振动筛3自由度动力学模型及应用研究

针对当前多以3自由度动力学模型对振动筛进行动力学研究,基于牛顿法建立了3自由度的振动筛动力学模型,并利用Matlab编程求解其数值解。对某沥青搅拌设备的振动筛进行了3自由度模型计算,计算结果较为完整的描述了振动筛的振动过程,符合振动筛的实际工况。     

履带式地面移动机器人动力学模型分析

针对目前履带式地面移动机器人系统的建模、仿真和控制研究很不完善的问题,将移动式模块化的机械手做一个整体结构考虑,建立了一种非完整约束的履带式机器人系统模型.运用极限理论进行了正向运动学分析;考虑履带与地面的相互作用因素,对移动机器人进行了转向动力学分析,以求得滑转率曲线;利用机器人Lagrange动力学方法和非完整动力...     

一种四轮驱动全方向移动机器人的动力学建模

研究了一种基于双轮驱动座结构的全方向移动机器人动力学建模问题.首先根据机器人的结构特征研究了单个双轮驱动座的正运动学和反运动学问题,在此基础上推导出了双轮驱动座的正反向动力学方程,最后,根据双轮驱动座的运动学和动力学方程,建立了四轮驱动全方向移动机器人的运动学和动力学模型,并对模型的特点进行了分析.     

BYQ-3球形机器人的动力学模型

在运动分析的基础上,基于矢量运算的Kane方程建模方法,建立BYQ-3球形机器人的完整动力学模型,并进行仿真和试验研究。分别确定球壳、框架和配重块的角速度和角加速度,以及球壳质心、框架质心和配重块质心的速度和角速度,推导球壳、框架和配重块的广义速率、偏速度、偏加速度、广义惯性力以及广义主动力,在此基础上建立BYQ-3球形机器人的完整动力学模型。通过建立转动关节的转动摩擦力矩和地面对球壳的滚动摩擦力偶矩模型对完整动力学模型进行修正。针对“长轴水平”条件下的直线运动,基于修正后的完整动力学模型进行仿真研究,同时利用BYQ-3球形机器人平台进行开环运动控制试验研究。仿真和试验结果表明：在考虑了摩擦因素后所建立的BYQ-3球形机器人的完整动力学模型是有效的。     

一种新型两自由度永磁电机动力学模型

提出了一种新型结构的两自由度永磁电机,阐述了基本结构及各部分功能。电机转子仅由径向磁化永磁体构成,定子部分为三轴亥姆霍兹线圈组,显著降低了永磁电机内部多维磁场的复杂程度。根据径向磁化永磁体对空间万向旋转磁场的随动效应,即径向磁化永磁体轴线会转动直到与空间万向旋转磁场轴线重合这一现象,通过空间万向旋转磁场控制电机输出端到达空间指定位置,实现空间两自由度任意运动。动力学仿真验证了基于随动效应的两自由度永磁电机方案的可行性,可控制电机输出端到达指定位置。     

带闭链六自由度工业机器人动力学解析模型

提出了一种建立带闭链工业机器人动力学解析模型的方法。将闭链的某一非主动关节的运动副拆开,其运动关系用约束方程来代替,从而形成带有附加约束的等效开链系统,然后基于Kane动力学方程,导出了显式形式的动力学方程。推导解析模型时将部分变量处理为符号量,其余变量处理为数字量,获得了动力学各模型矩阵元素的数字一符号表达式,并给出一计算实例。     

3自由度胸鳍机器鱼动力学建模及推进性能分析

为了提高仿生机器鱼在复杂水环境中的游动性能和推进效率，文中设计了一种3自由度胸鳍机器鱼推进机构，研究了鱼体在3自由度胸鳍推进和两侧胸鳍与尾鳍协同推进两种模式下的游动性能。首先，基于鱼体波传播理论分析3自由度胸鳍关节空间运动规律，采用微元法分析建立其动力学模型，并对不同推进方式下运动参数的影响程度进行了比较和仿真。仿真结果表明：当两个胸鳍相互协同时，机器鱼的平均速度为0.28 m/s,当双侧胸鳍与尾鳍共同协同时，机器鱼的平均速度为0.42 m/s,对比发现胸鳍和尾鳍协同推进时速度更高且推力更大，可实现较宽的游速范围，推进性能更好。     

一种四足多模式移动机器人的设计与仿真

为满足在多种地形下更好地完成任务的需求,设计了一种具有行走模式、越障模式和半折叠模式、并可根据不同地形改变运动模式的四足多模式移动机器人。当机器人处于行走模式时,可在普通较平坦路面行走;处于越障模式时,可通过提升腿部高度翻越障碍物;处于半折叠模式时,通过平台的折叠,可缩短轴距,用于较狭窄路况。利用螺旋理论对机构的平台以及腿部进行了自由度分析;运用D-H参数法求解了四足机器人的正运动学方程;利用Adams仿真软件对机器人的3种模式进行了仿真。结果表明,该机器人可完成行走、越障、半折叠平台通过一定宽度通道的任务,实现了机器人的多运动模式。     

全方位移动机器人动力学研究

动力学是全方位移动机器人运动控制和导航定位研究的基础,但建立精确动力学模型较为困难。以四轮正交驱动全方位移动机器人为研究对象,探讨拉格朗日法求解移动机器人动力学模型可靠性,通过MATLAB/Simulink仿真和在实验室环境下样机测试来分析驱动力矩和机器人速度、加速度运行参数关系,进而验证该方法的正确性。从仿真曲线和实验数据可分析出机器人运动特性与机械结构关系,可为其他形式移动机器人的动力学研究提供参考。     

