焊接工业机器人灵活性分析及仿真研究

针对一种焊接工业机器人,采用蒙特卡罗方法和运动学分析方法,分析了焊接工业机器人的工作空间。通过仿真可方便的判断机器人工作空间中是否存在空洞或空腔。利用灵活性、灵活度和服务球的概念,分析了机器人工作空间中任一点的灵活度,求出了机器人的灵活工作空间,为后续开发和优化焊接工业机器人的使用性能和灵活的工作范围提供了参考依据。     

平面三自由度机器人的有限灵活工作空间研究

提出了对平面三自由度机器人工作空间的有限灵活度的分析方法。提出了采用灵活角来度量操作器灵活程度，将机器人的工作空间根据灵活程度的不同划分为相应的有限灵活工作空间，研究，对机器人操作器的灵活度的要求不同。机器人就有不同的工作空间。这对设计和使用机器人不仅具有实际意义。同时也为提高操作器的灵活程度提供了理论基础。     

内窥镜操作机器人灵活性分析及仿真验证

在微创手术中为了使内窥镜的姿态满足外科手术的需求,借助于服务球、服务点、服务区的概念给出机器人灵活度空间的分布.根据七自由度内窥镜操作机器人结构特点,采用位姿分解方式求得位置运动学解析逆解.针对微创胸腹腔手术的临床需求,分析了该机器人的灵活性,提出了内窥镜操作机器人灵活度空间分布的分析方法,并通过数值方法对工作空间内任意点仿真得到机器人灵活度的空间分布.对机器人逆解和灵活度分布进行仿真验证,证明该方法的正确性,表明内窥镜操作机器人的灵活度满足实际的手术需求.掌握运动学和灵活度空间分布,为后续机器人控制方法的实现和术前的路径规划提供了必要的理论依据.     

可满足微创手术灵活工作空间的混联机器人研究

针对微创手术对机器人提出的高灵活性要求,设计出一种具有混联结构的微创外科手术机器人,并通过灵活工作空间分析进行结构优化。为合理布置手术切口及规划手术路径,利用末端手术工具服务球和服务区进行工作空间灵活性分析,通过数值解得到混联机器人工作空间内任意点的灵活度,并绘制出工作空间水平截面灵活性分布图,为手术切口位置和工具杆末端运动路径提供工作数据;再以工作空间水平截面灵活度大于0.85的灵活点数目作为评价指标,定量分析了姿态机构腕关节转角范围及手术工具杆长度对灵活性的影响,为微创外科混联机器人的结构优化提供了计算依据。仿真对比和优化后的实物实际运动结果均证明了该混联机器人可满足微创手术的灵活性要求。     

基于灵活度的6R型弧焊机器人灵活性分析研究

针对常见的6R型弧焊机器人,本文分析研究了其工作空间的灵活性。首先,借助服务球得到了6R型弧焊机器人的工作空间内任意点的灵活度的计算方法;然后选取了6R型弧焊机器人工作空间内三个具有代表性的点,并求解出这三点的灵活度,通过仿真得到了机器人灵活性在工作空间截面上的分布规律;最后,针对给定的平角焊任务,求解出了其定方位工作空间。结果表明,此研究对6R型弧焊机器人中的选型、尺度综合、轨迹规划和蔽障等问题具有重要的指导作用。     

串联机器人机械臂工作空间与结构参数的分析

现代工业中,应用的重要的创新性技术之一即为机器人,研究机器人工作同时兼具科研价值与社会价值,会深远的影响社会及经济的发展.串联机器人是机器人中的一种类型,其机械臂工作空间与结构参数主要体现出了其工作性能,通过分析这两种属性后,可对串联机器人运动灵活程度做出准确的了解.基于此,本文即对串联机器人机械臂工作空间与结构参数做出分析.     

五自由度雕刻学习系统

通过分析手工雕刻艺术风格的特点,结合工业机器人的运动学特性,研制了一种五自由度雕刻学习机,并设计了相应的数据采集装置.这种五自由度雕刻学习系统比通常的三坐标测量机无论在工作空间,还是在灵活度上都具有一定的优势,成本较低,并能够忠实地纪录雕刻学习者雕刻的过程,为后续的雕刻风格的提取、学习提供了数据.     

