钢丝绳传动四自由度机械臂的机构设计

提出一种用于物流系统的四自由度机械臂解决方案,并对该机械臂的工作原理和具体设计进行了详细讨论.该机械臂主要由一种简洁高效的钢丝绳传动机构构成,它将驱动装置安装到远离相关关节的基座上,使得整个机械臂的结构紧凑、整洁,在减轻机械臂整体重量的同时提高了对外做功的能力.此外,还设计了一种简单并易于操作的张紧力调节装置,可以确保钢丝绳处于充分的张紧状态,从而克服了钢丝绳传动精度不高的问题.     

模架式关节型机械操作臂的设计研究

根据轴孔装配机器人对机械操作臂的基本要求,在对机械操作臂传动机构进行分析的基础上,运用模块化设计思想对关节型机械操作臂进行模块化设计探讨,并简要介绍了其设计过程和结果。     

排爆机器人五自由度操作臂动力学分析

结合排爆机器人的研制,针对安装于排爆机器人移动平台上的五自由度操作臂实际结构,首先测算出操作臂的惯性参数,并由此建立动力学模型,推导出拉格朗日动力学方程和参数;然后模拟排爆抓取任务,规划了操作臂各关节三段式五阶多项式运动规律,由动力学方程仿真求得各关节电机的力矩变化规律,并结合电机性能参数验证了运动规划的合理性。     

四自由度机械臂的轨迹仿真研究

为了研究四自由度机械臂的仿真轨迹,利用MATLAB建立笛卡尔坐标系,设置了四自由度机械臂的运动轨迹,利用五次差值多项式进行路径规划。将得到的仿真数据导出添加到动力学分析软件ADAMS中进行运动学分析,运动轨迹与设计基本一致,达到了预期效果,并得到每个轴所受力矩变量随着时间的变化规律,实验结果证明机械臂能够根据设定轨迹平稳地进行运动。     

基于LabVIEW的四自由度机械臂运动控制系统设计

采用NI公司的LabVIEW8.2作为开发平台,通过ADLINK支持LabVIEW的PCI-8134四轴运动控制卡,以及PCI-9114DG数字输入输出与模拟输入接口,来实现对于机械臂4个自由度的驱动控制,短期内实现四自由度机械臂(3台交流伺服电机、1台微型直流电机)的变参数同步运动控制,为钢丝传动机构的控制提供应用解决方案.     

一种新型四自由度混联机器人的设计与分析

通过对机器人串并联结构的分析,设计了一种新型的四自由度混联机器人,克服了同类机器人腕部俯仰电机不容易被安放在机架上的困难。将控制电机都设计在机架上,大小臂电机不同轴,腕部俯仰电机与大臂电机同轴,通过一种双平行四边形机构实现腕部俯仰动作,结构简单、俯仰角容易控制,俯仰运动不受大小臂运动的影响而发生牵连运动。腕部俯仰驱动的传动件为连杆,与大小臂以并联的形式进行连接,对机器人模型进行静力学分析,分析结果表明这种腕部俯仰机构能够提高机械臂的抗弯刚度。     

四自由度机械臂运动学分析及Matlab仿真

针对开发的两轴平行两轴耦合特点的四自由度机械臂UsstRobot提出一种改进的代数解法,采用Denavit-Hartenberg方法建立以关节角为变量的机械臂运动学模型,运用矩阵逆乘的方法分离变量,求得了运动学正解和逆解;采用三次多项式插值的方法对机械臂轨进行规划,将运动学解导入Matlab Robotics Tool仿真,得到各关节角度及速度,加速度与时间关系曲线。运动学解及仿真结果在机械臂实际运动中得到了验证。     

基于MATLAB的四自由度机械臂运动学仿真研究

运用D-H法建立机械臂运动学方程,根据所求方程采用数值法进行分析,并用MATLAB软件对分析结果进行仿真,得到机械臂的可达工作空间图。用Robotics Toolbox对该机械臂的正运动学、逆运动学、轨迹规划进行仿真,得到各关节角的位移、速度、加速度与时间关系曲线,为后续机械臂控制系统设计、动力学分析以及轨迹规划等提供理论基础。     

一种四自由度并联机构的性能指标分析

通过改变并联机构的拓扑结构,得到了一种具有空间四自由度的并联机构。根据位置关系方程,通过理论推导,得到了机构速度和加速度映射解析方程,同时求出了机构的一阶和二阶影响系数矩阵。综合分析了机构的运动学和动力学性能指标,得到了影响多种性能指标的敏感因素。考虑量纲的不同,将Jacobian矩阵分离,在动平台任务空间内,研究了决定速度和力、角速度和力矩的性能指标。提出了对Hessian矩阵采用"分层"研究的方式,在任务空间内,得到了各支链扰动对机构加速度和惯性力性能的影响程度。研究结果为机构的设计和优化以及控制策略的选择提供了理论依据。     

