Dobot型机器人运动学分析与仿真

为了获得Dobot机器人的正逆解计算公式、避免解被丢失的可能性和保证角的精度,根据该型机器人的结构特点,运用D-H法建立了机器人的坐标系和运动学方程,进行了正逆运动学的分析,将双变量反正切函数应用到了逆解的表达式中。针对逆解多解和运动平稳性问题,对笛卡尔空间中利用直线插补和调用逆解公式求出的关节角序列进行了分析研究,提出了运用动态规划算法选出一组最优解序列,再利用三次B样条插值进行了连续化处理,并进行了实例验证和Matlab软件仿真。研究结果表明,利用该算法能够选出一组最优解和保证机器人运动的平稳性,为该型机器人的应用及轨迹规划与控制器的研究打下基础,所运用的算法和思想也适用于其他类型的多关节机器人。     

液压驱动双足机器人步态规划及动力学仿真

为实现双足机器人步行运动,提出了一种双足机器人平地行走步态规划算法并对其进行动力学仿真验证。首先利用二维倒立摆模型以及五次多项式分别对机器人质心、踝关节运动轨迹进行规划,再通过建立机器人运动状态几何模型,对运动过程中机器人腿部关节运动轨迹进行规划,得到关节角运动轨迹,借助MATLAB仿真获取机器人下肢各个关节运动曲线。然后利用动力学仿真软件Adams对虚拟样机进行仿真,实现了机器人虚拟环境下的平地稳态行走,仿真验证了步态规划算法的可行性。     

三次样条插值方法在Nao机器人步态规划中的应用

以仿真Nao机器人为研究对象,将三次样条插值方法应用到其步态规划中,根据关键时刻主要节点位姿规划整个步态周期各关节的运动规迹,首先分析了Nao机器人行走过程,获取步态周期中关键时刻的位姿;然后构造三次样条插值函数,对Nan机器人步态进行规划,保征了机器人步态的平滑性:最后通过RoboCup3D仿真平台验证了方法的自效性...     

一种并联机器人的运动学及动力学仿真

以3-RRRT并联机机器人为研究对象,应用ADAMS软件建立其样机模型并利用该模型对并联机器人的运动学和动力学进行了仿真,实现了3-RRRT并联机器人运动学及动力学性能在计算机上的仿真与分析,为实际的样机调试和控制提供了有意义的借鉴。     

一种新型的机器人动力学算法

本文利用Dencwit-Hartenberg齐次转换矩阵特有的微分性质,通过引入Q矩阵,完全消除了递推拉格朗日公式中各递推关系式所含的做分项,从而提出了一种不含数值微分的递推拉格朗日机器人动力学算法。本算法大大方便了计算机编程和运算,进一步提高了拉格朗日动力学方程的运算效率。     

四自由度写字机器人轨迹规划研究

对四自由度写字机器人轨迹规划的理论方法进行了研究,将三次多项式插值算法和防止加速度突变的三次样条插值算法在写字机器人轨迹规划中结合使用,使得书写的字体笔划平滑、稳定.以AS-MRobot型四自由度机器人为试验平台,用VC++对这两种算法进行编程实现.     

一种改进的工业机器人轨迹规划方法研究

针对机器人运动轨迹求解过程中,因5次多项式插值法而产生的突变现象,提出一种改进的5次多项式插值法。以某公司生产的ER3A-C60型工业机器人为研究对象,首先采用标准D-H参数法建立了机器人的连杆坐标系,然后创建机器人仿真模型并进行运动学正解、逆解的求解,做出了机器人末端的工作空间点云图。在求解机器人运动轨迹过程中,提出了一种5次多项式插值与B样条插值相融合的方法以消除突变现象,经实验对比论证后发现,优化后的关节相关曲线更加光滑平稳,能较好地消除突变现象,避免了机器人在运动过程中因振动和冲击的发生而影响机器人使用性能和寿命。     

单螺杆泵的复杂螺杆转子造型及其数控加工仿真过程研究

基于CAD／CAM软件MASTERCAM．采用插值三次样条函数和利用螺旋曲面的特性进行单螺杆泵的复杂螺杆转子螺旋曲面三维几何造型，并基于仿真加工软件VERICUT，对螺旋曲面数控加工NC程序进行三维仿真。     

外骨骼机器人结构设计与动力学仿真

对外骨骼机器人进行了结构设计,重点介绍了外骨骼机器人的驱动器设计和工作原理。通过ADAMS动力学仿真,得到了外骨骼机器人髋关节、膝关节的动力学参数,分析了仿真结果的正确性,为外骨骼机器人的结构设计提供了可靠的依据。     

连续型机器人的动力学建模与仿真

提出一种新型的连续型机器人动力学建模方法。首先利用NiTi合金丝超弹性的性质建立了机器人的三维实体模型,并以末端受纯弯矩为研究对象,根据欧拉—伯努利方程,得到了机器人的变形曲线方程。然后通过求解变形曲线对时间的导数,得到其上任意点的速度,进而推出连续型机器人的动能表达,再根据已有的公式导出机器人系统的势能及广义力的表达式。在此基础上,利用拉格朗日方程建立连续型机器人的动力学模型。最后通过算例仿真验证了该方法的可行性。     

一种七自由度仿人手臂动力学仿真分析

借助于adams动力学仿真工具,分析了一种新研制的七自由度仿人手臂的动力学问题,并以仿人手臂的自运动为例,求出了随动控制下的力矩响应。进而,利用三次样条插值的办法,得出了时间一力矩函数关系式,显然,这为力矩补偿前馈控制模式提供了数学模型。     

