基于三维虚拟环境的机器人运动学分析与轨迹规划

针对目前工业机器人在线示教的编程方式阻碍了企业效益提高的问题,基于计算机图形学自主开发一款工业机器人离线编程软件。首先建立机器人运动学模型,进行运动学分析,然后求解出高效的逆解算法。在关节空间下应用五次多项式进行轨迹规划,并且在自主开发的三维机器人离线编程软件得到应用与仿真。研究结果表明仿真的过程中轨迹非常平顺,在MATLAB中进行验证也表明关节轨迹的平顺性。本研究的运动学分析与轨迹规划通过离线编程较好地实现了机器人仿真运动,实现离线编程,从而提高了企业经济效益。     

六自由度果蔬采摘机器人关节空间轨迹规划

为了提高果蔬采摘机器人的作业质量和运动控制性能,提出了基于三次B样条函数的插值曲线在关节空间进行轨迹规划,并利用具有局部可控性的三次B样条与七次样条函数作为插值曲线的轨迹规划进行标定。以六自由度果蔬采摘机器人为研究对象,利用Creo2.0和MATLAB的robot-toolbox建立了机器人的机械模型和仿真模型,分析了机器人末端执行器在操作空间的运动状态,研究了关节空间与操作空间轨迹的关系及机器人运动轨迹的平滑性。研究结果表明三次B样条函数在关节空间进行插值可以得到平滑的运动轨迹,减小了机械磨损和冲击。该轨迹规划方法能提高工作质量并延长机械臂的工作寿命。     

阀门喷涂机器人的轨迹规划与优化求解

为对特定阀门工件的外表自由曲面进行精确喷涂,提出以阀门外形尺寸和机器人本体结构为约束条件,对喷涂机器人的工作空间进行了合理优化。利用MATLAB对多变量有约束非线性函数优化求解,得到了机器人主连杆杆长以及相应的关节转角范围;对阀门进行了参数描述,并建立喷涂轨迹路径数学模型;通过基于ADAMS的虚拟样机建模、运动仿真和MATLAB数值求解的相互协同和相互验证,得到了合理的关节角逆解。通过优化后的逆解进行仿真喷涂验证了轨迹规划和优化求解方法的合理性。     

基于食品工业六轴机器人的设计与轨迹规划

目前食品工业领域对机器人的灵活性、重复定位精度和运动的平稳性要求越来越高,根据这一要求设计一种关节机械臂串联的六轴机器人。介绍了其基本结构及其技术参数,然后对机器人的轨迹规划进行了研究,采用S曲线加减速结合直线插补和圆弧插补的算法,对机器人的空间直线插补和圆弧插补做了理论分析,并运用MATLAB进行了仿真分析。验证了算法的可行性,证明了该插补算法能有效地减小机器人启停时对电机和机械本体的冲击,为六轴机器人的控制策略的研究和轨迹规划的优化提供了理论依据。     

曲房轨道移动码垛机器人工作空间分析与仿真

根据曲房轨道移动码垛机器人工作情况,在运动分析与轨迹规划中要考虑机器人的工作空间。以D-H法建立机器人运动学模型,分析并求解正逆运动学方程;运用蒙特卡洛法对其进行工作空间分析,并用MATLAB对机器人正运动学方程进行求解仿真得到其末端点的集合。从仿真结果可直观地得到机器人的工作空间,为后续工作空间优化及控制系统研究提供参考。     

食品搬运机器人工作空间仿真与轨迹规划

目的:提高食品搬运机器人连续平稳运动时对轨迹插值点位的追踪控制能力。方法:分析食品搬运机器人的组成结构,建立运动学模型并通过MATLAB进行验证,对机器人工作空间进行建模求解,给出食品搬运台的合理布置位置;结合食品搬运任务要求,提出3段五次多项式插值方法对机器人末端轨迹进行规划,通过MATLAB仿真计算与采集试验数据进行验证。结果:食品搬运台的合理布置空间为z>0 mm且200 mm相似文献   