七自由度机器人动力学优化

对七自由度机器人动力学性能进行研究并优化,七自由度机器人结构上具有冗余关节,可以进行容错控制,因此容错时可能会产生关节的加速度突变,从而引起系统故障甚至损坏机器人系统。为防止加速度突变引起机器人运动故障,首先进行机器人动力学建模及分析,在此基础上将求解出的加速度优化处理,将优化后的加速度进行最优化分析,有效克服了高速运动及容错时容易发生的关节加速度突变。通过实验仿真观测到该优化可以对关节角度实现快速准确的跟踪。     

三自由度并联机器人机构动力学研究

介绍了一种新型三自由度并联式机器人机构,对其运动学和动力学进行了分析和计算,并结合一个实际例子进行了计算机仿真,这些工作将对该机构的控制和结构优化设计提供帮助。     

双模式非稳定结构移动机器人

双轮不稳定结构移动机器人具有两轮分别驱动、同轴且左右平行布置的机构特点,通过对机器人运动姿态的实时控制可实现其运动平衡的稳定和在狭小空间内的零半径转弯.围绕该机器人所涉及的机械结构、动力学模型及平衡控制方法加以研究,解释机器人在载重的情况下,在不同坡度、不同粗糙状态的路面和狭小空间内的运动学及动力学特性,并基于运动平衡模型来实时控制机器人的姿态.机器人样机质量轻、结构紧凑、体积小、功耗低,可以由单人携带.它有载人和载物的双模式控制系统,其中载人模式主控制器通过分析传感器数据调整控制参数,载物模式主控制器接收控制终端命令来完成任务.通过建立机器人动力学模型和状态空间控制模型,并对模型进行仿真,得到了机器人的反馈控制参数,最后通过爬坡、原点旋转、通过障碍物、载人前进后退等试验验证了设计方法的有效性.     

移动式工业机器人动力学分析

移动式工业机器人操作臂是一个复杂的动力学系统，它通常由6个连杆和6个关节组成，具有多个输入和输出，存在着错综复杂的非线性耦合关系。从构造操作臂的雅可比矩阵人手，由系统功能出发，建立了机器人动力学方程，分析了动力学正反两个方面问题。     

双臂雕塑机器人的动力学研究

用 R.P.Paul的动力学分析方法对 2 P-1P3 R双臂机器人进行了动力学研究 ,推导出各关节驱动力或力矩的公式。用切削原理的方法结合微分几何的理论求解切削力。用 MATLAB语言开发出求各关节最大驱动力或力矩的软件 ,并进行了实例数值计算     

双臂移动机器人三维仿真与离线编程系统的研究

文章介绍了一种双臂移动机器人三维仿真与离线编程系统。用户通过图形编程界面对机器人进行任务规划,在三维仿真环境中预览和分析规划结果,最后可将优化程序下载到真实机器人中以进行控制。系统运行于RT-Linux平台,采用Java3D实现三维仿真,能实现多机器人机制。目前该系统支持日本安川公司研制的SmartPal双臂移动机器人。     

基于Kane方法的仿鱼机器人波状游动的动力学建模

提出了基于Kane方法的仿鱼机器人波状游动的动力学模型。通过对鱼体波状游动的运动学描述,将仿鱼机器人离散成刚性头部、柔性身体和摆动尾鳍三个部分并划分为多个运动环节进行分析,考虑鱼体外部环境的作用力:流体附加质量、流体加速作用的弗劳德—克里洛夫力、鱼体游动过程中的阻力特征,建立仿鱼机器人的动力学模型。数值实例表明,利用该动力学模型,能够有效地实现给定鱼体各环节的运动参数求解作用力矩、给定作用力矩求解运动规律,进一步设计仿鱼机器人各环节的运动规律,寻找一种实现鱼体推进力最大和推进效率最高的规划方法。该动力学模型的建立为研究仿鱼机器人的运动控制算法和规划算法,揭示鱼体利用流场能量的动力学机理提供了重要理论支撑。     

Adaptive Trajectory Tracking Control for a Nonholonomic Mobile Robot

As one of the core issues of the mobile robot motion control, trajectory tracking has received extensive attention. At present, the solution of the problem only takes kinematic or dynamic model into account separately, so that the presented strategy is difficult to realize satisfactory tracking quality in practical application. Considering the unknown parameters of two models, this paper presents an adaptive controller for solving the trajectory tracking problem of a mobile robot. Firstly, an adaptive kinem...     

一种考虑安全的移动机器人矢量场路径规划算法

提出了一种考虑安全的移动机器人矢量场路径规划算法,环境的矢量场模型体现了路径对安全的不同要求。通过调节模型参数可以规划得到安全和长度两个标准下的满意路径,此路径既不会太接近障碍,也不会太长。所提出模型计算简单,计算量与运动空间障碍的个数成正比。算法鲁棒性强,除了固定环境,还适合用来进行动态环境下的路径规划。仿真结果验证了算法的有效性。     

五轴注塑机械手控制系统设计

介绍了基于STC单片机的机械手下位机控制系统,该系统由建立在CAN总线通信基础上的规划主板、控制从板组成;规划主板与上位机遵循Modbus协议进行串口通信.本控制系统在实际工作环境中具有运行稳定可靠的特点.