六自由度微动并联机器人工作空间分析

以实际研制的微动并联机器人为研究对象,对其工作空间进行了分析。首先给出了微动并联机器人的机构组成及工作原理,依据本身结构特点,分析了影响工作空间的约束条件。为了得到机器人带有倾斜调整能力的工作空间,采用合适的欧拉角表达运动平台的姿态,给出了运动学逆解的求解方法,并在此基础上利用数值法通过空间扫描边界点的方式获得了机器人定姿态工作空间和灵活姿态角为700μrad工作空间。该分析方法对微动并联机器人设计及性能评价具有重要意义。     

《工业机器人技术》课程教学改革与实践

根据《工业机器人技术》课程特点,结合应用型本科院校办学定位,本文分析了传统《工业机器人技术》课程的教学现状,从教学内容、教学方法、课程学习评价等方面提出了《工业机器人技术》课程建设和教学改革的设想。结合我校GSK-RH08焊接工业机器人工作站,在《工业机器人技术》课程教学中增加实践性教学环节——机器人焊接任务,学生围绕该任务进行工业机器人知识的自主学习,以任务完成的质量评价课程学习效果,提高学生的学习积极性和主动性,培养学生的创新思维,训练学生实践技能。通过本课程的学习,让学生掌握典型工业机器人应用技术和操作技能,适应社会发展对工业机器人应用领域人才的迫切需求。     

基于激光扫描的工业机器人焊接焊缝跟踪方法

由于工业机器人焊枪和焊接焊缝之间的位置偏差会导致焊接焊缝跟踪结果存在一定的误差 , 因此提出了一种基于激光扫描的工业机器人焊接焊缝跟踪方法 装 首先 ,采用激光扫描传感器采集工 业机器人焊接焊缝图像 ,并对图像进行滤波、增强、黑白化预处理；其次 ,检测图像边缘后 ,采取激光 扫描方法确定焊接焊缝边缘图像中激光条纹骨架的大概位置 ,经最小二乘法直线拟合出准确的激光 条纹中心线 ,提取焊接焊缝特征点；再次 ,结合工业机器人手眼标定矩阵 ,将激光扫描传感器坐标系 中的焊接焊缝特征点坐标转化为工业机器人坐标 ,从而形成焊接焊缝轨迹；最后 ,采取3 次非均匀有 理 B样条方法得到工业机器人焊枪和焊接焊缝之间的位置偏差 ,修正机器人焊枪位置 ,从而实现工 业机器人焊接焊缝的精准跟踪 装 实验结果表明 ,该方法不仅能够准确检测出焊接焊缝边缘 ,而且能 够跟踪不同宽度、不同形状的焊接焊缝工件     

一种五自由度混联机器人运动学分析

为了使工业机器人的位姿改变更加快速、灵巧,对一种五自由度混联机器人进行了结构分析．建立D-H坐标系求得末端执行器的位姿矩阵,提出一种基于PAUL逆变换法的串联机器人逆运动学封闭解的求解分析方法,求得该机器人的运动学逆解．计算机仿真结果验证了该算法的快速性和有效性．运用包络理论确定局部关节联动所形成的工作空间包络面,论证了该机器人作业姿态的灵巧性．利用几何叠加方法规划出机器人灵巧工作空间,为结构设计和运动控制提供了依据．     

多工位工作岛式抛光机器人工作空间分析及布局优化

为了提高水龙头等工件的抛光效率,提高抛光精度及质量,设计了新型多工位工作岛式抛光机器人.为使该机器人结构更加紧凑,在建立抛光机器人运动学和逆运动学方程基础上,分析了该机器人的灵活加工空间,提出采用多目标的粒子群法对抛光机器人的多个布局参数进行优化分析.该方法同时对抛光机器人的2个重要布局参数进行了优化,并应用粒子群法计算该机器人抛光不同大小工件时各自由度的最大关节空间.最后通过分析抛光机器人在不同工作平面上的灵活加工点验证了优化结果的正确性.实验结果表明,优化布局后的机器人完全能满足指定工件的抛光加工需求,并有较大的加工余量,获得了较好的实验抛光效果.     

