蒙特卡洛方法在Tricept机器人工作空间分析中的应用

Tricept是并联机器人家族中应用较广的一种,它依着独特结构和出色的性能在并联机器人市场中占有重要的地位。本文运用蒙特卡洛法及其位置逆解对其工作空间作了初步地研究,借助于M atlab画出了其工作空间三维图形及其各剖面的形状,为进一步研究打下了基础。     

基于MATLAB的喷漆机器人工作空间分析

基于D-H参数法建立喷漆机器人手臂的运动学模型;针对某型轿车车身,对其手臂参数进行优化和运动学分析,利用MATLAB对优化后的喷漆机器人的工作空间进行仿真分析.仿真结果证明优化的合理性.     

关节型码垛机器人的工作空间分析

机器人工作空间的分析在整个机器人设计过程中,是一个非常重要的问题.文章首先运用D-H法建立机器人的运动学方程,再根据所求的方程采用数值法对关节型码垛机器人进行分析,并用MATLAB软件对分析结果进行仿真,得到机器人的可达工作空间图,通过验证说明了此法的正确性,并为机器人的进一步优化以及控制系统的设计提供了依据.     

Delta机器人工作空间与力矩传递性能分析

为分析Delta机器人在实际运用中的负载能力大小的分布情况,研究了Delta机器人的力矩传递性能。提出了一种基于蒙特卡洛法的绘制机器人工作空间简单高效的方法;推导了机器人的运动学逆解表达式,选取连续可达工作空间逆解表达式唯一的区域作为实际工作空间,并以此确定Delta机器人能够抓取的物体其理论最大高度;绘制机器人在实际工作空间的z轴方向不同截面上的力矩传递性能图谱。仿真结果表明:Delta机器人的力矩传递性能较好的位置总体呈对称分布,且是小区域集中,整体散布,负载能力随截面高度的增加而增大。     

基于D H法的串联机械手臂工作空间分析

以六自由度串联机械手臂为研究对象,对机械手臂的基本结构进行简化,基于D-H法,建立机器人手臂的连体坐标系,进而得到该机构的运动学正解模型;采用蒙特卡洛法对其工作空间进行了初步研究,并借助数学软件Matlab绘制了其工作空间,得到该机构手臂末端的工作空间云点图以及截面形状。研究结果表明:该机构具有较大的工作空间,可以用于水果采摘和农林作业。     

模块化机器人结构设计及运动特性分析

针对传统机器人关节在运动过程中的偏转角度、俯仰承载能力受限问题,以提高机器人偏转、俯仰运动能力为目标,提出单电机驱动双轴式、具有大偏转角度特性的偏转关节模块,和基于平行四边形结构及弹簧部件、具有低功耗高承载能力特性的俯仰关节模块,进行了偏转模块、俯仰模块运动特性分析。建立基于新型模块的机器人运动学模型,对比分析相同尺寸及工作条件下新型机器人与基于传统关节机器人的工作空间,结果表明：同等条件下新型机器人工作空间明显大于传统机器人结构,所提出新型关节模块可有效提升机器人运动灵活性。     

基于蒙特卡洛法的七自由度拟人机械臂工作空间分析

应用D-H法对七自由度拟人机械臂建立关节坐标系并确定杆系参数,建立机械臂运动学模型,应用齐次变换法推导出机械臂末端执行器的位姿。根据机械臂关节空间到工作空间的映射关系,提出采用蒙特卡洛法分析该机械臂的工作空间,得出机械臂工作空间的云图。为后续的机械人轨迹规划、动力学分析、运动控制和参数优化提供了参考依据。     

基于计算机的空间并联机构工作空间的可视化分析

针对3TIR空间并联机构,提出了一种可以普遍推广的离散式蒙特卡洛法,通过对转动自由度的离散化处理达到降维度的效果,利用子空间的并集和交集思想分别实现了整个空间并联机构的可达工作空间以及灵活工作空间的可视化效果,并以一种型为4-PRPaRR的3T1R空间并联机构为例进行实例分析,研究了具体参数对工作空间的大小以及工作性能的影响,并首次从灵活工作空间和可达工作空间的角度分析了空间并联机构的工作性能,为多自由度空间并联机构的应用和研究提供了重要的理论基础。     

基于Pro／E的关节型机器人工作空间求解

提出了一种新的基于Pro/E的机器人工作空间求解方法,通过对IRB1600ID型机器人的工作空间的求解,证明了该方法具有良好的效果.     

卫生陶瓷施釉机器人工作空间的研究

根据典型卫生陶瓷产品的施釉工艺要求,确定施釉机器人为5自由度关节型机器人,对施釉机器人的结构尺寸及工作空间进行了设计计算.     