基于ROS平台的机械臂精确控制研究

针对传统机器人虚拟控制与仿真平台在进行机器人运动控制时控制系统设计工作量大、可移植性差和开发难度高等问题,提出了一种基于开源软件平台(robot operating system,ROS)机械臂运动控制的方法。以六自由度机械臂为研究对象,首先基于ROS平台搭建机械臂控制架构,其次利用RRTconnect(连接性快速拓展随机树)算法对机械臂运动轨迹进行规划,随后分别采用PID控制器和计算力矩控制器控制机械臂沿着规划轨迹运动,最后利用MATLAB软件对机械臂运动过程中各关节的位置、速度等信息进行分析,比较2种控制器控制效果。仿真结果表明利用非线性的计算力矩控制器能够得到比较小的轨迹跟踪误差且控制速度更快。研究表明在ROS平台下,非线性控制器性能更优越。     

基于Matlab和Adams六轴焊接机器人运动学分析与轨迹规划

为提高焊接机器人在狭小空间工作状态的稳定性和轨迹精确性,文章以应用于自动化焊接过程中的焊接六轴机器人为研究对象,采用标准的D-H方法建立了六自由度焊接机器人的理论模型,并对机器人的正向、逆向运动进行分析。运用Matlab和Adams的联合运动学仿真,获得末端执行器轨迹和各关节的角速度、角加速度响应曲线,验证了该焊接机器人具有良好的运动学性能,末端执行机构的运动是稳定的,并且在焊接过程中没有突变。在正确的理论模型的基础上,采用蒙特卡罗方法求解了焊接机器人的工作空间。结果表明：该机器人设计的操作空间合理,可以按照系统设定的轨迹在复杂工作环境中进行焊接作业,该验证方法可以为后续进一步研究样机控制提供理论支撑。     

基于改进粒子群算法的机器人时间最优轨迹规划

针对标准粒子群算法在进行机器人时间最优轨迹规划时容易陷入局部最优、早熟等缺点,提出一种快速收敛的改进算法.算法采用动态学习因子策略替代传统固定的学习因子,并在此基础上利用"3-5-3"混合多项式插值函数进行规划,最后在MATLAB仿真软件中完成机器人各关节运动轨迹的拟合.研究结果表明:改进粒子群算法的局部收敛速度和全局...     

三指灵巧手抓取柔软织物运动轨迹规划

为实现灵巧手抓取柔软织物,对抓取织物的三指灵巧手进行运动轨迹规划。首先,设计灵巧手机械结构及建立其运动学模型;其次,根据被抓取织物的特性和手指运动要求,采用关节空间和笛卡尔空间相结合的轨迹规划方法,关节空间采用五次多项式规划算法,笛卡尔空间采用直线插补规划算法,保证灵巧手稳定的到达抓取点;最后,利用MATLAB提供的机器人工具箱进行实验。结果表明,三指灵巧手能够准确的运动到织物抓取点,轨迹规划符合预期要求。     

基于平行机构的简便机器人运动学逆解算法

在机器人结构中，通过引入平行四边形机构，充分发挥其连杆的平移特性，可简化合并2平行回转轴关节的运动变换矩阵；当与另一正交回转关节组成基本运动单元时，能综合表示为一个等效变换矩阵．仅须2单元串联就能构造6回转关节机器人，且所推导的关节控制角公式简单，便于并行运算，经模拟试验表明：其逆解时间可缩减50％，运算精度提高80％。     

基于点约束的工业机器人标定系统研究

设计了基于点约束的工业机器人标定系统,其主要原理是通过控制工业机器人末端执行器上的激光指针,使得激光束在4处位置分别能够照射到第1个位置传感装置(PSD)中心,并反射到第2个位置传感装置中心,实现激光束校准,获取4组关节角,并通过关节角分别计算出末端执行器位姿的线性方程,根据各线性方程的交点为同一点(点约束),运用Isqnonlin函数搜索出工业机器人关节角偏差。试验在建立标定系统模型的基础上,以ABB公司的IRB120型工业机器人作为试验平台,进行了6次标定试验,试验结果表明:基于点约束的工业机器人标定系统可以快速、精确地计算出工业机器人的J2～J6关节角偏差,由于变换矩阵原因,关节角J1暂不能标定。     

小型袋装食品自动装箱机器人设计及运动仿真

在分析袋装食品装箱实际需求的基础上,设计了一种并联拾放机器人,确定了其性能参数和机械结构,接着对机器人空间运动轨迹进行了规划,并运用Adams软件对规划路径进行了仿真。结果表明,设计的机器人可以精准地进行抓放动作,且在规划路径中运动平稳,运动轨迹规范,满足设计要求。     

基于改进鸡群优化算法的食品拣取机器人路径规划

目的:优化多工位食品拣取机器人路径.方法:提出了 一种基于改进鸡群优化算法(Improved Chicken Swarm Optimization,ICSO)的食品拣取机器人路径规划方案,充分考虑单个工位点机器人最优拣取位置和多工位点之间机器人移动最短距离,构建多工位食品拣取机器人路径规划双层模型.利用密度峰值聚类算法...     

