正轴测投影三维反求的研究

运用逆向思维,提出基于正轴测投影图的反求研究.根据正轴测投影图坐标反求出视线方向、轴间角、轴向变形系数以及物体真实尺寸,改变在机械设计和制造过程中主要运用三视图的传统思想,有利于设计思想的直观体现,为设计构思活动提供一种新方法.     

一种开放式通用机器人控制器的研究与设计

介绍了一种面向多关节机器人的开放式通用控制器。它基于PC平台、其硬件以DSP数字处理器,构成运动控制卡,可方便地在ISA总线上进行扩展,实现多轴伺服控制。软件采用模块化设计,C语言编程,实现了示教盒菜单模式下的汉化操作。该控制器在硬件和软件方面都具有良好的开放性和通用性,扩展性,可移植性强,适用于不同的关节型示教再现机器人。     

基于关节电机速度控制的机器人直接示教策略研究

本文提出一种无外力传感器、稳定高效的基于关节电机速度控制的机器人直接示教策略。对示教过程中的机器人重力、摩擦力分别进行建模分析。通过机器人的力/力矩平衡方程,递推作用于关节上的重力,并在MATLAB和Adams中仿真验证。建立包括库伦摩擦力和粘性摩擦力的摩擦力模型,并进行模型参数识别。最后,在UR10机器人测试平台上进行了控制策略实现和直接示教实验,实验示教效果显著。该控制策略运算量小、系统响应快、示教灵活、成本低,为后续机器人直接示教研究提供新的方法和途径。     

码垛机器人的工作空间分析

目的分析在机器人设计和托盘码垛布局规划过程中码垛机器人的工作空间。方法用D-H法则建立运动学方程,根据运动学方程对四轴型的码垛机器人进行分析,最后利用矩阵变换法建立码垛机器人位姿变化关系,求解运动学的正逆解,并用Matlab软件的图形用户界面(GUI)对求解结果进行仿真。结果得到了机器人的可达工作空间图,工作空间在x-y平面投影图和工作空间在x-z上的平面投影图。结论通过分析Matlab软件的仿真结果,可以直观地得到该码垛机器人的工作空间。     

基于轴测投影的计算机三维动画

基于三维实体造型设计的动画,其形成文件通常比较大,运行环境要求较高,在工程制图的远程教育网络中,大大影响传输速度,从而降低了教学效率。依据不同视角得到不同轴测投影的原理,用VisualLisp编程,以视角为变量,连续变化,每个视角下得到的轴测投影图经过消隐后,生成轴测投影动画,所形成的文件大大减小。且可直接在AutoCAD中运行。为计算机三维动画在网络中的传输提供了一个实用的方法。     

用辅助投射法作正等轴测投影图

本文在画不几何理论及正等轴测投影理论的基础上，提出了一种画正等轴测投影图的新方法，该法操作简便，作图速度较快，具有实用性。     

基于顺应性跟踪控制的工业机器人直接示教系统

研究了机器人直接示教问题,开发了St(a|¨)ubli TX90工业机器人的直接示教系统。该系统采用一种基于速度调节的顺应性跟踪控制方法,因而能够通过力控制器调节机械臂末端执行器参考速度,实现机械臂对牵引力的顺应性跟踪;同时定周期采集并存储机械臂运动轨迹,通过Douglas-Peucker矢量数据压缩算法去除冗余轨迹点,生成示教轨迹。基于VAL3机器人语言编写了直接示教程序模块,并嵌入St(a|¨)ubli工业机器人示教系统。最后,通过试验验证了所设计直接示教系统的有效性。     

多维空间计算机绘图的数学模型

本文在研究多维空间结构的基础上,用矩阵方法表达多维画法几何中正投影及其投影变换过程,将多维画法几何理论与计算机绘图结合起来,为计算机绘制多维空间形体的多面正投影图、轴测投影图和透视投影图提供了数学模型。     

工业机器人的双透视图示教和碰撞检测

本文提出了用于工业机器人的双透视图示教算法，用于碰撞检测的图视法。这些地都应用于自行开发的机器人图形示教仿真系统中，整个系统使用Ｔｕｒｂｏ－Ｃ２．０语言在３８６ＤＸ微机上运行通过，并能与Ｒｏｂｏｔ－１机器人通讯，完成了离线示教的工作。     

一种求工业机器人工具参数的方法

本文主要介绍一种在工业机器人中通过示教获得位置点并自动为用户生成工具参数值的方法 ,从原理的角度进行剖析.首先示教知道机器人法兰末端在世界坐标系下的值,之后通过齐次变换矩阵,通过算法算出工具参数的位置值.     

基于模块化示教的精密码垛机器人控制系统

目的为了实现码垛机器人的实时快速控制,设计一种模块化示教的码垛机器人控制系统。方法以1802芯片为核心开发嵌入式模块示教系统,以QT为工具开发上位机模块示教系统,使用示教系统可以快速设定码垛机器人的路线和精度,通过wifi或串口模块把示教信号传输到码垛机器人控制系统中,控制系统利用高速脉冲驱动电路和闭环控制定位程序,使码垛机器人按照示教信息快速精准地搬运货物,点对点搬运实验表明,系统定位精度可以达到0.3 mm,旋转误差在0.1°内。结果机器人水平定位的最大相对误差为0.45%,旋转角度的最大误差为0.83%。结论实验证明,码垛机器人控制系统可以根据用户需求快速完成搬运。     

