六自由度机器人焊接轨迹研究

焊接轨迹是机器人焊接时所行走的轨迹,焊接轨迹算法是控制机器人焊接轨迹的数学模型,本文提出一种通过测量机器人基坐标系、工件坐标系与测量系统坐标系的齐次变换矩阵方法,计算出工件坐标系与焊接机器人基坐标系间的间接标定方法,通过控制器系统控制机器人焊接,实验验证此方法正确可行并成功应用工程中。     

载人机器人平顺轨迹规划及自抗扰跟踪控制方法

针对公共环境载人机器人的安全性和乘载舒适性需求,提出一种机器人平顺轨迹规划及改进自抗扰跟踪控制方法,重点解决避险和平稳运动两种工况下机器人轨迹扰动问题;首先,设计了基于障碍物密度及其危险性的在线速度空间优化方法,获得符合安全和舒适度要求的轨迹;其次,采用扩张状态观测器观测机器人轨迹跟踪过程中内外扰动并实施补偿;再次,引入非线性反馈控制律自动调整反馈增益,减少超调并提高自抗扰控制器稳定性;对不同场景数值模型仿真表明,提出的轨迹规划方法可以满足机器人作业的安全性、舒适性需求;改进自抗扰跟踪控制器效果明显优于传统ADRC和自适应PID,具有较强的抗干扰能力和较快速的跟踪性能.     

六自由度机械臂轨迹规划与仿真研究

针对六自由度链式机械臂在进行正运动学、逆运动学以及轨迹规划仿真时,不易直观地验证运动学算法的正确性和轨迹规划的效果,在正确建立机械臂数学模型的基础上,重点分析了机械臂在关节空间中轨迹规划的两种实现方法,并采用三维运动仿真进行了验证.开发了一套六自由度机械臂三维仿真软件,该仿真软件在VC++6.0开发平台上,首先利用分割类将基于MFC框架的窗口分割成为控制窗口和视图窗口两部分,然后利用OpenGL的图形库对机械臂进行建模,首次将正运动学、逆运动学以及轨迹规划算法融入其中开发而成.该仿真软件有效地验证了机械臂运动学模型建立的正确性,同时也对三次多项式和五次多项式两种轨迹规划方法做了直观的比较,结果表明后一种轨迹规划效果明显优于前一种.     

机器人最佳轨迹规划和图形仿真的研究

本文介绍了基于 IBM-PC 微机的机器人轨迹规划的图形仿真系统.该系统可用于机器人运动学分析和最佳轨迹规划,并能产生机械手和广义物体组成的环境物的三维几何模型.系统以交互方式工作.在微机的 CRT 上,机械手连杆的运动具存动态效果.基于 MINIMAX 准则,我们提出了一种动力学性能指标用于轨迹规划.根据该指标所进行的轨迹规划可以获得最小的关节驱动力矩.最后,文中给出了 PUMA 560 机械手的仿真结果.     

一种含移动副七自由度机器人操作机轨迹规划

本文将Ｄｕｂｅｙ等提出的梯度投影方法用于般运装填作业的七自由度１５５ＨＰ－１机器人操作机轨迹规划，１５５ＨＰ－１操作机含一整机移动自由，诺封闭多障碍空间中执行复杂搬运填作业任务，文中分析了１５５ＨＰ－１操作机奇异问题，对障碍作简化处理，在轨迹规划中采用了简化Ｊａｃｏｂｉａｎ矩阵，最后给出了仿真结果。     

IVECO横梁焊接机器人轨迹规划及计算机仿真研究

机器人的轨迹规划可以在关节空间中进行 ,也可以在直角坐标空间中进行 .本文分析了这两种轨迹规划的特点 ,给出了基于关节空间的轨迹规划算法和基于直角坐标空间的轨迹规划算法 .针对 IVECO横梁的焊接 ,进行了机器人的轨迹规划研究 ,并进行了计算机仿真 ,该研究成果已应用于 IVECO横梁焊接工作站系统     

微机机器人仿真系统PCROBSM

微机机器人仿真系统（ＰＣＲＯＢＳＭ）是一个适用于ＩＢＭ－ＰＣ及其兼容机的机器人仿真系统，该系统功能齐全，可以对机器人的运动学，轨迹规划，动力学，控制算法，力传感器和典型任务等进行仿真，它的主要特色在于具有丰富的机器人控制算法和轨迹规划算法，系统具有良好的用户界面，为用户设计，验证自己的轨迹规划和控制算法提供了方便的环境，如系统提供了机器人语言ＳＶＡＬ，三维示教和三维图显功能，同时为了更接近实用，系     

基于遗传算法的工业机器人时间最优轨迹规划及仿真研究

为了使工业机器人的末端执行器在任给路径下运行时间最短,在考虑机器人各关节速度、加速度、加加速度和力矩约束的情况下,以PUMA560为例,对工业机器人轨迹进行时间最优规划;在Matlab平台上,对该轨迹规划优化算法进行仿真,仿真结果表明机器人各关节时间最优轨迹规划比未处理的轨迹规划时间明显缩小6.999 4s,6.651 0s,6.351 2s,各个关节的轨迹曲线平滑,从而验证了该算法的有效性。     

六自由度机械手三维运动仿真研究

以六自由度机械手三维运动仿真为背景,介绍了利用OpenGL实现机械手运动仿真的有效方法,重点分析了机械手运动学模型的构建以及运动轨迹规划的实现。对于一般的机械手运动仿真系统,该实例具有一般普遍性。     

Time-optimal and Smooth Trajectory Planning for Robot Manipulators

This paper presents a practical time-optimal and smooth trajectory planning algorithm and then applies it to robot manipulators. The proposed algorithm uses the time-optimal theory based on the dynamics model to plan the robot’s motion trajectory, constructs the trajectory optimization model under the constraints of the geometric path and joint torque, and dynamically selects the optimal trajectory parameters during the solving process to prominently improve the robot’s motion speed. Moreover, the proposed algorithm utilizes the input shaping algorithm instead of the jerk constraint in the trajectory optimization model to achieve a smooth trajectory. The input shaping of trajectory parameters during postprocessing not only suppresses the residual vibration of the robot but also takes the signal delay caused by traditional input shaping into account. The combination of these algorithms makes the proposed time-optimal and smooth trajectory planning algorithm ensure absolute time optimality and achieve a smooth trajectory. The results of an experiment on a six-degree-of-freedom industrial robot indicate the validity of the proposed algorithm.