Delta分拣机器人工作空间及灵巧度分析

针对三自由度的Delta分拣机器人通过简化其机构采用矢量法建立了单支链运动约束方程,进而推导出正向运动学和逆向运动学的数学模型。结合具体算例基于运动学正向模型给出了其可达工作空间的工作范围。采用微分法构建了关节速度和操作速度间的雅克比矩阵,基于该矩阵的代数特征确定了以条件数为灵巧度性能指标。通过选取工作空间内的设计工作区域,采用MATLAB软件求解,给出了机器人位于设计工作区域上、中、下三个截面内的条件数分布情况。结果表明算例机器人在指定设计工作区域内无奇异位形出现且具有优良的运动学性能,为现场应用中合理地确定设计工作区域提供了理论参考。     

于密度峰值聚类并行麻雀搜索算法的食品机器人路径规划

目的：提高食品拣取机器人工作效率。方法：提出了一种基于密度峰值聚类并行麻雀搜索算法的食品拣取机器人路径规划方法。建立以总移动距离、点位间路径平滑度和移动安全度为评价指标的食品拣取机器人路径规划模型,在保证机器人移动安全的同时,尽可能提升路径平滑度和降低移动距离。设计密度峰值聚类优化麻雀搜索算法(DSSA),利用改进的密度峰值聚类算法对麻雀种群进行聚类分析,并根据聚类结果划分不同子族群和定义麻雀迭代进化方式;结合多点位路径规划模型和点位间存在的4条潜在移动路径,重新定义麻雀编码方式,搭建并行计算架构,以提高DSSA求解路径规划模型的精度和运算效率。结果：仿真结果表明,相比于其他食品机器人路径规划方法,总移动距离减少了7.3%~39.2%,移动时间降低了26.7%~50.1%。结论：所提方法能够明显改善食品分拣机器人路径规划效率,对提升食品加工企业生产效率具有一定的应用价值。     

基于工业机器人的纸卷自动包装系统设计

针对纸卷包装流程和包装机包装工序,选用ABB 4600系列6自由度多关节型工业机器人和真空吸盘夹手,根据放封头工序在ABB机器人软件中进行编程;在整个控制系统中,选用西门子PLC作为主站,工业机器人作为从站,通过PROFIBUS-DP协议与西门子纸卷包装DCS系统通信,实现了自动取放纸卷包装封头和整个纸卷包装过程的全自动化。     

一种用于种子分选机的高速并联机械手

针对种子分选机执行机构速度快、负载低的工作特点,设计出一种高速小型的并联机械手作为种子分选机的执行机构;采用SolidWorks和MATLAB软件联合仿真技术,建立机械手完整的仿真模型,采用全域性能指标对并联机构进行优化设计;结果显示,在机械手工作范围内的雅克比矩阵的条件数较小,波动平稳,机械手的运动学性能和传动性能均好。研究结果对机械手样机的建立以及控制方法有一定的参考价值。     

HP20机器人的运动学逆解计算及模拟仿真

根据Motoman—HP20型机器人的结构特点,利用DH方法建立了其运动学方程,并推导出了运动学逆解。将所求得的运动学逆解编写成Matlab程序,计算了末端执行器在正弦曲线轨迹下各个关节角度变化曲线。建立HP20型机器人的多体动力学虚拟样机,将曲线导入驱动虚拟样机,得到模型的运动轨迹。通过对比,目标曲线与运动轨迹吻合良好,验证了运动学逆解及程序的正确性。研究结果为研究在特定工况下,机械臂的运动学、动力学及电机扭矩特性打下了基础。图5表1参11     

基于轮廓提取的缝纫机器人运动轨迹规划研究进展

为有效解决服装行业工人短缺与生产效率低的问题,提高服装行业全自动化、无人化生产技术,对近年来工业协作型缝纫机器人研究中的2大核心技术(机器视觉轮廓提取算法与工业机器人运动轨迹优化)的最新研究进展进行综述,介绍了机器视觉轮廓提取中的几种算法和机器人运动轨迹的优化方法,分析了各轮廓提取算法的优缺点与其在服装行业中的实际应用...