电火花创成加工整体涡轮电极运动的研究

本文利用标杆法提出了电火花加工整体涡轮复杂流道曲面确定精加工余量的算法，基于运动学中用齐次坐标及其变换描述位姿的方法，提出了一种计算无干涉创成加工中电极运动位姿的算法，用算例证明了所建立模型的可行性及有效性。     

基于Hermite方法的机器人任务空间二阶平滑位姿路径构造

机器人任务空间的路径构造一直是研究者们重点关注的对象，更加平滑的路径对于机器人运动尤为关键。提出一种机器人任务空间二阶平滑位姿构造方法。位姿路径分为位置路径与姿态路径，用直线和圆弧来表示基本的位置路径，用四元数来表示姿态路径。根据环境给定的过渡区域，基于Hermite方法分别构造位置和姿态路径的过渡曲线，并设计高效易懂的数值积分算法实现位姿路径长度的计算，然后综合数值积分和二分法查找算法实现给定路径长度的插值计算。最后，在MATLAB软件上进行数值仿真分析，验证了所提算法在机器人任务空间二阶平滑位姿路径构造方面的有效性。     

五轴并联机床刀具末端运动位姿自适应控制技术

高精尖领域对精密小零件的加工精度要求越来越高，五轴并联机床作为主要机械加工设备，严格控制机床刀具的运动位姿对于保证成品零件的加工精度具有极其重要的作用。在此背景下，研究一种五轴并联机床刀具末端运动位姿自适应控制技术。在五轴并联机床前方布置两个CCD 摄像头作为视觉系统，拍摄关于刀具末端的左右两张图像；在图像预处理、特征点提取与匹配等环节的基础上，求解位姿参数，包括位置三维坐标以及3个姿态数据。以刀具末端运动实际位姿为输入，利用神经网络获取与刀具末端紧密相连的五轴关节角度补偿量。利用PID控制器，通过补偿量计算位姿控制量不断纠正位姿误差，靠近理想位姿。结果表明：应用所提控制方法，与理想位姿之间的平均误差均更小，且平均误差的波动最小，三维位置坐标波动仅在-0.02~0.015、-0.01~0.02、-0.02~0.02 mm之间；横滚角、俯仰角以及方位角波动仅在-0.02°~0.03°、-0.01°~0.04°、-0.02°~0.01°之间，由此说明所提控制方法的精度更高，控制稳定性更高。     

机械手空间位姿控制的一种改进算法研究及仿真

在介绍伺服控制机器人关节型机械手的组成及其空间位姿变换矩阵的基础上,针对具有关节轴平行特性的机械手提出一种空间位姿控制的改进算法,以改进机械手空间位姿控制算法的计算效率.仿真实验表明,系统动态响应的性能指标明显改善,从而提高了机械手空间位姿控制的实时性.     

一种轻型仿人机械臂关节并联机构设计

基于人体上肢手臂结构特点与运动特性，提出一种轻型仿人绳驱动协作机械臂结构，完成了3-RRRR-（UPU）腕关节并联机构设计；弓形连杆铰链中心连线两两对角相交，交点随动平台相对静平台作球面纯滚动，形成椭圆运动轨迹。构建虚拟圆逼近椭圆误差模型，采集不同尺寸下并联机构运动误差数据进行插值优化处理，得出插值优化模型；在动、静平台分别建立动、静坐标系，构建并联机构运动学简图，完成正运动学分析。通过正运动学分析结果推演出绳索长度与并联机构末端动平台位姿关系，并通过逆运动学分析验证机构正运动学分析。     

四元数法在求解电极加工位姿中的应用

本文首先针对整体涡轮盘的几何造型过程进行了研究，并提出了共轭曲面的创成条件，为求解电极在电火花创成加工中的位姿提供了数据和依据；接着讨论了电极在加工中的位姿问题，主要研究了利用四元数方法求解电极的姿态过程，最终得到了一种计算无干涉创成加工中电极运动位姿的算法。     