7自由度冗余绳驱动机械臂运动分析及仿真

针对传统机械臂负载自重比小、臂身惯量大、人机交互安全性弱等问题,对绳驱动机械臂的结构、绳驱关节耦合、冗余运动学等方面进行了研究,创新设计了一种新型7自由度冗余绳驱动机械臂。采用绳索间接驱动前端4个关节自由度,作为位置控制;采用电机直接驱动腕部关节3个自由度,作为姿态控制。利用绳索将驱动力从基座电机传递至机械臂关节处,实现驱动机构后置;对绳驱关节耦合问题进行分析,建立了电机-关节耦合映射关系;利用位姿分离方式,结合加权最小范数法,进行机械臂逆运动学冗余位置求解。仿真结果表明:耦合映射关系建立正确,冗余运动学求解准确高效,为绳驱机械臂结构优化、动力学建模奠定了基础。     

4自由度轮式悬架移动机械手动力学研究与仿真

针对4自由度轮式悬架移动机械手(平面)动力学问题进行了系统研究.该轮式移动机械手由2自由度线弹性一阻尼悬架系统的移动载体和2自由度机械手所组成,并假定移动栽体以恒速通过不规则路面(路面以正弦函数描述).综合利用拉格朗日原理和牛顿-欧拉方程,并采用Cartesian 坐标,建立了该轮式移动机械手系统的完整动力学模型(正、逆动力学模型).该动力学模型综合考虑了由路面和悬架对整体系统动力学的耦合影响,最后采用数值的方法分别给出了考虑悬架与不考虑悬架工况的该动力学模型逆解的仿真结果.该模型为后续系统控制策略的选取提供了相应的理论依据.同时该动力学模型由于采用CartesiaIl坐标,致使该动力学模型的推导具有通用性.为移动机械手动力学研究提供了相应借鉴.     

解耦三轴平面并联操作手的新机构及分析

为适应大幅面光电产品检测和大型工件操作(加工、焊接、喷涂)时变位姿的需要,提出一种结构简易的3滑块在3个平行导轨上驱动且易实现大工作空间的平面型解耦并联操作手的新型机构,推导了该机构运动学正反解解析公式,计算了末端执行器在定位置和定姿态情况下的工作空间,仿真分析了定姿态时3滑块的运动规律及特性,建立了三维虚拟样机模型,为其物理样机研制、实时控制及工业应用奠定了基础.     

Kinematic calibration for a hybrid 5DOF manipulator based on 3-RPS in-actuated parallel manipulator

The measurement method is a decisive step for any calibration method. This paper studies the practical performance of a 5DOF manipulator based on a 3-RPS parallel mechanism. By comparing the controlling data that resides in parallel part and serial part at different orientations, a calibration method has been put forward and proved to be applicable. The precision of the calibrated model mainly depends on the number of measurements carried out. The distribution of measurement points also affects the precision and the measurement number could be significantly reduced if uniform distribution were ensured.     

新型并联打磨机构的自由度分析与仿真

为了满足打磨小型零件的需要,提出一种新型3自由度并联打磨机构,应用螺旋理论对该机构进行自由度计算分析,然后应用PRO/E软件建立三维模型并把模型导入ADAMS软件进行分析。仿真结果表明该并联机构结构是正确的。     

基于MATLAB五自由度机械手运动学仿真分析

五自由度工业机械手可应用于搬运、码垛作业时对目标物体的抓取。以该五自由度工业机械手为研究对象,用常规的D—H法建立运动学数学模型,进行正、逆向运动学分析,然后,利用代数法依次求解出正、逆运动学方程,分别得出了操作臂末端在基坐标系下的位置关系式和各关节的参数变量,最后,用MATLAB软件对正运动学分析结果进行了仿真。     

Robust nonlinear control of a 6 DOF parallel manipulator : Task space approach

This paper presents a robust nonlinear controller for a 6 degree of freedom (DOF) parallel manipulator in the task space coordinates. The proposed control strategy requires information on orientations and translations in the task space unlike the joint space or link space control scheme. Although a 6 DOF sensor may provide such information in a straightforward manner, its cost calls for a more economical alternative. A novel indirect method based on the readily available length information engages as a potential candidate to replace a 6 DOF sensor. The indirect approach generates the necessary information by solving the forward kinematics and subsequently applying alpha-beta-gamma tracker. With the 6 DOF signals available, a robust nonlinear task space control (RNTC) scheme is proposed based on the Lyapunov redesign method, whose stability is rigorously proved. The performance of the proposed RNTC with the new estimation scheme is evaluated via experiments. First, the results of the estimator are compared with the rate-gyro signals, which indicates excellent agreement. Then, the RNTC with on-line estimated 6 DOF data is shown to achieve excellent control performance to sinusoidal inputs, which is superior to those of a commonly used proportional-plus-integral-plus-derivative controller with a feedforward friction compensation under joint space coordinates and the nonlinear controller under task space coordinates.     

自动上下料机械手运动学分析及仿真

基于数控机床-机械手加工系统的布局及功能,详细分析了上下料机械手的结构,并运用D-H参数法建立了该机械手的运动学方程。与此同时,对该机械手进行了正运动学和逆运动学分析,通过计算验证了,经运动学正解所求得的机械手末端位姿表达式T是正确的。最后,基于用Solid-Works软件建立的机械手三维立体模型,用ADAMS软件对机械手完成自动上下料的过程进行仿真,得到上下料轨迹曲线。仿真结果符合工作过程的实际情况,说明该机械手运动学方程是有效的。