一种新型四自由度并联机器人机构分析

针对并联机构的构型综合问题,一直是机构学研究的难点和热点。基于螺旋理论构造了一种新型四自由度解耦并联机构,该机构能够实现空间的三维转动和一维移动,具有完全解耦和完全各向同性特点。首先,运用螺旋理论对该机构进行自由度分析,验证了构型方法的正确性。其次,通过建立机构输入输出运动关系,得到机构的雅可比矩阵,同时对机构进行完全解耦输入输出关系分析和机构工作奇异性分析,讨论了机构的完全各向同性、完全解耦结构特性。最后,运用adams软件对该机构进行了运动仿真分析,证明了理论分析的正确性。这种并联机构的稳定性好、刚性好、控制简单,具有良好的应用前景。     

一种四自由度并联机构及其运动学建模

提出一种新型四自由度并联平台机构,该机构的运平台能够实现两个方面的移动,以及绕两个方面轴线的转动,研究了该机构的运动学建模方法,给出了运动学正,逆解。阐述其应用前景。     

一种新型四自由度并联机器人机构的设计与分析

提出了一种新型四自由度并联机器人机构,该机构能实现空间的三维移动和一维转动。利用螺旋理论对机构进行自由度分析和瞬时性分析,验证了构型方法的正确性。通过对机构进行输入输出关系分析,求得机构的雅可比矩阵为4×4阶对角阵,证明了机构的完全解耦和完全各向同性。因此该机构控制简单,具有较好的运动和力传递性能以及实用价值。     

双重驱动四自由度并联机构型综合

高精度、大工作空间的机器人系统推动了精密操作工程的发展,宏、微操作手直接串联构成的机器人系统由于体积大,适用性在一定程度上受到了限制,因此开发体积小的宏/微机器人机构具有重要的意义.双重驱动并联机构本质上是两个具有相同自由度数目并联机构的集成,其结构简单、紧凑,灵活性更高,工作空间更大,可以用来开发体积小的宏/微操作机器人.基于螺旋理论,提出了双重驱动四自由度并联机构型综合的方法.作为示例,综合了三移一转四自由度双重驱动并联机构,得到了一些新型的双重驱动四自由度并联机构.     

一种新型四自由度并联机构的运动学分析

对一种新型的四滑块驱动的二平移二转动并联机构,进行了结构学分析,包括其自由度计算及输出运动类型分析;给出了位置分析的正、逆解,用一维搜索法求解了其数值位置正解,还对该机构的工作空间进行了分析。该机构可作为虚轴坐标测量机、并联机床及其他运动平台的可选机型,为该并联机器人机构的误差分析、动力学分析计算及工业应用奠定了基础。     

一种四自由度冗余串并混联拟人机械臂的动载协调分配优化

基于串联机构与并联机构的特点,提出了一种新型四自由度冗余串并混联拟人机械臂机构,弥补当前拟人机械臂的不足之处。针对该机构主动关节之间驱动力分配存在多解的特点,提出一种机构按照预定轨迹运动的动载协调分配优化方法。基于牛顿-欧拉法建立冗余混联机械臂机构的动力学模型,其中机械臂肩关节机构动力学方程为超静定方程,利用小变形叠加原理建立机构的变形协调补充方程;建立以平均功率、力矩波动和平均功率偏差为目标的多目标优化模型,利用主成分分析法对该模型进行优化求解;通过数值算例验证了该方法的正确性和可行性。研究结果表明,选取最优的分配输入组合可实现机械臂能耗低且平稳地工作。     

采用有限元法的一种超冗余操作臂承载能力的研究

针对如何确保关节型机器人操作臂承载能力的问题,以一种九自由度的操作臂为探讨对象,充分利用UGNX6.0软件的结构有限元模块,对其臂部连杆展开强度、刚度分析和模态分析等方面的研究.通过求解与分析,得到本冗余操作臂在载荷作用下的应力分布与位移变形的情形,以及前六阶的自振频率与振型.为后续物理样机的研制和改进提供一定的理论依据.     

一种三自由度混联机械臂的运动学分析

研究了一种新型机械臂,首先对该机械臂进行了自由度分析,得到该机械臂的自由度为3,具有平面内的两个移动自由度和一个转动自由度。把该机械臂安装在回转台上,可以实现空间360°范围内工作,末端执行器换成抓手即可以实现重物的搬运工作。基于环路传递的方法分析了该机构的运动学正反解,并且给出了5组正反解分析数值算例,验证了正反解分析的正确性。     

一种新型七自由度数据臂结构分析与设计

介绍了一种新型（BUAA—Ⅲ型）七自由度数据臂的设计原理和组成,进行了数据臂的空间结构虚拟设计和数据臂测量机构的自由度分析。该数据臂既可以检测人手臂各关节变化,同时又可以获得手臂各关节角度和腕部的位置变化,并具有部分关节力反馈功能,已成功应用在网络遥操作主从臂控制仿真平台上。     

四自由度柔性关节机器臂残余振动的输入整形控制

以一种四自由度柔性关节机械臂为研究对象,针对不同关节的残余振动特点,提出传统输入整形技术IST（input shaping technique）与时变输入整形技术（TVIST）结合的方法抑制机械臂残余抖动,所采用TVIST方法只抑制振幅最大的频率极点,具有不需要系统精确模型,算法简单,易于实现等特点。采用Matlab和ADAMS虚拟样机联合仿真实现,仿真结果表明了所提出的输入整形方法在抑制此机械臂残余抖动上的有效性。