六由度并联机器人位姿控制分析与仿真

利用刚体空间六个自由度运动原理,以Stewart平台为例,介绍了并联机构正反解的基本原理。并针对并联机构更困难的正解问题,利用Matlab设计一个图形加数字坐标仿真程序,可以方便地求得并联机构符合实际客观条件的位置解,并直观地观察各杆件之间的空间关系。     

基于螺旋理论的3-RRS并联机器人运动学分析

提出了一种新的3-RRS并联机器人运动学分析方法：应用螺旋理论建立了螺旋和反螺旋模型,通过模型分析得其运动自由度与KutzbachGrubler公式计算结果一致;推导了并联机器人的位置正反解模型,用仿真软件Matlab中牛顿迭代法进行了先正解后反解和先反解后正解计算,验证了数值的正确性．该方法同样适用其他并联机器人,具有应用价值．     

一种新型烹饪并联机器人位置与工作空间分析

提出了一种基于新型并联机构的烹饪机器人。首先对人工烹饪时锅具的运动进行分析,设计了旋锅、颠锅、翻锅、倾斜4个基本动作;然后依据4个基本动作,设计了2RRPS/SPS并联机构作为烹饪机器人的工作平台。运用解析几何法求得工作平台位置正反解表达式,并利用MATLAB软件验证了位置正反解表达式的正确性,通过运动仿真验证了该烹饪机器人的有效性。     

机器人运动学反解惟一性研究

针对代数方法给出的机器人操作臂代数解, 应用几何规划法排除局部链机构的不可能位姿,确定了工作空间所对应的操作空间关节变量的取值范围,从而惟一地确定了给定腕点位置所对应的关节变量值。     

新型Delta机器人运动学建模及结构分析

通过对传统Delta机器人的分析,介绍了一种新型的Delta机器人结构,并运用ANSYS Workbench 14.0对传统Delta机器人结构以及新型Delta机器人结构进行静力学分析。通过对两种机器人结构模型的总变形量和应力分析结果进行比较分析,证明新型机器人结构的静力学性能得到了有效的提高,增强了Delta机器人的刚性和稳定性,并为新型Delta机器人后续的结构优化和控制系统的设计提供了参考依据。     

块状食品拾放的并联机器人

中国的食品包装行业大部分还在依靠人工,尤其是上料拾放这种重复性的劳动,依靠人工不仅工作强度大,而且卫生不能保证,所以急需一种高速、稳定的拾放机器人来代替人工。在分析块状食品全自动包装生产线技术要求基础上,设计一种三自由度并联机器人,介绍了其基本结构及主要部件的设计,利用ANSYS的Workbench模块对机器人整机作了模态分析。得到机器人的固有频率,机器人在频率80～121 Hz之间易发生共振,通过振型图得到机器人运动铰链上的虎克铰位置最易产生变形,设计时需加强此位置的刚度。研究为块状食品包装生产线上的拾放工序的自动化提供一种解决方案,为三自由度并联机器人的结构设计提供理论分析基础。     

三自由度精密定位机构静刚度分析

对3-SPR柔性并联精密定位机构静刚度进行分析。建立了该柔性并联定位机构的静刚度矩阵,利用建模软件SolidWorks建立机构的实体模型并基于软件ANSYS Workbench进行实例分析。结果表明：所建立的机构理论模型具有良好的静力学性能。     

3支链6自由度并联机构运动学研究

为了使并联机构在三维空间完成3个转动和3个移动的动作,可以进行全方位的运动,课题组提出了6自由度2PPRS-RPRS并联机构。课题组描述了该并联机构的构型,建立了机构的运动坐标系;利用螺旋理论求解了机构自由度,并运用修正Kutzbach-Grüble公式验证了自由度求解的正确性;根据支链与定、动平台间的相对姿态关系,推导了支链平面方程,并结合杆长不变条件,推导获得了该6自由度并联机构全部位置逆解的解析解;并基于三维边界搜索法,求解绘制出了机构的可达位置工作空间;最后,通过SolidWorks/Simmechanics的三维运动/参数可视化联合仿真,得到了机构的驱动位移相对时间的变化曲线。研究结果表明该机构构型设计、自由度分析正确,得出了该机构在三维空间内的运动学输入、输出的变化规律。     

