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。     

六自由局局部闭链操作臂逆运动方程的一种新解法

给出了机器人逆运动问题中六自由度局部闭链操作臂逆运动方程的一种新解法。该方法是基于D－H方法模型,在求解中只需一次逆乘,不需要对操作臂末端位姿进行坐标变换,避免了大量的逆矩阵相乘运算,便于编程和控制。     

服务机器人的双臂运动学仿真研究

目前服务机器人存在结构复杂、价格昂贵等问题,课题组设计了能满足日常服务的四自由度服务机器人的双臂。设计服务机器人双臂的主要结构:采用D-H法建立各臂连杆的参考坐标系;求解了运动学的正逆解;利用MATLAB编程求解单臂的工作空间;利用MATLAB建立双臂运动仿真模型。空间轮廓运动仿真结果验证了正逆运动学求解的正确性。该双臂工作空间能满足日常服务需求。     

基于非线性偏最小二乘的操作臂逆解算法

操作臂逆运动学问题是机器人控制中的一项重要内容。目前使用较多的神经网络法大多为多输入多输出或者多输入单输出方式,需要大量运算。非线性偏最小二乘法(NLPLS)建立的模型分为内部和外部模型,样本数据经外部模型处理后才用于训练若干个单输入单输出的神经网络。对PUMA560操作臂的仿真试验表明,在相同隐层神经元数的情况下,该算法比普通神经网络法具有更好的预测精度。这也表明,NLPLS只需较少的隐层神经元数就可以达到普通方法的精度,从而减少运算量。     

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     

固定电机驱动的平面关节型机器人无参数运动学标定

针对传统平面关节型机器人(简称SCARA)运动臂质量大的缺点,设计一种固定电机驱动的SCARA。为提高其精度用无参数化标定的方法进行运动学标定,根据D-H方法,在空间坐标转换的基础上建立了该SCARA的数学模型,得到杆件间相对位置关系;通过外部测量设备测出末端执行器的位姿,利用运动学正逆解解出实际位姿与理论位姿之间驱动输入的差值,补偿到理论的输入中,得到补偿后的动平台位姿。通过计算机仿真表明该标定方法能极大提高末端执行器的位置精度,证明了无参数化标定方法的有效性和可靠性。     

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。     

工业机器人运动学研究进展

机械制造业是国家的重要支柱产业,以工业机器人等为典型代表的高端装备是相关产业自动化、智能化水平的重要标志。工业机器人运动学是运动控制的基础,涉及所有与运动有关的几何参数和时间参数。运动学作为轨迹规划的理论基础,一直是工业机器人的研究重点。对工业机器人的正运动学和逆运动学进行了简要介绍,对其研究进展进行了总结,指出了目前运动学研究存在的关键问题。     

三自由度索绪机械臂设计与试验

为解决目前纤维检验机构使用的索绪装置因长时间使用导致维修困难、无法调节运动速度和轨迹的问题,设计了一种三自由度索绪机械臂。首先,设计了索绪机械臂的机械结构,机械臂由提升关节、摆动关节、旋转关节和末端执行器组成,3个旋转关节对应3个自由度;其次,根据D-H法建立机械臂的运动学模型,求得运动学方程的正解,并运用拉格朗日功能平衡法进行动力学分析;然后,使用ADAMS进行动力学仿真,得到关节电动机所需的力矩值;最后,设计系统控制方案,搭建索绪机械臂试验样机进行功能测试。测试结果表明,该机械臂可根据现场情况调节运动速度和轨迹,为索绪装置的结构改进提供了一种新思路。     

基于遗传神经网络求解机械手逆运动学问题

首先采用神经网络逆辨识模型建立机械手的逆运动学模型,结果显示该法不可行,然后采用神经网络模型和遗传算法相结合的方法来解决其逆运动学控制问题,结果表明此方法即便是在系统不存在其逆映射时,也能获得很好的效果,从而验证了该方法的有效性。     

基于坐标变换法的3关节机械臂运动学研究

针对当前在串联机器人运动学分析中使用的D-H参数法存在观察抽象、坐标系转换不灵活、参数容易混乱、理论模型与实体模型出入大等缺点,课题组采用坐标变换法对3关节机械臂进行运动学研究.依据关节之间的相对位置关系建立坐标系,采用齐次变换矩阵对坐标系之间的关系进行描述,并建立运动学方程;采用D-H参数法建立机械臂的运动学模型,在...     

