基于6R关节式工业机器人的运动规划研究与仿真

工业机器人运动规划是控制机器人完成工作运动任务的关键,直接决定了机器人运动轨迹质量.为研究6R工业机器人的运动问题,本文以安川MA1440机器人为研究对象,对其进行运动轨迹分析与仿真.首先,基于CREO三维软件建立三维模型,其次,根据D-H参数法建立机器人的连杆坐标系,进而得到关节角度等相关参数,然后根据齐次变换矩阵导...     

关节型机器人运动学仿真及控制系统设计

关节型机器人各运动关节动态特性和控制系统的稳定性直接影响机器人以及轨迹规划的可达性.以IRB140关节型机器人为研究对象,依据标准D-H参数法和空间位姿变换理论推导出机器人正向运动学数学模型,并采用机器人逆运动学和改进后的五次多项式插值算法实现了机器人在关节空间下进行轨迹规划时各运动关节速度和加速度过渡平滑的目的.最后...     

基于执行时间约束的机器人关节空间轨迹优化

为在保证机器人运动轨迹的平滑性的条件下提高机器人工作效率,提出一种基于轨迹执行时间归一化处理的关节空间运动轨迹规划优化算法。对轨迹的执行时间进行归一化处理,分析关节空间位置、速度、加速度的运动轨迹相对于归一化时间的数学模型;考虑关节运动参数的约束条件,采用五次多项式拟合机器人在关节空间的运动轨迹,分析不同轨迹执行时间对关节位置运动轨迹的超调量的影响,实现机器人关节空间的位置轨迹优化;在M atlab环境里对机器人的运动轨迹进行仿真建模,完成机器人运动学仿真。多组仿真结果表明,该算法在保证机器人轨迹平滑的基础上,能保证轨迹执行时间最优,有效地提高机器人的运动效率。     

基于重复变换法的机器人搬运动作的仿真

研究以多关节站立型机器人为对象,以日常生活中常见的搬运动作为例,为了生成理想路径,且达到稳定姿态,根据多关节机器人的特点,用重复变换法,对站立型机器人搬运动作轨迹生成进行仿真和考验.通过对搬运过程中各关节所受力矩的逐次评价,逐次更新各个关节姿态,生成了搬运轨迹.仿真实验证明,站立型机器人搬运中,系统稳定,不翻倒,又使其各个关节所受的力矩负担最小,可以完成搬运动作.     

基于Webots的蛇形机器人翻滚运动仿真及实现

针对蛇形机器人的侧向翻滚运动,给出一种建立正交关节蛇形机器人三维空间运动模型的方法,提出了一种更为简单的实现蛇形机器人侧向翻滚运动的舵机输入函数.通过选择不同的控制参数,可以实现蛇形机器人"U"字形和"V"字形侧向翻滚运动.在Webots移动机器人仿真软件上进行正交关节蛇形机器人翻滚运动仿真,并在蛇形机器人本体上进行试验,验证了所提控制规律的有效性.     

以AutoCAD为平台的机器人运动仿真研究

借助AutoCAD工作平台、以参数化三维实体造型进行建模,利用AutoLISP语言为工具进行机器人运动仿真,以Puma50为例,建立了机器人的数学模型和几何模型,并通过运动仿真,使其数学模型和几何模型得到了相互验证。     

双足机器人运动学三维仿真研究

机器人三维图形仿真是机器人离线控制系统开发中的重要环节.为优化机器人的位姿,双足机器人由于具有多自由度、强耦合和高度非线性等特点,其运动学仿真研究大都集中在各个关节的运动学二维曲线上,很难有三维可视化运动效果.针对这一难点,对双足机器人提出了一种树形数据结构.通过采用结构并结合机器人连杆机构的运动学原理,设计了一种机器人运动的矩阵变换方法.根据上述方法,树形Matlab平台可视化编程实现了双足机器人运动学三维仿真,并作了仿真双足机器人的行走动作和进行动作优化.为实物机器人的研制提供了可靠的技术依据.     

空间机器人目标捕获的自适应规划

与地面固定基座机器人不同的是,空间机器人的运动学方程中含有动力学参数。在执行目标捕获任务时,目标动力学参数的不精确会给空间机器人的规划带来致命的影响。针对目标捕获后动力学参数不精确情况下的关节空间规划问题,在建立了自由飘浮空间机器人运动学模型的基础上,给出了雅可比矩阵及其动量守恒方程中的惯性参数以及惯性参数的组合参数线性化的具体形式,提出了一种关节空间的自适应规划方法。以平面二连杆空间机器人为研究对象进行仿真验证。结果表明,所提出的自适应规划方法可以有效降低惯性参数不精确给运动规划带来的影响,为空间机器人执行目标捕获等任务时提供了任务空间内精确轨迹跟踪的能力。     

用于丝驱动连续体机器人的实用运动学研究

针对单段及多段连续体机器人运动学问题,提出分段常曲率与粒子群算法相结合的完整正逆运动学分析方法.以双段丝驱动连续体机器人为研究对象,首先设计含平移段的机器人样机;然后利用分段常曲率方法建立驱动空间与关节空间的相互映射,根据齐次变换得到关节空间至工作空间的正映射关系;最后利用线性递减权重粒子群算法实现工作空间至关节空间的逆映射.对双段连续体机器人的运动学进行仿真及逆运动学求解耗时测试,并在研制样机上进行了实验验证.仿真结果说明了所提运动学研究方法的合理性及逆运动学求解的快速性,实验结果显示位置平均误差小于双段连续体机器人本体长度的6.22％,验证了所提运动学的有效性.     

连续软体机器人的结构范型与形态复现

为提出连续软体机器人的设计与分析通用理论,根据当前连续软体机器人的运动特征和细长软体生物纵肌结构抽象出通用的结构范型（GSP）,并由此建立了连续软体机器人在驱动空间、构型空间和任务空间中的一般运动学．针对这类机器人在构型空间中灵活运动或操作的需求,提出一种细长软体机器人对任意目标曲线的形态复现算法,并采用离散Fréchet距离评价形态复现的相似性．通过仿真和实验,以形状记忆合金（SMA）弹簧驱动的双软体模块机器人为例验证了结构范型与一般运动学的正确性．此外,以仿生运动曲线等为目标曲线,以组合案例分析曲线形状、关节数量和关节参数对复现效果的影响．结果表明,软体单元模块数量越多或其最大弯曲角越大,形态复现的相似性越高．