名优茶并联采摘机器人结构设计与工作空间分析

研究了名优茶并联采摘机器人的结构和工作空间。根据并联机构尺度综合理论,应用遗传算法与直接搜索工具箱GADS,计算出机器人臂长尺寸。结合数值法和几何法,利用快速极坐标搜索法求出机器人工作空间边界,并在MATLAB中绘制空间三维图。比较三维图和给定的工作空间,验证了机器人设计满足工作空间的需求。     

基于一体化关节的模块化六轴机器人技术研究

为适应不同应用场景机器人的定制化需求,研究基于一体化关节的模块化六轴机器人搭建技术。研制14和25两种型号关节,确定其机械与电气通信接口,并测试得到关节性能参数。选用BRR腕结构六轴机器人构型,通过MDH参数法得到该构型模块化机器人正运动学特性。通过分析机器人最大工况负载,研究臂展、加速度及负载之间关系。以设计的50 N负载机器人为例,仿真最大负载工况空间运动轨迹,并联合ADAMS软件进行动力学分析,验证机器人各关节的负载特性。基于模块化机器人技术,搭建两种臂展机器人,使用激光跟踪仪对机器人进行标定实验,并将机器人应用于巡检作业场景。结果表明：基于一体化关节的模块化机器人技术,可快速实现对臂展和负载的定制化需求。     

一种模块化自重构机器人的设计与实现

介绍了一种新的模块化自重构机器人HitMSRII的设计与实现过程,包括机器人模块的机构设计和控制系统的软硬件设计两个部分.HitMSRII在HitMSRI的基础上加入了接触传感器;引入了无线通讯网络;设计了兼具销孔式可靠性和平面式灵活性的新型的模块分离、连接机构;并将控制方式由原来的集中式改为集中式和分布式相结合的方式,使系统能在不增加传感器的情况下自动采集机器人的整体信息.HitMSRII比HitMSRI的体积更小,质量更轻,驱动和通讯能力也更强.     

空间机器人工作空间研究

针对空间机器人工作空间求解问题,提出一种将数值仿真和图解法相结合的方法.数值仿真采用基于随机概率的蒙特卡罗方法,同时引入碰撞检测算法和切片法,仿真得到任意给定切面内杆件与基座无碰撞的工作空间“云图”,“云图”的边界曲线由图解法确定.该方法既利用了数值仿真应用简单、适用各种机器人结构的优点,又能由图解法得到直观、准确的工作空间边界.     

基于3D打印并联机器人机构的工作空间分析

以一种新型三自由度并联机构3-HSS为研究对象,对该机构进行运动学逆解分析,推导出该并联机构的运动学逆解方程,并求解了并联机构的雅可比矩阵,采用Gosselin几何法编程对该并联机器人的工作空间和边界进行研究,得到比较规则的工作空间,且该构型并联机构的工作空间连续,无空洞,并呈现一定的对称性。该研究能够满足当前3D打印技术的设计需求,并为并联机构进一步优化研究提供了理论依据。     

气动仿人柔性灵巧手工作空间分析与抓取实验

采用自主研发的气动柔性关节,仿人手外形研制了一种新型柔性灵巧手。该机械手为人手的1.5倍,每根柔性手指由两个气动柔性关节组成,通过调节关节内气压控制手指形变实现机械手抓取物体。利用三维运动捕捉系统和机械手气动实验平台进行了不同气压下柔性手指的运动学实验,分析了机械手工作空间,并进行了机械手抓取实验。实验结果表明:该机械手具有较好的柔性和物形适应性可实现多种抓取模式和完成不同类型物体抓取;五指握取时可抓持最大物体直径为220 mm,最小物体直径为50 mm,质量为1 kg的物品。     

基于Monte Carlo方法对3-PUU并联机床工作空间的优化分析

以固体火箭发动机复杂药柱整形为背景,提出了一种具有三个平动自由度的PUU并联机床.首先求解并联机床的运动学逆解方程,通过考虑其结构约束条件,以工作空间最大化作为设计目标,然后采用Monte Carlo方法对该并联机床的工作空间进行了优化分析,最后根据优化结果及机床的设计目标对工作空间进行算例分析,并利用Matlab软件仿真得到并联机床工作空间的实体模型,为该机床合理设计提供了理论基础.     

基于遗传算法的机器人轨迹插值方法的研究

为了降低工业机器人在运动过程中关节的最大加速度,提升运动的平稳性。通过对机器人运动学分析,求出起始和终止关节角度,分别采用三次多项式和高阶多项式插值算法进行运动插值。分析两种方法的特点,提出一种新型多项式插值方法为三段多项式“414”插值算法。根据运动过程加速度连续且最小原则,采用遗传算法给出最优的两个时间节点。通过MATLAB进行仿真实验证明了“414”多项式插值方法能够使关节加速度变化更加平稳,解决了三次多项式插值算法不能约束加速度和五次多项式插值算法加速度过大的问题,降低了传动机构的冲击。