二自由度七连杆机器人腿部机构优化设计

文章推导了二自由度七连杆机构运动分析计算公式,建立了七连杆机器人腿部机构优化设计的数学模型。以长半轴100mm、短半轴40mm的椭圆曲线作为机器人足端的相对理想轨迹曲线,采用遗传算法对七连杆机器人腿部机构进行了优化设计。优化的七连杆机器人腿部机构足端的实际轨迹曲线几乎与理想轨迹曲线重合,足端点的最大、最小x坐标分别为100.035,-100.036mm,最大、最小y坐标分别为40.005,-40.009mm,与理想轨迹的椭圆长轴、短轴半径的最大相对误差仅为0.036%。利用优化的七连杆机器人腿部机构,设计了6足仿真机器人,并采用UG软件对优化的七连杆机器人腿部机构和6足仿真机器人进行了运动仿真,运动仿真结果非常理想。     

基于遗传模糊算法爬壁机器人避障仿真研究

为解决爬壁机器人壁面作业过程中的避障问题,课题组提出了基于遗传算法优化的模糊控制算法.首先,建立了爬壁机器人在壁面的运动模型,求解出机器人运动学方程;利用平面栅格的方式进行描述机器人运动路径的规划;采用遗传算法对爬壁机器人模糊避障控制进行优化,并给出具体优化步骤.利用MATLAB进行仿真实验,仿真结果表明:与遗传算法进...     

仿人机器人运动数据计算与分析

仿人机器人动作设计所需的运动数据的获取,多数采用通过视频采集运动捕捉系统获取人体运动的数据,将所得数据与仿人机器人简化模型进行定向匹配,利用旋量理论中逆运动学计算求解,得到仿人机器人简化模型的关节转角运动数据,为仿人机器人仿真分析和控制提供参数。     

基于AutoCAD平台上的机器人三维仿真系统的研究

以AutoCAD作为工作平台,采用参数化三维实体造型进行机器人建模,通过VBA编程驱动机器人模型,建立了一个在AutoCAD平台上的机器人运动仿真系统的运用程序。     

可变形履带式机器人行走机构设计及运动仿真

针对移动机器人在非结构化地形环境中负载能力低、运动稳定性较差的问题,设计了一种可变形履带式机器人行走机构。该机器人采用4节履带构型,有效地增加了与地面的接触面积,从而提高了其运动稳定性。将椭圆形成原理应用于履带张紧机构的设计当中,采用双椭圆摆臂回转机构,设计可变形履带机器人模型。为了描绘机器人的越障性能,从运动学的角度分析了机器人在爬越台阶和跨越沟壑2种典型障碍的运动过程,并得出相应的越障极限参数。利用Adams建立仿真模型,对机器人的虚拟样机进行了动力学分析。仿真分析表明机器人能够翻越200 mm高的台阶和300mm宽的障碍,并得出驱动机器人运动的力矩曲线图。本研究为后续改进及优化研究提供了参考。     

一种可穿戴下肢外骨骼机器人的结构设计与仿真

针对外骨骼机器人灵活性不高、运动范围不足的问题,根据人体下肢的运动特点及骨骼结构,采用仿生学原理设计了一款具备高度灵活性且能助力人体下肢运动的下肢外骨骼机器人,并详细说明了其主要关节的机构设计原理。利用D-H参数法对下肢外骨骼机器人进行了运动学建模,并做出了正运动学求解,为机构设计提供了理论上的依据。运用SolidWorks软件对下肢外骨骼机器人进行了三维建模仿真,并将该模型导入ADAMS软件进行了运动学仿真分析。结果表明,机构模型设计合理,对实物模型的建立与控制模块的研究具有指导作用。     

工业码垛机器人动力学仿真分析与研究

针对码垛机器人的结构特点,运用凯恩法进行动力学特性的理论分析.利用INVENTOR和ADAMS软件建立码垛机器人虚拟样机模型,设计3组仿真试验,进行动力学仿真.结果证明,该新型工业码垛机器人具有良好的静态平衡性能、运动稳定性和动态响应特性,符合码垛作业的要求.     

一种搬运机器人机构的创新设计

以一种四自由度搬运机器人为研究对象,基于UG实现了该机器人零部件及其装配实体的三维参数化建模,并运用UG的二次开发工具建立机器人零件库;在建立结构运动分析方案后,实现了该机器人的运动仿真和动态特性的模拟,并对关键零件进行了有限元分析.     

食品拾放的3-PUU并联机器人轨迹规划

为使机器人能够高速精确地完成作业任务,需要对机器人的运动轨迹进行轨迹规划。主要针对三自由并联机器人在食品拾放作业中运动不平稳的问题,提出采用回旋线和圆弧线组合的方式,作为机器人运动轨迹中2段直线之间的过渡曲线,以修正梯形加速度运动规律为前提,以运动时间最优为目标,采用蚁群算法得到优化后的运动轨迹参数。运用ADAMS和MATLAB联合仿真的方式,验证优化后运动轨迹能够提高机器人的运动平稳性,减小末端执行器运动时的抖动,为机器人的运动控制研究提供理论方法及依据。     

食品分拣机器人动力学仿真

针对六自由度关节式食品分拣机器人的结构特点,运用拉格朗日法对所设计的机器人进行动力学分析。建立机器人的虚拟样机模型,并在ADAMS中对其进行刚体动力学仿真,得到各关节角度、角速度、角加速度、力矩以及功率曲线,发现该机器人具有较好的运动稳定性以及动态响应性,可为电机选型提供理论依据。采用SimDesigner,对所设计的机器人进行刚柔耦合动力学仿真,结果表明机械臂设计合理,可为食品分拣机器人的设计与改进提供指导。     