基于轨迹压缩的机器人轨迹插值与仿真

针对机器人关节空间轨迹插值中插值点选择的复杂性，以Delta机器人动平台门字形轨迹为研究对象，提出一种基于轨迹压缩的轨迹插值方法。采用PH曲线平滑过渡动平台运动轨迹拐角，将任意轨迹点位置以3个主动杆的转动角度表示，形成关节空间轨迹；将遗传算法与改进的TDTR算法结合，对主动杆转动关节的轨迹进行离线压缩，得出特征轨迹点，作为5次NUBRS的插值点进行轨迹插值；与按时间与距离均匀划分所得相同数目的轨迹点作为插值点，进行轨迹插值数据对比，证明基于轨迹压缩的轨迹插值，关节角速度与加速度的最大值降低。仿真对比表明，此方法降低了动平台的最大加速度。测试实验结果验证仿真结论，动平台运动平稳，进行循环拾取操作的速率可达50次/min,证明该方法在提高运动平稳性方面具有优越性。     

基于避障工作空间的平面机器人机械臂的路径规划

针对多关节机械臂的运动避障问题,提出了一种基于避障工作空间路径规划方法.首先,利用基于射线和相交点的计算机图形学方法建立避障空间(简称为OAPW);其次,在避障空间内,利用D-H坐标方法和MATLAB Robotics工具箱建立了一个具有3个转动关节的机械臂模型;再次,通过最短路径的性能指标规划出最短路径.考虑到运动机械臂与障碍物之间的干涉问题,因此利用障碍物膨胀化方法规划出安全距离的最短路径.最后,运用运动学正反解和插值运算实现机械臂在无障碍物、避障、安全距离避障3种情况下的仿真.     

基于避障工作空间的平面机器人机械臂的路径规划（英文）

针对多关节机械臂的运动避障问题,提出了一种基于避障工作空间路径规划方法。首先,利用基于射线和相交点的计算机图形学方法建立避障空间(简称为OAPW);其次,在避障空间内,利用D-H坐标方法和MATLAB Robotics工具箱建立了一个具有3个转动关节的机械臂模型;再次,通过最短路径的性能指标规划出最短路径。考虑到运动机械臂与障碍物之间的干涉问题,因此利用障碍物膨胀化方法规划出安全距离的最短路径。最后,运用运动学正反解和插值运算实现机械臂在无障碍物、避障、安全距离避障3种情况下的仿真。     

机床运动功能方案的创成式设计方法

分析了刀具和工件信息，提出了用刀具位姿矩阵来描述刀具和工件之间的相对运动，并以运动级联矩阵实现刀具位姿矩阵的方法，给出了创成式机床运动功能设计的主要步骤，应用这种方法可以求出所有可能的机床运动功能方案。以一个三坐标机床运动功能方案的设计为例，说明该方法是有效的。     

基于动作捕捉系统和JACK软件的坐姿舒适性分析

坐姿舒适度是一个受多种因素影响的复杂概念。目前还没有完善的评价座椅舒适度的方法,现有的评价方法大多是基于单一分析的,缺乏对问题的多方面分析。提出了一种将实际环境中的调查方法与虚拟环境相结合的新方法。首先,利用运动分析鹰眼数字系统捕捉参与者的身体运动动作,得到人体在空间中的点位信息,然后,将运动分析EVaRT软件与西门子Jack软件进行实时连接。利用JACK软件中的TAT报表工具输出数据,并在MATLAB中使用自行开发的程序计算出不同座椅坐姿的关节角度、扭矩和肌力,并完成数据分析。在分析了所有的运动研究结果后,发现两种类型的椅子之间差异变得明显。与此同时,研究肌肉舒适度指数,探索新的坐姿舒适度评价方法。将坐姿舒适度指数法与人体数字模型相结合,可以对坐姿舒适性进行分析,可用于优化人体坐姿的舒适度。     

弧焊机器人和变位机协调运动的研究

研究了焊接时机器人和变位机之间的协调运动关系。通过采用船形焊缝约束和机构运动学分析方法．解决了焊接过程中机器人和变住机系统的自由度解耦和运动分解,为弧焊机器人——变位机系统的离线编程研究打下了良好的基础。     

