基于等效有限元方法的液压挖掘机工作装置动力学及特性研究

根据液压挖掘机工作装置机械臂运动和受力特点,对其进行动力学分析。采用基于集中质量和惯量的等效有限元法建立液压挖掘机机械臂的动力学微分方程,运用龙格-库塔(Runge-Kutta)数值求解法对运动微分方程进行推导和数值求解,对各臂杆的动力学特性进行了分析。采用动力学仿真软件ADAMS建立了液压挖掘机工作装置的虚拟样机模型,选取与数值求解相同工况的参数进行仿真分析。通过对比仿真结果和数值求解两种方法得到的动力学特性曲线,结果基本一致,表明机械臂动力学建模方法的正确性。     

六自由度机械臂轨迹规划的研究

为对六自由度机械臂进行轨迹规划,首先确定对六自由度UR10机械臂进行运动学建模,以齐次变换表述机械臂位姿,在此基础上采用D-H参数法对该机械臂进行位姿分析,并建立UR10机械臂运动学的数学模型.通过MAT-LAB机器人工具箱建立模型并对其进行仿真研究,得到其关节位置、速度及加速度的变化图和末端轨迹,最后通过五次多项式插...     

基于V-REP和MATLAB的机器人建模及轨迹规划仿真验证

以6自由度串联结构机械臂为研究对象,通过DH参数法采用MATLAB工具箱建立机械臂的运动学模型,完成正逆运动学方程求解函数.使用三维设计软件UG对机械臂进行三维结构建模,通过接口导入到跨平台开源仿真软件V-REP中建立其机械臂的虚拟样机模型,运用MATLAB完成运动轨迹规划并通过远程API同步模式控制V-REP完成运动...     

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...     

基于构形平面的水下机械臂运动学求解方法

基于构形平面的运动学方法,推导出一种解决水下机械臂的运动学求解方法。首先研究了空间机械臂的常见空间关节形式,通过简化建立了统一形式的运动学表达形式。然后介绍了构形平面方法的基本原理和方法,并对构形中多角度连接模块进行了建模。对设计的水下机械臂进行简略介绍,建立其运动学模型,采用构形平面方法详细推导了水下机械臂的运动学求解过程,最后进行实例仿真,验证方法的有效性。     

基于MATLAB的串并混联7-DOF仿人机械臂正运动学分析及仿真

设计了一种串并混联7-DOF仿人机械臂,并通过对并联机构进行运动学分析和D-H建模,建立了仿人机械臂正运动学的数学模型;运用MATLAB中的Robotics工具箱对仿人机械臂进行正运动学仿真,得到连续平滑的关节角度规划曲线和腕部笛卡尔空间轨迹。仿真结果表明,设计的仿人机械臂结构参数合理,为仿人机械臂的优化设计提供了依据。     

线驱动绿篱修剪机械臂运动学分析及仿真

针对当前绿篱机械臂无法在复杂环境和非结构环境下作业的问题,提出一种具有更强环境适应性、更高自由度和更大工作空间的冗余线驱动绿篱修剪机械臂。利用坐标分析法建立了单关节的运动学模型,求解了绳长与关节转角的映射关系;基于D-H参数法分析了10-DOF机械臂的正向运动学数学模型,采用遗传算法研究冗余机械臂的逆向运动学,求解了冗余机械臂的运动学逆解。仿真结果证明,遗传算法的求解精度高且求解迅速;对机械臂各关节绳索间的耦合进行了分析并推导了解耦公式。通过仿真验证了机械臂正逆运动学模型的正确性以及解耦模型的正确性,为绳驱动冗余机械臂的控制和轨迹规划奠定了基础。     

一种分析四元数及其在6R机械臂逆运动学中的应用

为解决现有6R串联机械臂实时高精度逆运动学问题,提出一种新的分析四元数,用于6R机械臂逆运动学建模与求解。通过建立6R机械臂的坐标系和轴矢量,提出一种与传统Euler四元数同构的分析四元数,及与方向余弦矩阵同构的类方向余弦矩阵,以推导无冗余、二阶的机械臂逆运动学模型。基于机械臂的结构矢量分解,提出一种6R通用解耦机械臂建模的方法,分析机械臂的解耦条件,用于求解三轴解耦、偏置及正交解耦的6R机械臂逆运动学解析解。仿真试验结果表明,对于三种腕型的机械臂,所提出的方法单次求解速度在5.7 ms以下,位置精度优于10^-15 m,方向精度优于10^-8（°）,可以有效保证机械臂在线精密操作的性能。     