六关节工业机器人工作空间及轨迹规划仿真

利用MATLAB软件对六关节工业机器人的工作空间进行虚拟仿真分析,并推导机器人的工作空间;采用五次多项式进行插值计算对工业机器人的轨迹进行规划,并运用MATLAB软件对工业机器人轨迹规划进行仿真分析。结果表明:六关节工业机器人的工作范围基本能够满足食品包装过程中的工作需要;6个关节的运动都很平滑,各个关节的角度、速度、加速度与时间的曲线比较连续,规划路线比较合理。     

六足机器人全局运动动力学仿真

为改进所研制的六足步行机器人的机构和控制等设计,提高其步行运动的稳定性和精度,首先进行步态规划和求解各关节运动;其次将三维实体模型导入Adams软件,应用力约束建立腿与地面的动态接触碰撞模型,形成机器人的动力学全局仿真模型;然后采用HHT积分方法进行动力学仿真,对比研究了步行机器人做匀速运动和加速运动时地面对腿的冲击以及电机驱动力矩和关节约束力矩的变化情况．结果表明：采用不同的运动步态对动态性能影响较大,可以有效地改善运动稳定性．该方法对腿足式机器人设计及动态性能研究具有重要的指导意义．     

曲房轨道移动码垛机器人工作空间分析与仿真

根据曲房轨道移动码垛机器人工作情况,在运动分析与轨迹规划中要考虑机器人的工作空间。以D-H法建立机器人运动学模型,分析并求解正逆运动学方程;运用蒙特卡洛法对其进行工作空间分析,并用MATLAB对机器人正运动学方程进行求解仿真得到其末端点的集合。从仿真结果可直观地得到机器人的工作空间,为后续工作空间优化及控制系统研究提供参考。     

新型爬杆清洁机器人的设计与仿真

针对变直径杆件,设计一种爬杆清洁机器人。该机器人由上机械手、下机械手、曲柄连杆机构等组成。上机械手和下机械手分别模拟人的上肢和下肢,轮流夹紧杆体,在曲柄连杆机构的驱动下,实现机器人的攀爬运动。在机器人本体上安装有清洁刷,在机器人攀爬过程中实现自动清洁。通过控制上机械手和下机械手夹紧和松开杆体的顺序,即可实现机器人的攀爬方向。利用Solid Works对该爬杆清洁机器人的结构进行三维建模和运动仿真分析。仿真结果表明,该机器人不仅可实现变直径杆件的攀爬清洁,还可实现对杆件某一部位的反复清洁。     

小批量多品种工况下喷涂机器人位姿优化模型实验与仿真

为了使机器人在运动性能最优的状态下实现连续喷涂作业,文章从机器人运动学位形角度出发,提出一种机器人站位优化算法。该算法以机器人运动学位形范围和关节运动速度为约束条件,以工作空间灵巧性相关指标为优化目标建立机器人站位优化模型,并进行了实验与仿真。理论和实验表明:文章建立的机器人站位优化算法使机器人在喷涂连续作业的情况下避免经过奇异位形,解决小批量多品种工件的喷涂需求。     

基于工业机器人基准面移动的机械传动模拟

文章主要对基于工业机器人基准面移动的2种链式机械传动进行了模拟仿真,包括蜗杆-蜗轮传动和运动螺杆-螺母传动,利用CATIAV5软件进行仿真。     

基于ADAMS的食道诊疗胶囊驱动机器人的动力学研究

为实现消化道类疾病检查中胶囊机器人的转动、前进等复合运动的驱动,课题组提出一种驱动食道诊疗胶囊的设计方案,用于控制食道诊疗胶囊在食道内的运动和定位。首先,利用UG软件建立驱动机器人三维数字化模型;其次,利用拉格朗日法建立驱动机器人的动力学模型;将三维模型导入ADAMS软件,根据设计要求添加运动约束;最后,通过ADAMS软件完成动力学建模与仿真分析,获得驱动机器人各关节的运动特征曲线,利用ADAMS仿真分析,验证了所设计的驱动机器人具有较好的动力学特性。建立的动力学方程为后续食道诊疗胶囊的驱动控制和多物理场仿真提供了参考依据。     

基于三维虚拟环境的机器人运动学分析与轨迹规划

针对目前工业机器人在线示教的编程方式阻碍了企业效益提高的问题,基于计算机图形学自主开发一款工业机器人离线编程软件。首先建立机器人运动学模型,进行运动学分析,然后求解出高效的逆解算法。在关节空间下应用五次多项式进行轨迹规划,并且在自主开发的三维机器人离线编程软件得到应用与仿真。研究结果表明仿真的过程中轨迹非常平顺,在MATLAB中进行验证也表明关节轨迹的平顺性。本研究的运动学分析与轨迹规划通过离线编程较好地实现了机器人仿真运动,实现离线编程,从而提高了企业经济效益。     

小型袋装食品自动装箱机器人设计及运动仿真

在分析袋装食品装箱实际需求的基础上,设计了一种并联拾放机器人,确定了其性能参数和机械结构,接着对机器人空间运动轨迹进行了规划,并运用Adams软件对规划路径进行了仿真。结果表明,设计的机器人可以精准地进行抓放动作,且在规划路径中运动平稳,运动轨迹规范,满足设计要求。     

基于数字孪生技术的工业机器人离线编程

数字孪生技术用于创建物理模型的仿真数字模型,类似于使用机器人操作系统（ROS）或其他工业企业提供的软件平台来模拟机器人的操作,并将数据发送给机器人控制器,同步实际运动。目前工业机器人应用的难点之一就是轨迹编程和调试,文章通过创建一个与真实物理环境参数完全一致的三维数字模型,并进行工业机器人的离线编程,可以最大限度降低工业机器人编程调试的成本。