机器人铣削加工让刀误差建模与分析

在机器人切削加工工艺过程中,让刀误差是影响切削加工精度的重要因素之一。以球头铣刀铣削加工为研究对象,视其为准静态运动过程,根据机器人静弹性力学模型和球头铣刀切削力模型,建立了机器人切削过程的让刀误差数学模型。同时,提出了一种基于基因遗传算法的刀具姿态优化方法,以减小切削过程的让刀误差。最后,通过仿真分析了切削参数、刀具姿态和机器人刚度等因素对让刀误差的影响,验证了刀具姿态优化方法的可行性。     

关节型冗余度机器人的运动规划

机器人机构的运动规划是进行机器人智能化设计的重要基础.文章针对关节型冗余度机器人的运动特点,以机器人运动学的理论作为基础,建立了关节型冗余度类机器人机构的运动学模型,并根据机器人机构的尺寸和边界约束条件,分析和确定了机器人各关节点的运动可行区域,运用复合形方法优化筛选出合乎需求的关节点的坐标位置,从而为关节型冗余度机器人的运动学逆解算提供了一种行之有效的优化设计方法.     

基于半解析法的四足爬壁机器人关节扭矩估算

四足爬壁机器人的足端力和关节扭矩是机器人吸附力设计和关节电机选型的重要依据。在考虑重力和吸附姿态变化的情况下,利用有限元分析足端力和关节扭矩需要重复画网格和仿真分析,工作量较大。结合运动学、静力学和有限元分析提出一种简单且统一的半解析方法估算不同吸附姿态下四足爬壁机器人的足端力和关节扭矩。算例中利用半解析法计算得到84组数据并分析得到不同姿态下最大足端力和最大关节扭矩的变化规律,基于算例结果完成了机器人的吸附力设计和关节电机选型,最后实验测量了不同姿态下机器人的关节扭矩最大值。实验结果表明:机器人吸附力设计和关节选型合理,半解析法计算的最大关节扭矩误差小于8.86%。     

主从遥操作机械手工作空间覆盖控制策略研究

针对遥操作机器人主控制器工作空间过小和主从手工作空间不匹配的问题,提出一种区域覆盖思路。将主控制器工作空间与从机械手工作空间一一对应的映射关系转换成主手工作空间多次区域映射的关系,通过多次建立主从手的连接,达到区域覆盖的目的。同时为了更好地控制从机械手末端的姿态,设计一种相对运动姿态控制方法,将传递给机械手的绝对姿态坐标替换成姿态运动信息,以达到相对姿态控制目的。最后,进行仿真分析和试验验证。结果表明：该方法能够实现工作空间完美覆盖,主手能够有效地控制从手运动。     

滤波器在运动控制器中的应用

滤波器在运动控制器中有着广泛的用途,对运动控制器性能的提升具有重要作用。首先简要介绍了控制器中不同滤波器种类及其作用,然后详细介绍了低通滤波器中的一阶和二阶模型,分析了每种类型的特性,并对二者的特性进行了对比。全面介绍了陷波滤波器,并给出了适合在工程中应用的模型及应用实例。总结了滤波器使用的一些要点。     

五自由度机器人高效均匀曲面喷涂方法

针对被喷涂对象是平缓光滑的曲面,给出了一种高效均匀的喷涂方法.使用五自由度机器人,采用特定算法在喷涂过程中保持喷头垂直于喷涂面,且喷涂距离恒定.合理设计喷涂路径,进行等距喷涂,从而提高喷涂的效率和均匀度.以NURBS作为曲面的描述方法,采用"之"字形或者"回"字形路径规划,计算喷头运动插补点,采用泰勒展开式保证步长恒定...     

热点应力有限元分析的主要影响因素

用热点应力方法评定焊接结构的疲劳强度获得了越来越广泛的应用。在热点应力方法中，有限元分析是至关重要的。热点应力的外推方法、有限元网格尺寸大小是影响计算精度的主要因素。文中对三点弯焊接接头进行了有限元计算，比较分析了由不同外推方法和有限元网格划分得到的热点应力，说明了网格尺寸对热点应力有较大的影响，在网格划分时要考虑单元类型的影响。外推方法对热点应力的影响不是很大，一般情况下可用两点线性外推。