四自由度机械臂运动学分析及Matlab仿真

针对开发的两轴平行两轴耦合特点的四自由度机械臂UsstRobot提出一种改进的代数解法,采用Denavit-Hartenberg方法建立以关节角为变量的机械臂运动学模型,运用矩阵逆乘的方法分离变量,求得了运动学正解和逆解;采用三次多项式插值的方法对机械臂轨进行规划,将运动学解导入Matlab Robotics Tool仿真,得到各关节角度及速度,加速度与时间关系曲线。运动学解及仿真结果在机械臂实际运动中得到了验证。     

五自由度镀膜机械臂的运动学分析与仿真

以5自由度自动镀膜机械臂为研究对象,运用改进D-H法建立机械臂的运动学方程,并利用数值分析法对正、逆运动学方程进行分析求解.通过Matlab软件中的Robotics Toolbox工具箱对5自由度自动镀膜机械臂建模,蒙特卡洛法工作空间仿真和轨迹规划仿真,得到机械臂的工作空间图和末端执行器的运动轨迹及各关节的角位移、角速...     

三连杆机械臂三维空间运动学分析

机械臂的运动学分析是分析机械臂的运动及其控制器设计的一个重要环节。在三维空间中建立了三连杆机械臂模型,并对模型做了运动学分析,用拉格朗日方程对三连杆机械臂末端位移、速度和加速度做了理论分析;同时运用仿真软件Adams对三维中的三连杆机械臂的末端位移、速度和加速度做了运动学仿真,来验证理论分析的正确性。用仿真与理论分析相结合来分析实际情况中机械臂末端位姿以及运动情况,为实际情况下机械臂的运动情况提供了理论基础,为设计机械臂的运动控制提供了理论依据。     

一种三自由度混联机械臂的运动学分析

研究了一种新型机械臂,首先对该机械臂进行了自由度分析,得到该机械臂的自由度为3,具有平面内的两个移动自由度和一个转动自由度。把该机械臂安装在回转台上,可以实现空间360°范围内工作,末端执行器换成抓手即可以实现重物的搬运工作。基于环路传递的方法分析了该机构的运动学正反解,并且给出了5组正反解分析数值算例,验证了正反解分析的正确性。     

基于MATLAB的四自由度机械臂运动学仿真研究

运用D-H法建立机械臂运动学方程,根据所求方程采用数值法进行分析,并用MATLAB软件对分析结果进行仿真,得到机械臂的可达工作空间图。用Robotics Toolbox对该机械臂的正运动学、逆运动学、轨迹规划进行仿真,得到各关节角的位移、速度、加速度与时间关系曲线,为后续机械臂控制系统设计、动力学分析以及轨迹规划等提供理论基础。     

五自由度关节式机械臂运动学分析与仿真

由于服务机器人机械手臂具备五自由度,空间自由运动柔性高和刚度强,被广泛应用娱乐服务。针对家用娱乐机器人的手臂运动问题,利用各关节的相对关系得到了运动学描述。首先,定义了初始零位,同时利用MDH法建立了连杆坐标系。其次从正、反运动学建模两个方面对娱乐机器人手臂进行了运动学描述。再次,利用MATLAB数学工具箱验证了正、逆运动学求解工程的正确性。最后,利用Open GL与VS软件程序实现对手臂进行了仿真实验。仿真结果表明,该虚拟场景能够反应出拟人手臂在三维视景中真实运动情况。     

四自由度机械臂的轨迹仿真研究

为了研究四自由度机械臂的仿真轨迹,利用MATLAB建立笛卡尔坐标系,设置了四自由度机械臂的运动轨迹,利用五次差值多项式进行路径规划。将得到的仿真数据导出添加到动力学分析软件ADAMS中进行运动学分析,运动轨迹与设计基本一致,达到了预期效果,并得到每个轴所受力矩变量随着时间的变化规律,实验结果证明机械臂能够根据设定轨迹平稳地进行运动。     

基于Pro/E的三自由度机械臂末端执行曲线轨迹匀速运动的仿真与实现

本文以三自由度机械臂末端在一定的运动范围内沿规划好的曲线轨迹做匀速运动为目标,首先在Pro/E软件中建立机构模型,然后进行仿真分析定义,最后求解得出关节运动规律曲线,研究方法及获得结果为进一步研究关节处驱动电机的控制方法提供了一定的依据。     

基于Pro/E的三自由度机械臂末端执行曲线轨迹匀速运动的仿真与实现

文章以三自由度机械臂末端在一定的运动范围内沿规划好的曲线轨迹做匀速运动为目标,首先在Pro/E软件中建立机构模型,然后进行仿真分析定义,最后求解得出关节运动规律曲线,研究方法及获得结果为进一步研究关节处驱动电机的控制方法提供了一定的依据。     

基于Adams的Delta并联分拣机械手运动仿真

通过对分拣机械手的总体设计方案的分析,采用扫描法得出其工作空间,从而选择出合适的机构尺寸。在此基础上,通过运动学分析,从推导出的雅克比矩阵中得到速度、加速度的正反解表达式;并通过Adams验算了求解的正确性。最后对机械手速度和加速度进行分析,找出它与摆臂的摆动角速度和所加转矩的关系,从理论上为电机的选型提供依据。     

