并联机器人的理论研究现状

引言 人类千百年来对器械自动化的追求，促使了机器人的产生和发展。自从1961年美国推出第一台工业机器人以来，机器人得到了迅速的发展。广泛应用于工业各部门以及服务、医疗、卫生、娱乐等许多方面，对人类的生活产生了深远的影响。现代所说的机器人多指工业机器人，大都是由基座、腰部（肩部）、大臂、小臂、腕部和手部构成，大臂小臂以串联形式连接，因而也称为串联机器人，目前关于机器人的研究大部分集中于这一领域。就在串联机器人蓬勃发展的时候，又出现了一类全新的机器人——并联机器人。它作为串联式机器人强有力的补充，扩大了…     

挠性机器人逆动力学建模

本文首次提出了挠性机器人逆动力学问题的精确数学模型,并通过对其线性化,形成线性解耦的由运动约束方程和动力约束方程联立的数学模型,并就平面n连杆手臂建立了逆动力学基本方程式.最后.就3连杆手臂进行了仿真,验证了本方法.     

机器人动力学方程的高效计算公式

本文建立了一种集总计算结构的动力学建模公式.该公式采用广义杆质量特征量来集总算出各有关杆对方程系数的影响,广义杆质量特征量可由末杆向基座依次递推算得且具有明确的力学意义.与文献中可见的其他建模公式相比该公式不仅运算量为量少.而且结构简明,很好地表现了各系数与杆件质量特征量和运动结构特征量的关系.是最有效的建模计算公式之一.     

一种仿生水下机器人的设计与动力学分析

设计了一种基于波动长鳍推进的仿生水下机器人, 两侧长鳍对称安装于机器人本体两侧. 两侧长鳍分别由十个舵机驱动, 并按照余弦函数波动. 设计了实时控制器, 通过调整鳍条的振动频率和幅值达到控制长鳍运动的目的. 加速度信息和角速度信息由一个惯性测量单元采集. 为获取机器人游动性能与振动频率以及振动幅值之间的关系, 本文给出了长鳍波动运动的运动学分析和动力学分析. 本文通过将长鳍分割成若干小单元并单独计算作用于每个小单元上的作用力, 再计算所有小单元作用力在一个波动周期内的合力的方法, 获得了整个长鳍产生的平均推力. 通过前进游动和旋转游动实验, 验证了机构设计、运动学分析和动力学分析的有效性, 最后讨论了游动性能与波动参数之间的关系.     

并联微机器人的逆动力学

本文基于牛顿 欧拉法建立了一类PSS副、带柔性铰链的六自由度并联微机器人的 逆动力学方程,这是设计、控制微机器人的前提和基础．所建模型不仅考虑了因柔性铰链的 特殊性,微机器人连杆绕自身轴线转动的内部运动,还分析了柔性球铰弹性变形产生的反力 矩．由于微机器人机构本体以及逆动力学建模过程中所固有的并联特性,对逆动力学可实施 并行算法．最后以一实例进行了仿真分析,仿真结果表明微机器人所需驱动力呈线性变化, 揭示了微机器人在微动情况下的线性本质．     

一个机器人动力学高效建模软件

本文介绍了一个机器人动力学高效建模软件的设计方法，理论基础及其软件性能。使用这种软件技术能迅速地建立机器人动力学方程，并且所得方程已经得到充分化简，方程的计算性能达到实时控制之水平。     

六自由度并联机器人动力学方程

本文研究了6自由度并联机器人机构的显式动力学方程的建立。文中首先导出了构件6维惯性力矢关于主动副速度、加速度的显表达式,引入了仅与机构位形和质量分布有关的一、二阶惯性影响系数,进而应用达朗伯原理方便地建立起6自由度并联机器人的显式动力学方程。最后进行了实例计算。     

并联型工业机器人的运动弹性动力学研究

从关联型机器人的通有模型出发，引入力域内的雅可比矩阵，将中央平台之后开链部分的质量和惯性计入模型，推导出完整形式的动力学模型，建立了基于弹性理论和有限元分析的运动弹性动力学方程，并以天府－Ｉ型点焊机械手为例进行了ＫＥＤ分析，编制了相应的软件，在建模时还采用了计算机符号－数据处理技术。     

柔性机器人的动力学建模及其控制*

本文首先综述了近年来在柔性机器人动力学建模方面所取得的进展，着重介绍了目前较常见的几种建模方法和模型，同时对柔性机器人的控制问题进行了评述，指出了今后研究的方向。     

机器人运动弹性动力学建模的伽辽金变分法

本文基于Newton—Euler方程,根据Timoshcnko弹性理论提出了空间运动机器人运动弹性动力学(KED)建模的伽辽金变分法。该模型全面考虑了各杆件(不一定为细长杆)的所有弹性变形(拉压、剪切、弯曲、扭转)均布质量、集中质量及刚体运动与弹性振动间耦合作用的影响,更准确地描述了机器人弹性振动。     