     

移动机器人运动轨迹仿真

研究移动机器人运动轨迹优化控制问题,移动机器人在运动轨迹跟踪中性能指标受到各种因素的影响,如量化误差、摩擦和电机转矩脉动等非线性因素等.在移动机器人运动中,系统中的有些参数是时变的、负载扰动难以测量,所以难以建立准确的数学模型.为解决上述问题,提出建立移动机器人的运动模型,针对模型中的不确定和扰动,设计了滑模变结构控制器.对于控制器参数的确定,通过改进的粒子群算法进行优化选择.由于机器人的不完整非线性特性,在移动中受到过程系统噪声和量测噪声的影响,应用增广Kalman滤波器对有色噪声进行滤波处理.仿真和实验结果显示:优化后的Kalman滤波器的滑模控制器在移动机器人中的应用能够较好地消除系统噪声误差和量测噪声,提高轨迹跟踪控制精度.     

基于MapleSim的六自由度柔性机械臂动力学仿真

柔性机械臂是一个复杂的机电一体化系统,涉及到多个物理领域。传统柔性结构建模一直存在建模复杂、模型不易扩展、运行速度慢等缺点,而且难以实现多领域建模,忽略了不同物理领域相互作用给整体系统所造成的影响。为了提高建模效率和仿真准确度,采用MapleSim多领域建模仿真平台,建立了六自由度柔性机械臂模型,包括柔性臂杆、关节、伺服驱动系统、传感器等。基于模型,从多领域的角度研究了柔性机械臂的动力学特性。该方法建模工作量小,所建模型易修改。仿真结果表明了该方法的有效性。     

带拖车移动机器人轨迹生成方法的研究与仿真

带拖车的轮式移动机器人系统属于典型的非完整、欠驱动系统,-般的控制理论很难适用.由于多车体的存在,移动轨迹的控制十分复杂,特别是倒车轨迹控制更成为机器人控制的难点问题.以泊车轨迹生成为例,为了准确控制机器人姿态和目标跟踪轨迹,利用重复变换法,提出了简单可行,适用于任意节拖车系统的前行和倒车时的轨迹生成算法进行仿真,解决了带拖车机器人系统控制器关于目标和路径的控制,证明算法为机器人设计提供了可行性参考.     

六自由度喷涂机器人示教检查的研究

通过介绍目前喷涂机器人的研究现状.引出在工业级计算机IPC与运动控制卡的平台上研制六自由度喷涂机器人的可行性.在参考其它工业机器人的示教检查的基础上,本文提出符合6自由喷涂机器人工作要求的新的示教检查的方法,并详细介绍示教检查中单步检查、连续检查和干运行三部分的程序流程及具体实现途径.     

空间机器人连续运动轨迹控制建模和仿真研究

基于地面机器人常用的D-H 建模方法和空间机器人（SR）满足的动量守恒和角动量守恒原理,提出 了SR 连续运动轨迹控制建模算法．首先基于地面机器人雅可比矩阵的思想和D-H 法,建立了适用于空间机器人 的运动学模型;其次研究了空间机器人的广义雅可比矩阵计算及其连续运动轨迹控制的有效算法;最后通过计算 机仿真验证了所提出算法的有效性．本文基于D-H 方法的SR 概念模型和运动学模型可推广到包含旋转关节和平 移关节的树型结构链杆的任何SR．     

机械臂轨迹跟踪控制的仿真

该文详细讨论了刚性机械臂的动力学模型、轨道跟踪控制策略及其MATLAB的仿真.在成功建模的基础上,使用常规PD控制策略,非常好地完成了轨道跟踪控制任务.即使在模型未知的情况,仍然可以用PD直接控制跟踪目标轨迹.该文中运用了李亚普诺夫稳定性理论,对PD控制进行稳定性判定.通过对双机械臂和三机械臂的轨迹跟踪控制的MATLAB仿真,证明了控制策略的有效性.同时根据仿真结果的比较,对PD控制策略进行了鲁棒性的分析.分析结果为PD控制的鲁棒性会随着控制对象的自由度的增加而降低.     

六自由度检修机械臂监控软件设计与实现

针对蒸汽发生器检修机械臂控制系统,设计了监控软件的总体结构。完成了机械臂三维模型、操作界面、CAN通讯、轨迹规划算法和避碰检测算法的设计与实现。实际应用验证了监控软件的实用性及算法的有效性,能对机械臂进行远程控制,完成检修任务。     

基于Vega的双臂空间机器人飞行及捕捉目标的轨迹规划仿真

提出了一种利用Vega来实现双臂空间机器人飞行及捕捉目标的轨迹规划仿真系统．简要介绍了仿真系统的开发环境及其实现方法．该仿真系统在SGI工作站上, 利用Multigen Creator 建模工具和三维视景仿真软件Vega来实现空间机器人本体及被捕捉目标的建模和仿真, 能为机器人的轨迹规划、运动学分析和运动控制的算法设计提供重要信息, 并能对其理论和算法的可行性加以验证．