曲房轨道移动码垛机器人运动学分析与仿真

针对曲房架子制曲工艺人工翻曲劳动强度大的问题,研发轨道移动码垛机器人,代替人工进行曲块自动搬运与多点多工位码放。运用Solid Works建立轨道移动机器人的三维结构模型,以D-H法建立其空间关节坐标系并确定杆件参数,建立机器人的正逆运动学模型并推导正逆运动学方程;通过MATLAB Robotics Toolbox对机器人作运动学分析和仿真,验证了连杆参数设计的合理性和运动算法的正确性,为机器人动力学、控制和轨迹规划的研究提供了必要的基础数据,为实际物理样机的研制提供技术依据。     

智能物流小车机械臂系统设计

本项目是基于ARDUINO,采用C语言进行编程,通过Open MV进行颜色识别的六自由度机械臂系统.根据任务使用要求,该六自由度机械臂可以通过二维码扫描模块获取任务信息并对处于静止状态不同颜色的物块进行识别,从而进行抓取和放置等工作.文章对六自由度机械臂的机械、电控设计方案和运动学分析做了简要介绍,对机械臂固定位置的调参和Open MV颜色识别方案以及相关程序算法进行了叙述,并对现有颜色识别提出更为准确的改进方法,为准备物流小车比赛以及学习自动化控制的人群提供参考.     

轮足式仿人机器人行走机构设计与仿真分析

针对轮足式仿人机器人行走机构的功能需求,利用SolidWorks软件对轮足式仿人机器人行走机构机械部分进行三维建模,采用D-H参数法建立机器人运动学模型并推导正逆运动学方程,利用SolidWorks、Adams软件对机器人行走机构进行了原地蹲起和跳跃的动力学仿真,完成行走机构的机械设计。     

新型三自由度拟人并联机械臂及其位置分析

提出了一种新型三自由度拟人并联机械臂,该机械臂由3个直线电机控制,完成腕部的二维移动和一维转动。基于机械臂的结构几何关系,运用坐标变换方法,得出这种机械臂的逆、正解方程式,且是唯一的封闭解。在满足各机构约束的条件下,根据机械臂的逆解方程式,绘制了其工作空间轮廓图,为该机械臂的应用提供了理论基础。由于该机械臂的结构简单、工作空间大、装配方便等优点,因此在现在工业领域有着潜在的应用前景。     

3-RPS柔性并联定位机构运动学分析与仿真

对具有空间三自由度的3-RPS柔性并联定位机构进行了运动学分析及仿真。首先,以3-RPS并联机构为基础,将机构中的运动副用柔性铰链代替,研制了一台具有三自由度的精密定位机构;其次采用"伪刚体模型"方法将该精密定位工作台等效为伪刚体模型,利用齐次坐标变换方法和矢量闭环方法构建其逆运动学模型;最后,利用软件RecurDyn进行仿真分析,测量出其位移与速度随时间的变化曲线进行验证。结果表明所建立的机构理论模型合理,且机构具有良好的运动学性能。     

卷纸机的优化改造

针对纸机卷取机第一卷收臂机动性差的劣势,本文通过对卷取机结构分解、运动学分析,并结合软件仿真和轨迹绘制,对从ALLIMAND引进的03#纸机卷取机进行优化改造,改善第一卷收臂复位功能,提高设备成品率和新产品研发效率。     

颗粒阻塞变刚度可折叠柔性臂设计

针对折纸结构存在的刚度恒定不变及刚度不足难题,基于折纸结构和颗粒阻塞原理,笔者提出一种质量小、惯量低、刚度调节范围宽、空间折展比大、制作成本低的变刚度可折叠柔性操作臂。首先,设计了由多个折叠柔性单元串联而成的折叠柔性臂的三维结构方案;提出基于颗粒阻塞原理的折叠柔性臂的刚度调节方法,完成了柔性臂变刚度系统方案设计;提出电机驱动、绳索传动的折叠柔性臂驱动方案,以实现柔性臂的位姿变换;最后,完成变刚度折叠柔性臂的样机制作和弯曲变形实验、刚度测试实验测试。样机实验测试结果表明：所提出颗粒阻塞变刚度可折叠柔性臂的弯曲实验结果与运动学模型、刚度模型的理论计算结果较为一致,验证了该变刚度柔性臂的设计方案的正确性。     

四轴机器人控制系统设计

针对四轴机器人运动控制问题,设计开发了一套基于雷赛运动控制器和触摸屏的具有人机交互功能的四轴机器人运动控制系统。首先采用改良D-H法建立了机器人的运动学模型,并对机器人进行运动学分析,求得了机器人的正逆运动学的解。然后分析划分了机器人控制系统的功能,在运动控制器上开发了相应的参数设置模块、状态监测模块、文件管理模块和运动控制模块,并在触摸屏上设计了人机交互界面。最后通过分析机器人在空间的直线运动,设计了机器人直线插补算法,并在运动控制器上开发了相应的插补运动模块。经实验验证,控制系统能够有效地对四轴机器人进行运动控制,且运动过程平稳可靠。控制系统解决了四轴机器人的运动控制问题。     

上甑机器人运动学分析及轨迹研究

在利用运动学模型实现上甑机器人的控制中,针对旋转式上甑机器人的特殊结构,通过改进Denavit-Hartenberg法建立其正运动学模型,随后解析其逆解表达式并加以验证。工作空间的仿真结果表明,该试验设计的上甑机器人可完成整层平铺、探气上甑的工作任务;同时利用混合曲线法生成运动轨迹,并分析关节角、角速度及加速度的时间历程,结果表明该方法适用于上甑机器人。