可跳跃式两轮机器人的设计与动力学分析

为提高跳跃机器人运动的灵活性和实用性,通过将跳跃运动与轮式运动相结合,设计了一种新型的可跳跃式两轮机器人.跳跃运动由三杆弹簧跳跃机构实现,在大大减小机构尺寸的同时提高了能量利用率.详细介绍了机器人各机构的组成及工作原理,在此基础上,对机器人跳跃过程进行了动力学建模,分析了影响机器人跳跃能力的因素.为验证机械设计的有效性,利用ADAMS进行了机器人轮式移动与跳跃越障过程的仿真.搭建机器人控制系统并制作可跳跃式两轮机器人原理样机,最终跳跃实验结果证明了机器人设计的合理性以及理论分析的正确性.该跳跃机器人的能量利用效率接近70%,跳跃高度超过自身尺寸.     

并联机器人研究的进展与现状

并联机器人是一类全新的机器人，它具有刚度大、承载能力强、误差小、精度高、 自重负荷比小、动力性能好、控制容易等一系列优点，在21世纪将有广阔的发展前景。本文 根据掌握的大量并联机器人文献，对其在运动学、动力学、机构性能分析等方面的主要研究 成果、进展以及尚未解决的问题进行了阐述。     

机器人的运动学与动力学

本文综述了多关节操作器的运动学和动力学研究成果,指出了当前的研究动向.     

平面双连杆受限柔性机器人臂的动力学建模*

对一类平面双连杆受限柔性机器人臂的动力学建模问题进行研究，利用Ｄ’Ａｌｅｍｂｅｒｔ－Ｌａｇｒａｎｇｅ原理得到了一组描述该机器人系统运动性态的动力学方程。与已有的动力学模型相比，本文所建立的运动方程和振动方程具有模型准确、结构简单等特点，且具有与传统无约束刚性机器人类似的模型形式，因而有可能直接或间接利用现有的关于刚性机器人运动控制等方面的成果来研究复杂的受限柔性机器人的控制问题。     

改进的6-DOF并联机器人Newton-Euler动力学模型

本文在6-DOF并联机器人运动模型的基础上,采用 对加速度及作用力正交分解的方法,将其Newton-Euler动力学模型归结为一个简单的、可 用于实时计算的模型．     

基于ADAMS的并联机器人运动学和动力学仿真

应用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS,建立了Stewart型并联机构的虚拟样机模型,包括对并联机器人各部件的简化方法、在ADAMS中的模型描述及仿真过程控制,并利用该虚拟样机模型对并联机器人进行了运动学和动力学分析。为并联机器人系统的设计、制造和模拟运动作业提供了理论依据和主要参数。实现了在计算机上通过使用CAE仿真软件朱对并联机器人的运动和动力性能进行分析,为并联机器人的设计提供了一套有效的分析方法。     

模块化可重构机器人动力学研究进展

模块化可重构机器人由于其构型多变,运动形式丰富等特点,可以在非结构化环境或未知环境中执行任务,在最近几年迅速成为机器人研究领域的前沿和热点. 模块化可重构机器人在军事、医疗、教育等众多工程领域具有广泛的应用前景,其典型代表包括仿生多足模块化机器人、模块化可重构机械臂、晶格式模块化机器人等. 模块化可重构机器人丰富的构型设计、多样的连接特征、不断拓展的应用范围,给动力学建模与控制带来了很多挑战和机遇. 本文首先阐述了模块化可重构机器人的研究背景和意义,并概述了其构型分类与设计、构型描述与运动学建模方法.随后,本文系统回顾了模块化可重构机器人动力学研究中相关问题的最新进展,包括：(1)系统整体动力学建模;(2)结合面以及对接机构动力学建模;(3)基于动力学模型的控制方法. 本文最后提出了模块化可重构机器人动力学研究中若干值得关注的问题.     

先进机器人中的动力学与控制专刊序

围绕柔性机械臂动力学建模方法、空间机器人捕获动力学、多智能体控制、仿生跳跃机器人设计与分析等研究主题,本专刊介绍了先进机器人动力学与控制领域的一些最新研究成果.     

6-DOF并联机器人控制算法结构化分析与设计

为了实现对六自由度并联机器人位置速度算法的控制,针时控制算法采用了软件工程的原理和方法进行了分析,并对机器人运动特性进行了研究.根据运动特性对位置与速度的控制算法进行了解析,提出位置反解的控制策略,给出了功能分析的DFD模型和软件结构化设计模型SC图.描述了算法的详细设计及实现,采用结构化语言表达工具,并对实现中重要的部分细节进行了细致的研究,其结果达到了位置速度控制的目的及机器人控制算法的软件结构化设计.