码垛机器人机构设计与控制系统研究

针对物流自动化行业中对箱包高速码垛的需求,并依据搬运机器人的性能要求,设计了一种四自由度的码垛机器人。重点分析了码垛机器人的运动学研究,推导了运动学正反解公式及最大工作空间的判断且规划了运动路径,进行了图形仿真,验证了运动轨迹的正确性,利用分布式二级控制结构实现系统的监控和作业管理,协调各关节的运动,准确地跟踪轨迹规划并自主开发码垛机器人控制软件。通过盒控制方式,实验结果表明,所设计的机器人已可满足在物流自动化的目标要求。     

基于MATLAB与Pro/E码垛机器人动力学分析

基于D-H参数法建立码垛机器人手臂的运动学模型。用MATLAB计算码垛机器人的工作空间以确定完成典型任务的工作轨迹,然后用Pro/E的机构分析模块对码垛机器人进行动力学仿真,求各轴在完成典型任务下的受力情况,为开发码垛机器人选择电机减速机的选型提供理论数据。     

码垛机器人控制系统的设计与实现

介绍了混联机构的搬运码垛机器人控制系统的设计与实现方法,根据工作现场的实际需求,对离线码垛过程进行了研究,通过码垛关键参数的输入和码垛空间判断,建立离线编程的基础,给出了机器人码垛的路径规划,硬件控制系统采用工业PC（IPC）作为主计算机,利用分布式二级控制结构实现系统的监控和作业管理,协调各关节的运动,准确地跟踪轨迹规划。软件系统运用了PLC来控制机械人手爪且自主开发码垛机器人控制软件,通过码垛关键参数的输入及示教盒控制方式,经实际使用结果证明控制系统的有效性与合理性。     

基于双S形速度曲线的混联码垛机器人轨迹规划

针对搬运码垛机器人快速与平稳的运动控制问题,对码垛机器人在关节空间中运动轨迹规划方法进行了研究,提出了基于双S型速度曲线的码垛机器人轨迹曲线的规划方法。以混联式圆柱坐标构型的码垛机器人为研究对象,首先在机器人正、逆运动学分析的基础上,获取了机器人各个关节位置相对时间的序列值;其次,在关节空间中引入双S型速度曲线对机器人进行了各个关节的插值计算。仿真结果表明:该轨迹规划方法保证了机器人关节位移、速度、加速度、Jerk曲线的连续光滑,有效解决了码垛机器人在频繁地快速启动与停止过程中对机械结构产生的冲击和磨损问题。     

基于圆弧插补的工业码垛机器人轨迹规划

为实现工业码垛机器人末端执行器的圆弧运动轨迹,提升机器人的运动效率,提出了一种基于圆弧插补算法的机器人轨迹规划算法;给出了码垛机器人本体结构,分析了码垛机器末端执行器运动轨迹。为实现该轨迹,在笛卡尔空间进行圆弧插补,利用圆弧插补算法实现了该轨迹,并进行了仿真分析。仿真结果表明圆弧插补算法运行时间更短,提高了机器人运动效率。     

关节型码垛机器人自主避障的方法研究

码垛机器人在某种具体工作环境中,抓取位置和垛盘之间可能存在障碍物,由此给码垛作业带来了困难。为了解决码垛作业的避障问题,提出一种实现自主避障的轨迹规划方法,该方法主要包括障碍物信息分析、运动检测以及避障规划等部分。首先以一种新型码垛机器人为研究对象,采用解析几何法分析研究此码垛机器人的运动学模型并确定其工作空间,然后通过分析和检测障碍物信息设计出自主避障的方法,最后基于OpenGL仿真软件验证此方法的正确性。仿真结果表明该方法简单有效,通用性强。     

码垛机器人的轨迹规划与仿真分析

针对码垛机器人在高速运行过程中产生的冲击问题,以优化运行节拍提高效率为目的对码垛机器人的运动轨迹进行规划。利用笛卡尔空间圆弧插补方法对运行轨迹进行优化,并在此基础上利用三次曲线插补对r关节运动轨迹进行了再次修正,基于Matlab建立模型对规划结果进行了仿真。结果表明通过轨迹曲线规划方法使得码垛机器人在运行过程当中满足了减小运行冲击和提高运行效率的要求。     

码垛机器人机构设计与运动学研究

针对物流自动化行业中对箱包高速码垛的需求,研制了一种码垛机器人机构.并依据搬运机器人的性能要求,设计一种四自由度的码垛机器人.重点对码垛机器人的运动学分析了研究,推导运动学正反解方程及最大工作空间的判断且规划了运动路径,在运动过程中通过码垛关键参数的输入和码垛空间的判断,最后进行了图形仿真,验证了运动轨迹的正确性,实验结果证明所设计的机器人已可满足在物流自动化的目标要求.     

介入机器人运动学及轨迹规划研究

针对介入机器人运动学和轨迹规划问题,基于D-H坐标系理论建立了血管介入主端机器人的运动学方程,并对该方程进行了求解;其次,在关节空间内采用五次多项式插值方法,结合介入机器人运动参数对关节轨迹进行了插值计算,实现了对血管介入机器人关节空间的PTP轨迹规划;最后,利用Matlab机器人工具箱建立了该机器人的三维仿真模型,并且对机器人运动学、轨迹规划进行了仿真验证。研究结果表明:该机器人连杆参数设计合理,活动空间适应手术要求,运动学方程准确可靠,在关节空间内利用五次多项式进行轨迹规划保证了机器人运动连续平滑。目前该技术已应用于血管介入手术临床试验中。     

基于遗传算法的医药码垛机器人结构参数优化研究

针对应用在医药包装生产线上的码垛机器人的工作空间狭小和臂长冗余的问题,提出了一种结合图解法和解析法来分析求解的新方法。建立了码垛机器人的D-H正运动学理论模型,并验证了模型的正确性。在此基础上考虑实际工况,通过遗传算法工具箱对其臂长和工作空间进行了多目标参数优化,获得了符合工作要求的优化设计变量。最后通过Sim Mechanics模块对码垛机器人进行了结构建模和工作空间仿真。研究结果表明,所获得的优化设计变量满足预期的设计要求,码垛机器人的有效臂长明显缩短,工作空间显著提高且没有内腔,具有很好的工作性能,同时为码垛机器人的结构设计和参数优化提供了理论依据。