水轮机修复机器人焊接曲面空间建模

针对目前水轮机修复机器人在焊接过程中需要建立一套自动焊接系统的问题,依据B样条曲面构造原理,采用图像仿真技术,建立了机器人仿真系统．通过对插补算法的研究,系统解决了远程控制机器人焊接的问题．空间曲面建模可以使焊接机器人在有限示教的条件下自动建立焊接模型并精确完成焊接和磨削操作．     

求取工业机器人测试立方体的生长法

求取ISO 92 83所规定的工业机器人的测试立方体 .籽立方体在不规则的机器人工作空间中生长 ,其顶点不超出工作空间 .搜索所有可能的立方体 ,选择其体积最大者 .计算实例表明 ,生长法可用于各种工业机器人 .生长法可按ISO 92 83的规定确定不规则工作空间中的测试立方体和测试点 ,避免了选定测试点的盲目性和随意性     

基于多目标结构参数优化的微创手术机器人设计

为提高手术机器人的通用性,根据不同微创手术工作空间要求和操作要求设计了一种具有8自由度的通用性微创手术机器人,构造了包含运动学和动力学特性的多目标优化函数,利用遗传算法对含有运动学和动力学的双响应指标进行优化获得了具有较高灵活度的结构参数,为后续结构设计提供了良好的理论基础。     

一种新型多回路闭链机器人的工作空间分析

以一种新型多回路闭链机器人为研究对象，在位置分析的基础上，对其进行了工作空间分析，找到了影响该机器人机构工作空间的因素，提出了一种确定该类机器人工作空间边界的有效方法，并且列举了一个算例以示该方法的可行性．最后，从工作空间的角度提出了一个比较有意义的性能参数：相对工作空间．该参数可以作为从工作空间这一角度衡量某并联机器人性能好坏的指标。     

一种新型空间蛇形机械臂运动学特性研究

针对当前空间机械臂存在的工作空间较小、灵活度较低等运动学方面的问题,提出了一种新型空间蛇形机械臂,取代传统的空间机械臂,并以此为研究对象,对其工作空间和灵活度等运动学特性开展了建模与仿真分析。仿真结果表明,空间蛇形机械臂在臂杆数目较少的情况下,可以提高自身的运动学冗余度,避免由于动力学奇异特性带来工作空间减小的缺陷,增大机构自身的路径无关工作空间的范围,同时可以有效地增加臂杆末端操作的灵活度。     

新型四臂扶持式康复机器人设计

针对现有康复机器人以健康者为分析模型,灵活度受到限制,脑卒中患者步态康复效果受限的问题,利用医工结合分析治疗师手臂生理结构,模仿治疗师康复手法,建立治疗师手臂模型,创新设计四臂机器人,测量人体髋部运动空间范围,利用运动学仿真得到机器人运动空间范围.结果表明:设计的四臂康复机器人运动空间远远大于人体髋部运动空间,验证了机构的合理性,实现了治疗师手法步态训练模拟,为后续治疗师手法再现模拟提供了基础.     

新型机器人控制器在焊接系统中的应用

为了实现焊接机器人焊接功能产权化,采用了一种新型机器人控制器———KeMotion机器人控制器,在此基础上实现了机器人在控制器平台上的焊接功能集成应用,包括焊接系统的控制总线结构、硬件构成以及应用指令模式,实现一种基于新型控制器平台的工业焊接机器人焊接系统方案。在此平台上实现了机器人焊接功能开发,并通过实际焊接作业过程验证了焊接功能开发方案的有效性以及系统的可行性,满足焊接工艺要求。     

工业机器人工作空间约束下激光雷达站位规划

为了解决规划的激光雷达站位满足机器人的可达性问题,文中提出了融合工业机器人工作空间和激光雷达测量特性的站位规划约束模型。借助Denavit-Hartenberg(D-H)方法建立六自由度工业机器人各关节坐标系,采用包络法计算出腕关节的工作空间。依据规划的激光雷达姿态和雷达尺寸计算出激光雷达的可达范围。建立激光雷达站位坐标满足工业机器人可达性约束。结果表明:文中约束方法实现了雷达站位自动规划,验证了所提约束模型的有效性,为大跨度空间下机器人与测量设备结合应用提供了可行途径。