6R工业机器人的运动学分析与仿真

为研究6R工业机器人的运动学问题,以IRB 120机器人为研究对象,对其进行运动学分析与仿真。首先,运用D-H法建立机器人的连杆坐标系,得到D-H参数。然后,推导出机器人的运动学方程,利用RobotStudio的仿真功能检验运动学方程的正确性,应用蒙特卡洛法绘制机器人的工作空间。最后,基于代数法,采用位姿分离的方法简化运算过程,得到了机器人的运动学逆解;利用MATLAB GUI输出给定位姿所对应的逆解,验证逆解求取结果的正确性;通过运动轨迹仿真,验证逆解算法的有效性,可为机器人后续的运动控制研究奠定基础。     

基于D-H法的挖掘机工作装置运动学分析

本文以三自由度机械手为研究对象,用机器人运动学中常用的D-H法建立运动学数学模型,进行正反向运动学分析。另外,结合挖掘机工作装置的机构学分析,理清工作装置各参数变量与斗齿位姿的关系,确定工作装置运动过程中的控制规律。从而为运动学软件仿真模块提供较为合理的输入参数,并可验证仿真结果的正确性。     

平面单腿关节型跳跃机器人建模及步态规划

为研究平面单腿关节型跳跃机器人的建模和步态规划问题,首先运用拉格朗日动力学方程推导了该机器人的解析动力学模型;然后提出一种单质心的机器人模型来进行跳跃步态规划,同时,在Matlab Simulation环境中建立包括地面模块的SimMechanics模型,使其成为平面单腿关节型跳跃机器人的仿真平台;最后,通过对给定参数的跳跃机器人3种模型的仿真及结果比较,说明以上这些模型的有效性与关联性。结果表明,平面单腿关节型跳跃机器人的3种模型协作能够满足其运动仿真和研究需求。     

模糊控制机器人轨迹纠偏

针对填埋场巡检机器人在垃圾填埋场工作中发生位姿偏移从而导致巡检区域重复不能及时获取填埋场HDPE膜破损情况而降低了巡检机器人的时效，通过分析填埋场巡检机器人的运动情况，结合巡检机器人的运动特性和动力学模型，提出一种基于模糊基于模糊控制的填埋场巡检机器人自主纠偏控制器，提高填埋场巡检机器人轨迹纠偏和自动调节能力。也提高了填埋场内巡检机器人对数据勘测的实时性。实验仿真结果也表明与传统PID控制器相比，巡检机器人轨迹偏移降低提高了日常巡检机器人对HDPE膜破损情况的检测效率，向智能化转变跨出了一大步。     

一种新型轮腿式机器人的多体运动学研究

提出一种新型轮腿式机器人,首先通过对轮腿机构的刚体运动学分析,得出轮腿机构的运动学正解及反解。再通过柔性体运动学分析得出扭杆弹簧对轮腿机构的运动学影响并基于ADAMS和ANS YS软件联合仿真验证刚柔耦合对机构运动学影响的正确性。因而通过柔性体对轮腿机构运动学的影响可以得出轮腿机构目标位置下电机所需的目标转角,提高轮腿式机器人的精确性。最后利用MATLAB软件的robotic工具箱验证这一结论,为机器人运动的控制研究奠定了一定基础。     

基于MATLAB的PUMA560机器人运动学仿真

随着机器人技术的发展和应用,机器人在现代工业生产中扮演着越来越重要的角色。机器人诞生是科学技术与社会进步的必然结果,从根本上改变了原来传统的生产体系和生产方式。本文在MATLAB环境下,对PUMA560机器人进行参数设计,分析PUMA560机器人的运动,讨论机器人的正运动学、逆运动学、轨迹规划及仿真。     

基于梯度投影法的泵送臂架末端运动轨迹控制研究

针对现有混凝土泵车臂架末端运行轨迹控制精度低的问题,从运动学的角度研究臂架末端轨迹规划算法,实现其高精度运动轨迹控制。基于描述机器人机械臂各连杆之间位移关系的D-H法,推导出描述相邻两臂架在直角坐标系中空间位置关系的4×4齐次变换矩阵,然后通过矩阵计算得到臂架末端相对基坐标系的位姿,最终建立了36 m五节臂混凝土泵车臂架正向运动学方程。通过雅可比矩阵将臂架末端运动速度与臂架关节角运动速度通过线性方程组联立,在臂架自运动项基础上,经添加臂关节极限函数,得到加权后梯度投影公式,进而建立臂架末端位置实时闭环反馈系统,提高臂架运行精度。矩形浇注运动轨迹仿真结果表明,臂架在整个浇注过程中振动冲击小、工作过程平稳连续,臂架末端在x、y、z轴方向运动误差均未超过15 mm,满足了工程实际应用。     

基于虚拟现实的工业机器人路径跟踪控制仿真

在机器人路径仿真跟踪的仿真过程中,由于对机器人模型运动角度控制不当,时常出现路径控制仿真结果与既定路径不符的情况。为此,将虚拟现实技术应用到工业机器人路径跟踪控制仿真中。根据工业机器人动力学与运动学分析结果,在选定的虚拟现实软件中构建机器人3D运动模型以及控制环境模型。采用虚拟运动轨迹计算公式,完成机器人路径跟踪模拟控制算法的设计。通过此公式计算结果,监督机器人模型路径跟踪过程,实现对机器人运动角度的控制。至此,基于虚拟现实的工业机器人路径跟踪控制仿真方法设计完成。构建仿真实验环节,通过与其他两种方法对比可知,此方法的路径控制仿真结果与既定路径一致。综上所述,使用虚拟现实技术可有效弥补原有仿真方法的不足。     

末端牵引式手指康复机器人设计及其柔顺性控制方法

针对现有康复设备存在柔顺性不足、难以适应手部狭小活动空间等问题,设计了一种可实现手指屈伸、收展的末端牵引式手指康复机器人,并对其人机模型进行运动学、动力学分析。提出了一种基于手指训练位姿的阻抗控制模型,实现了面向手部关节的机器人变刚度设计。为了对机器人的性能进行验证,搭建了相关实验平台。实验结果表明,变刚度设计能实现不同训练位置处对应刚度的设定,基于训练中的手指位姿信息的阻抗控制器能够实现手指康复训练时的柔顺性控制。     

Power Cube五自由度模块机器人运动学正解分析

本文针对一个五自由度的模块机器人进行了运动学正解分析,推导出了其矩阵形式的运动学方程,并以初始位置为例,求解了机器人的正解。为后续的逆解研究提供了基础。