一种改进的SCARA机器人动力学参数辨识方法

针对SCARA机器人动力学参数辨识问题,提出了一种基于优化改进傅里叶级数的辨识方法。根据SCARA机器人完整动力学方程,推导得到动力学模型的线性形式。采用改进傅里叶级数作为机器人关节的激励轨迹,使得关节角度满足连续周期性,并且关节角速度和角加速度在轨迹起始和停止时刻为零。为进一步提高辨识精度,以SCARA机器人观测矩阵的条件数为目标函数,采用基于排挤机制的小生境遗传算法对激励轨迹的系数进行优化。考虑到测量噪声的影响,采用加权最小二乘法（WLS）作为参数估计方法。实验结果表明,采用所提方法能准确辨识出SCARA机器人的动力学参数,两关节力矩测量值和预测值的残差均方根分别减小了11.50%和26.35%。     

SCARA机器人的自适应迭代学习轨迹跟踪控制

为了减小执行重复运动任务机器人的末端位置误差,提出了自适应迭代学习轨迹跟踪控制算法。根据拉格朗日方程得到SCARA机器人的动力学模型,设计了控制力矩的迭代算法,利用Lyapunov函数对该算法的稳定性进行了理论证明,搭建了具有典型机械结构的SCARA机器人实验平台。通过实验验证了自适应迭代学习控制算法能有效减小SCARA机器人的末端位置误差,具有较强的可执行性。     

直接驱动机器人动力学模型的符号推导与仿真

首先探讨如何根据拉格朗日-欧拉方法,用符号计算软件Mathematica推导机器人动力学方程,而后导出一个具有三个旋转自由度的机器人的动力学模型;其次在考虑机器人动力学、关节电机驱动动力学以及机器人的加、减速情况下,对机器人进行动力学仿真,计算力矩控制器的仿真结果表明所建立的模型可用于机器人控制.最后由仿真分析结果,为直接驱动机器人设计提供依据并为其选择驱动电机.该机器人主要用于视觉伺服控制和非线性控制研究.     

3-DOF平面并联机器人的动力学研究

针对并联机器人中各构件之间复杂的运动关系,对一种3-DOF并联机器人进行动力学分析,基于拉格朗日方程法建立了其动力学模型,通过等效转动惯量,给出了系统动能表达形式,列写出系统运动微分方程,以四阶龙格库塔法给出了其解析解。结果表明,运用此方法对这一类机器人进行动力学研究,建模和分析过程较为简捷、方便,不失为并联机器人动力学分析的一种有效方法。     

机器人动力学的李群表示及其应用

采用李群和李代数的方法来描述牛顿一欧拉方程和拉格朗日方程，得到机器人动力学在关节空间和操作空间内单个连杆的递推公式以及整个系统动力学方程的矩阵表达式。分析了机器人动力学的几何特性，并进一步研究了动力学方程的微分形式及其对机器人的设计和最优控制所起的作用。以平面2R为例，分别得到2R机械手在关节空间和操作空间中的动力学方程，推导出机器人在关节空间中动力学的微分形式，分析了机械手的奇异性和复杂性。     

六自由度搬运机器人动力学分析及仿真

针对模块化六自由度轻载搬运机器人的结构特点,利用Solid Works三维设计软件绘制了机器人的三维模型。采用拉格朗日法建立了机器人的动力学模型并进行动力学分析。基于ADAMS仿真软件构建了机器人的仿真模型并进行动力学仿真,得到了转动关节的力矩曲线。基于MATLAB软件对动力学方程进行了数值分析并绘制力矩曲线,其理论分析结果与ADAMS的仿真结果一致,验证了理论计算的正确性和机械结构设计的合理性,为继续优化机器人结构设计和控制系统设计奠定了基础。     

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。     

机器人动力学模型在轨迹规划中的应用

提出了一种应用拉格朗日方程建立机器人动力学模型的方法。以单自由度机器人为例,根据其动力学模型,使用MATLAB软件对单自由度机器人常用的3种运动轨迹进行轨迹规划,仿真结果符合要求。     

四足机器人的腿部拓扑结构研究及其动力学仿真

对一种四足机器人的腿部机构设计方法进行探究。简析哺乳动物腿部关节分布,确立了四足机器人拓扑结构与自由度数目,用拉格朗日方程对其动力学简略推导,并建立虚拟样机。借助ADAMS动力学仿真软件,验证四足机器人虚拟样机在起立过程和对角步态的动力学规律。     

柔性机器人系统碰撞动力学建模

讨论柔性机器人与其工作环境发生碰撞时的动力学建模问题。以空间链式柔性机器人为研究系统,该机器人由n杆n铰构成,柔性杆的变形用假设模态法表示。引入冲量势,运用拉格朗日方程推导出柔性机器人系统受外冲击的广义冲量－动量方程。结合碰撞恢复系数方程,进一步推导出两个柔性机器人系统发生碰撞的动力学方程。该方程中碰撞冲量和广义速度增量是解耦的,且适合于计算机程式求解。求解方程能得到因碰撞而产生的系统广义速度突变量和在碰撞点处的碰撞冲量。给出柔性机器人与其工作环境发生碰撞的算例,验证了所提出方法的有效性。