求解法相对封闭求解更具通用性,但迭代过程运算复杂,需占用较多的计算资源,所以其用时很长,且所求解为唯一解;相比之下,实际工程中都会针对具体结构,采用求解更快速的封闭解法,并且能够求解出所有满足条件的解。     

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。     

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.     

基于雷塞控制系统的五轴焊接机器人的运动学建模与分析

基于雷塞控制系统的五轴焊接机器人可以完成焊接工业中的各种焊接任务(如电弧焊、直角焊),焊接时振动小,焊接精度高.建立了该焊接机器人的D-H连杆坐标系,求解出了其运动学正逆解,使用Matlab中的Robotics工具箱对正逆解进行了验证;使用蒙特卡罗法计算了该机器人的可达空间.对机器人的硬件控制系统进行了较为详细的总结,...     

大型喷浆机器人的运动学逆问题研究

机器人的运动学逆解对于控制机器人的末端位姿极为重要。大型喷浆机器人结构上不存在闭链问题,但关节数较多。对现有逆解求解方法进行了对比研究,使用D-H方法建立大型喷浆机器人的杆件坐标系并得到其运动学正解,使用代数法求解其运动学逆解,并用对分法求解一元四次方程,最终求出了喷浆机器人的全部运动学逆解。对逆解方程进行了验证,验证结果表明了算法的正确性。     

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。     

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。     

一种简化的机器人运动学分析方法及其仿真研究

Pb-211是一种用于喷漆、装配、绘画和教学研究的6自由度液压机器人。本文为其建立了D—H坐标系,并对其进行了正向运动学分析,采用Ulrich二步迭代法和Paul变量分离法相结合的方法解决了逆运动学的问题,建立了典型关节型机器人的正、逆向运动学求解算法,这种方法可简化解析计算,加快迭代速度,同时求得的解具有实用性,可用于实时控制。仿真研究证实了以上结论。     

机器人运动学逆解及奇异和多解的处理

针对后3个关节轴线相交于一点的6R工业机器人,提出一种有别于传统方法的位姿分离逆解算法,对逆解涉及的奇异和多解处理也做了详细分析,并仿真验证了该算法的正确性。该算法完全避免了矩阵求逆的运算,因此比一般的解析算法更加简单高效,便于实时控制。     

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 SPS并联机构的运动学仿真与分析

位置正解求解是6-SPS并联机构运动学计算的难点,为方便确定位置正解,在ADAMS环境中为6-SPS并联机构的动平台添加一个初始多自由度驱动,进行运动学仿真。得出仿真位置逆解,并在MATLAB环境中求得理论位置逆解,验证了仿真位置逆解的正确性。将仿真位置逆解作为输入参数驱动此并联机构,得到其位置正解,结果表明:位置正解与初始多自由度驱动的值吻合,说明所得位置正解正确。表明运用上述方法可简单方便地计算出6-SPS并联机构所需的正解,可为此类机构位置正解的求解与控制提供参考。     

一种新型5轴执行机构末端定位算法

针对一种5轴执行机构末端建立二维、三维的定位模型,使之定位到给定目标点处。采用向量积方法确定关节实际旋转角度的取值范围。二维模型中,分别旋转大臂、小臂和腕部关节点,进行二维平面定位;三维模型中,分别旋转腰部、大臂、小臂和腕部关节点,进行三维空间定位。逆运动学求解时,对大臂俯仰角度进行迭代,解出所有的有效解,并用正运动学分析方法对所有解进行验算。按照执行机构运行效率最高原则,从所有有效解中计算最优解。最后,给出二维模型和三维模型最优解的各关节点运动轨迹、各关节点角度-时间关系曲线。仿真结果表明:定位精度在毫米级,能够满足定位需求。     

基于MATLAB的采摘机器人运动特性分析与仿真研究

以RB03型六自由度机器人为研究对象,将其应用于农业果蔬的自动化采摘领域。利用D-H法建立关节坐标系统,确定连杆参数,推导出运动学方程,并求解运动学正解和逆解。在MATLAB软件的Robotics Toolbox平台下,进行运动学建模与仿真,验证了求解过程的正确性,运用蒙特卡洛法生成该机器人在关节允许范围内的工作空间云图,分析其在空间运动的极限位置。仿真结果表明:该机器人结构设计合理,满足工作要求,并为后续的运动控制和路径规划提供了依据。     

型交叉杆并联机床运动学分析

研究了一种特殊构型6 UPS并联机床的运动学。根据机床实物建立虚拟样机模型,并用李群李代数理论对其位姿变换进行描述;采用旋量理论对该机床的自由度进行了分析;在运动学反解的基础上,求解了其工作空间形状,描述了其可加工几何范围;在运动学模型的基础上,采用四元素法和广义逆对其位置正解进行了研究,得到唯一正解;通过虚拟样机仿真,分析了该机床的位置正反解过程、速度雅克比矩阵、电机驱动函数以及几何约束条件等,为进一步研究其运动性能和运动控制提供了参考。     

3-DOF混联机构的动力学建模与仿真分析

提出一种新型三自由度混联机构,运用螺旋理论分析了该机构的机构学原理,计算了机构自由度。以多刚体系统动力学理论为基础,建立了该并联机构的多体系统动力学模型,在此基础上开展了该机构正向运动学、逆向运动学及动力学的仿真研究。结果表明:在所设计的的构型及尺度下,机构存在非线性的输入输出关系;在Z轴方向一定的情形下,X方向最大运行角度为-15°,Y方向最大运行角度为-17°;从机构的加速度及速度运动曲线来看,机构不存在明显的刚性冲击。     

双平行四边形码垛机器人的运动学分析及功能研究

针对四自由度平行四边形码垛机器人,提出了一种几何的运动学算法,该算法简单、计算量小、便于实时控制,并实现了码垛与拆跺的功能设计,满足实际工程中的需要。该算法已成功应用于公司生产的多款码垛机器人产品,获得了满意的效果。     

三自由度Delta机器人的奇异性分析及空间研究

在工作过程中,为了得到Delta机器人的最优运动轨迹,需要对其奇异性和工作空间进行深入研究。为此,建立Delta机器人的正向运动学数学模型,基于机器人的正向运动学数学模型采用偏微分的方法建立了机器人的雅可比矩阵,以雅可比矩阵为依据分析了Delta机器人存在的运动学奇异位形。同时分析了影响Delta机器人工作空间的约束条件如电机的转动范围、球关节的旋转范围等,利用Matlab软件并基于机器人的正向运动学数学模型,求解出机器人在定平台上执行器的工作空间三维图。机器人的奇异性和空间分析结果,将为设计出无奇异性的轨迹提供理论依据。