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     

食品拾放的3-PUU并联机器人轨迹规划

为使机器人能够高速精确地完成作业任务,需要对机器人的运动轨迹进行轨迹规划。主要针对三自由并联机器人在食品拾放作业中运动不平稳的问题,提出采用回旋线和圆弧线组合的方式,作为机器人运动轨迹中2段直线之间的过渡曲线,以修正梯形加速度运动规律为前提,以运动时间最优为目标,采用蚁群算法得到优化后的运动轨迹参数。运用ADAMS和MATLAB联合仿真的方式,验证优化后运动轨迹能够提高机器人的运动平稳性,减小末端执行器运动时的抖动,为机器人的运动控制研究提供理论方法及依据。     

高速机器人分拣系统机器视觉技术的研究

针对我国食品生产行业的实际需求,基于并联机器人、机器视觉等先进技术,构建了面向食品生产包装的高速机器人分拣系统,研究了输送带上运动食品的机器视觉定位算法,设计了运动食品分级与定位的机器视觉硬件系统,基于专业图像处理软件Sherlock,研发了自动分拣机器视觉软件系统,以提高我国食品生产效率、保证食品卫生、降低劳动强度。     

二杆机械臂式激光模切系统运动学分析

为了使二杆机械臂式激光模切系统能够按照控制器发出的控制命令驱动连杆各关节,使连杆末端激光头达到模切任务所要求的目标位置,对其进行运动学分析及仿真。对常见的振镜式激光模切系统和飞行光路式激光模切系统进行对比分析,提出一种二杆机械臂式激光模切系统。利用D-H变换法建立机构坐标系,并对其进行正逆运动学分析。基于MATLAB/Simmechanic软件建立二杆机械臂运动学仿真模型,对其作用空间进行仿真分析。对机械臂末端规划一条直线,将直线数据导入运动学模型。结果表明:机械臂末端能够按照控制指令达到所要求的目标位置。     

离合压凸轮机构的运动学分析与仿真

应用UG软件对某型胶印机离合压机构进行了建模与虚拟装配.基于UG软件的运动学模块,分析了创建该机构运动仿真的过程,并运用运动学模块中的图表功能,分析了凸轮从动件在高速运行时的角位移、角速度与角加速度变化,为离合压凸轮机构的改进提供了依据.     

基于UG软件的串联式凸轮连杆机构的设计方法与运动分析

为了提高机构设计的效率和准确性,加快产品开发的进程,以串联式凸轮连杆组合机构为例,利用VB语言编程结合UG三维造型软件,成功实现了凸轮连杆机构的参数化设计及运动仿真。该软件系统能在初步给定连杆参数及从动件运动规律的情况下,自动生成凸轮轮廓参数,并能对机构运动的正确性予以检验,为设计、加工提供了理论依据,极大的提高了机构设计效率。该方法还可用于同类机构的设计。     

基于并联机器人的食品分拣控制系统设计

为解决食品包装过程中分拣困难、漏拣和误拣率高等问题,基于并联机器人设计一种食品分拣控制系统。食品分拣设备主要包括并联机器人、夹持器、工业相机、LED光源、传送带等。以并联机器人为研究对象,设计一种模糊神经网络控制器,实现在线调节PID控制参数。通过改进粒子群优化算法,实现神经网络初始权值最优化处理,并开展相关试验研究。结果表明,系统漏抓和误抓率非常低,最大为0.1%;并联机器人的食品分拣控制系统具有好的稳定性和可靠性;抓取精度较高;能够满足食品包装要求。     

并联机器人的轨迹规划仿真

并联机器人是机器人研究与应用的一个重要部分,并联机构的逆解和轨迹规划比较容易,本文给出了三自由度并联机器人的逆解,描述了轨迹规划的方法,在VC＋＋6．0的环境下利用OpenGL对其运动轨迹进行了实时仿真。     

高级平面机构运动分析的转换机构法

根据Goodman间接分析法的基本思想，将平面复杂机构转换为平面Ⅱ级机构，用平面Ⅱ级机构运动分析方法进行分析，然后通过一些换算关系式求出原机构的运动参数。文中论述了应用转换机构法对平面复杂机构进行运动分析的过程，推导了基本运算公式。并对具体实例进行了分析。