考虑跃度影响的四自由度并联机构轨迹规划

以一种四自由度3PUS-P-RU并联机构为研究对象,首先利用运动链矢量方程法建立机构的跃度逆解模型,然后揭示了动平台运动过程中没有刚性冲击和柔性冲击的七次多项式运动规律,最后通过运动学逆解计算得到各个关节的运动轨迹。计算结果表明,该运动轨迹下各个关节的速度、加速度和跃度曲线平滑连续且没有突变,运动特性优越,轨迹规划方法有效。     

液压驱动机械臂的轨迹规划

提出了一种基于液压驱动的机械臂轨迹规划方法。在对n自由度机械臂进行基于C空间的无碰撞轨迹规划后,根据液压驱动机械臂的特性,并在对机械臂运用ADMS进行运动求逆的基础上,采用抛物线过渡线性插值算法对液压缸进行了运动优化,得到了基于无碰撞的优化轨迹。仿真及实装试验结果表明,所规划的运动轨迹符合各项性能指标,同时也验证此方法是有效的。     

基于粒子群优化算法的五自由度机械臂轨迹规划

为了让机械臂的工作时间达到最优,以自主研发的抛光机器人样机为研究对象,针对手表表壳表耳部分的抛光过程,提出PSO算法对五自由度机械臂轨迹规划进行优化,并通过MATLAB软件进行机械臂的仿真与分析。仿真结果表明,基于PSO算法的轨迹规划使机械臂在工作过程中加加速度不会产生突变,运动轨迹精度高,机械臂工作时间达到最优。     

医药灌装机械手轨迹规划的研究

针对灌装机械手运动的平稳性要求,提出了基于三次样条函数插值的轨迹规划方法。根据作业任务的要求,在笛卡尔空间中规划机械手末端的运动轨迹。选取轨迹上若干离散点,通过运动学逆解将这些离散点映射到关节空间,并利用三次样条函数对关节空间中的点进行插补,生成连续平滑的轨迹。使用MATLAB编程仿真,结果表明该方法精度高,能满足灌装要求。     

基于视觉的未标定机械臂路径规划

介绍了一种新颖的、未标定机械臂在视觉引导下的寻迹控制策略。在视觉提供手爪的精确位姿条件下,利用欧拉角特性代替非线性的运动学反解计算,不仅简化了控制环节、提高了控制鲁棒性,同时也符合人类视觉操作的工作模式。为服务型机器人的应用发展指出了一个全新的研究思路。     

考虑关节摩擦的并联机器人平滑轨迹规划

针对一种空间3自由度并联机器人,提出一种近似时间最优的平滑轨迹规划算法。与基于动力学模型的传统轨迹规划算法相比,所提出的算法模型综合考虑了所有运动关节的摩擦力矩,通过虚功原理建立了运动机构完整的动力学模型,并将运动学和动力学约束条件转换为伪速度极值曲线,同时计算出伪加速度零值边界曲线,二者相结合能更准确地反映出规划轨迹应遵循的约束条件。利用五次样条曲线分段构建相平面下伪状态、伪速度和伪加速度的平滑运动轨迹曲线,从而保证了驱动力矩、关节速度和加速度的连续性。最后利用所提出的规划方法对一种并联机器人进行轨迹规划,并通过试验验证了该方法的有效性,指出了并联机器人与串联机器人轨迹规划存在的差异,该算法可用于同类工业机器人的在线轨迹规划。     

平面结构冗余并联机构的误差敏感度分析

针对一种含闭环支链的平面结构冗余并联机构进行误差敏感度分析。分析了该机构的逆运动学和正运动学。基于矩阵法建立了机构的误差模型,并通过反解、正解结合的方法对该误差模型进行了验证。基于误差模型,得到了评价机构误差敏感度的指标,绘制了各指标在工作空间内的等值线图。基于误差敏感度指标,定义了低误差敏感性工作空间,绘制了低误差敏感性工作空间在工作空间中的分布图。与平面3-RRR并联机构进行了误差敏感度对比分析。结果表明,该机构的低误差敏感性工作空间占比较大,同时可以通过调节其冗余支链不断扩大低误差敏感性工作空间,使机构在大范围空间中保持低误差敏感性。     

机器人轨迹规划算法的两种应用方法

为了解决工业机器人的运动平稳性问题以及提高其性能,基于轨迹规划算法提出了两种具体应用方法,即基于时间分割与基于位移分割法。分析了轨迹规划中的约束,介绍并比较了两种方法,采用梯形曲线仿真实验证明两方法,从3个方面比较二者的优缺点,说明可用来满足不同规划要求。     

基于多项式插值的五自由度机械臂轨迹规划方法研究

根据机械臂的特殊结构,利用几何法进行机械臂的逆运动学求解。分析了机械臂末端抓手线速度、线加速度和关节角角速度、加速度的关系,对雅各比矩阵的奇异性进行了分析。分别利用三次插值和五次插值的方法对机械臂点位作业和连续路径作业进行关节空问轨迹规划。仿真结果表明插值算法实现了机械臂的轨迹规划要求。