砂带磨削机器人磨削曲面工件的工作空间及加工轨迹分析

研究了机器人砂带磨削加工技术,以克服传统磨削加工工作环境恶劣、劳动强度大的缺点。针对曲面工件的磨削加工任务,研究设计了3P3R构型的砂带磨削机器人;通过对该机器人运动学和工作空间的分析,应用数值分析方法得到机器人的大致可达工作空间;对待加工工件表面点进行数学建模,应用蒙特卡洛法对曲面工件的磨削加工轨迹进行了仿真分析,得到所有待加工表面点最接近于加工时的机器人姿态。分析结果不仅判断了工件是否具有可加工性,而且仿真分析的加工轨迹为工件加工的示教编程提供引导,同时提供了一种离线编程的途径。     

码垛机器人的连杆参数优化

目的 对码垛机器人的连杆参数进行优化,以保证垛型完全位于码垛机器人工作空间内.方法 通过改变连杆长度l2、l3、关节转角θ3的值,根据运动学方程,利用Matlab编程计算得到码垛机器人工作空间的三维立体图以及xOz平面投影图,经过对比分析选取符合条件的连杆参数.结果 θ3的范围满足要求,无需优化.当l2和l3长度为2290 mm时,码垛机器人的最大工作空间包含任务工作空间.结论 对连杆参数进行了优化设计,机器人的工作空间符合工作要求.     

基于机器人运动控制的空间增强现实方法

针对投影图像与投影板运动之间不匹配的问题,研究了基于机器人运动控制的空间增强现实方法。首先,建立机器人和投影板的几何模型,并使投影板几何模型能在机器人模型末端的牵引下运动。其次,应用逆向运动学技术,根据设计的投影板运动轨迹计算机器人关节的运动轨迹,提出一种机器人同步控制方法,使投影板在机器人牵引下的运动轨迹与设计的运动轨迹一致。最后,根据投影板的运动轨迹设计图像内容,并用投影仪将图像投射到运动的投影板上。在由两台机器人、两块投影板和一台投影仪组成的系统上进行了实验,实验结果表明,提出的方法能根据设计的投影板运动轨迹精确地控制投影板的运动,且投影图像与投影板运动之间的匹配程度很好。     

大构件相贯线焊接机器人多层多道焊轨迹规划

为了提高大型相贯线焊接构件在使用机器人做埋弧多层多道焊接时的示教和焊接效率,提出了一种焊道轨迹规划方法.设计了一种焊缝填充策略,即各焊层的焊接高度一致,每层中的焊道数与所在层数相同,所有焊道的横截面积相等;推导出多层多道焊的焊道轨迹规划公式,对第二层的第一道焊缝进行示教一次,其余焊道的轨迹即可通过公式求出;按照焊缝搭接的原则,对每个焊道的起弧点的位置进行规划,并详细设计了搭接轨迹的方案.仿真结果显示,该方法能够满足多层多道焊缝填充规划的要求,为机器人焊接时的离线编程提供了理论基础.     

基于任务规划的机器人运动学分析与仿真研究

针对机器人在复杂任务场景中的运动学问题及工作可靠性的需求,提出一种基于任务规划的机器人运动学分析方法。首先,介绍了机器人的任务场景,阐述相应的机器人末端轨迹;其次,采用D-H参数法对机器人进行运动学建模,求解相应的正、逆运动学算法;最后,利用机器人操作系统(ROS)完成实体机器人任务规划工作。结果表明,该方法相较于用示教器控制机器人,更符合复杂任务需求,降低了机器人拖动示教的难度,具有较好的稳定性和准确性。     

基于变参数导纳控制的机器人示教方法研究

针对在工业化人机示教场景下,考虑人机交互的柔顺性与安全性需求,提出了一种基于变参数导纳控制的机器人直接示教方法。首先对示教系统的组成结构进行说明,再基于导纳控制原理以及交互柔顺性与安全性需求设计变参数导纳控制器,最后通过路径拖动示教实验来验证所设计的控制器的有效性。结果表明,提出的控制方法具有较好的准确性,并能保证转向时的安全性。     

一种双拇指手及其控制系统

介绍了北京科技大学机器人研究所研制的机器人多指手爪及其控制系统。该控制系统既可以对手爪的各个手指进行位置和速度控制，又可以对多指手进行抓握力控制。控制系统软件提供的各种功能模块可以对多指手爪进行动作编程，使手爪和机器人手臂配合完成对给定物体的抓取和简单操作。此外，该控制系统还具有利用主机键盘进行示教再一同的辅助编程功能。     

仿人型服务机器人双臂动作示教及评估研究

目的 基于自主研发的仿人型双臂服务机器人,研究体感示教及动作再现技术,并评估机器人拟人动作的合理性.方法 首先根据机器人的构型,利用D-H法对机器人进行运动学建模.然后设定6种日常生活中常见的人体上肢动作,利用Kinect V2动作捕捉设备获取真人演示动作数据,将臂形角作为冗余量进行运动学逆解,求得机器人所需关节角,使机器人能够复现人体动作.之后基于恐怖谷理论,结合层次分析法和语义分析法,提出评估方法,评估机器人复现的动作.结果 机器人以拟人的姿态复现了人体示教动作,评估结果显示,不同类型的动作会让受试者产生不同的心理感受.结论 对于仿人型双臂服务机器人而言,体感示教是一种自然高效的示教方式,由此产生的行为符合用户心理预期,为服务机器人融入日常生活提供了理论依据.     

弯管的造型及其投影图的计算机绘制

本文运用实体扫描的几何造型技术,建立了弯管的数学模型,并根据微分几何的有关知识,推导出它们的投影轮廓线的方程式。利用这些方程式,能由计算机快速、准确地绘制出它们的透视投影图和轴测投影图。本文适用于等径和变径的多种弯管。