串联型机械臂直线轨迹规划Bresenham算法应用与改进

针对机械臂末端的轨迹规划中,利用直线解析式作直线规划时在微控制器中计算存在的使用除法计算求解结果不精确、运算量大的问题,引入Bresenham算法。依托设计的机械臂模型,对机械臂建立Denavit–Hartenberg (D-H)参数数学模型,采用位姿矩阵和简化自由度的平面解析法求解正、逆运动学;对应用Bresenham算法的机械臂进行建模仿真,分析各个关节的运动情况和应用该算法产生的效果;对算法造成的不良影响做出步数补偿优化的改进和仿真。仿真结果中机械臂能够按照既定直线轨迹运行,算法中规避了除法运算,算法优化后起动时转速要求降低了近1/2;与直线解析式规划方法相比,提高了运算速度,避免了机械臂末端误差的产生。Bresenham算法在机械臂直线轨迹规划上具有规划精确、运算量小的特点;采用步数补偿优化后起到了改善算法中起动时转速突变的缺陷。     

一种缝纫双机械臂的建模与工作空间分析

针对方向盘产能受制于皮套缝纫的问题,设计一种双机械臂自动化系统。运用D-H运动学建模方法,分析建立机械臂各关节坐标系并确定其参数,建立机械臂的运动学模型,推导末端执行的位姿,并通过Matlab软件的机器人工具箱进行仿真,对比计算结果以验证模型的准确性。为确定双机械臂的协作空间,采用蒙特卡洛法,利用Matlab软件的均匀分布函数,求解机械臂的工作空间,绘制工作空间的三维点图,从而为后续机械臂的轨迹规划和运动控制提供依据。     

气囊连续进动抛光运动模型的研究

为了控制六自由度机器人实现气囊连续进动抛光功能,建立了相应的运动数学模型。首先基于气囊连续进动抛光原理,利用齐次坐标变换矩阵,建立了气囊定点进动抛光的数学模型;在此基础上,根据气囊连续进动要求,应用坐标系转换原理,推导了气囊连续进动抛光的数学模型;通过Matlab仿真绘制了气囊连续进动抛光的运动空间,并在六自由度机器人辅助气囊抛光系统中进行了直线连续进动的实验验证,实验验证结果和仿真结果完全吻合。研究结果表明,该气囊连续进动抛光数学模型是可行的。     

多关节坐标测量机的数学模型和参数标定

根据Denavit-Hartenberg方法,运用齐次坐标变换等数学工具,提出了具有普适性的杆件单元模型,建立了6自由度多关节坐标测量机的数学模型.在此基础上研究了模型中系统参数及运动参数的标定问题,设计了一种全新的标定块,并使用该标定块根据最小二乘法和迭代法快速地实现了参数标定.     

LAMOST焦面板视觉检测中透视误差的研究

针对LAMOST焦面板上光纤孔位置精度的视觉检测中,透视投影变换存在透视误差的问题进行了研究。利用三维坐标系的平移、旋转变换将焦面板坐标系变换到摄像机坐标系,根据空间透视投影理论,将焦面板上孔的坐标点投影到像平面上并引入空间透视误差数学模型,利用Matlab编写程序计算出任意一个孔的透视误差值,并对其进行了仿真分析,得出了LAMOST焦面板视觉检测中透视误差的变化规律。     

基于蒙特卡罗法的星载太阳辐照度光谱仪对日指向误差分析

为保证光谱仪能够获取到有效太阳光谱数据,要求搭载光谱仪的二维转台能够长时间高精度跟踪太阳,而跟踪太阳的前提是转台实现精准指向,使太阳进入导行镜的有效视场.根据从卫星接收的太阳矢量和姿态数据对安装误差进行修正,计算修正后转台指向的参考值,并确保指向误差小于1°.在转台各个基准立方镜上建立坐标系,采用坐标变换法建立了对日指...     

基于LAPIC并联机器人的群钻外刃的锥面刃磨法

在LAPIC并联机器人的特殊坐标系中，采用坐标变换法推导建立了群钻外刃的数学模型，分析了锥面刃磨原理，用矢量变换表示了在虚轴机床上实现刃磨群钻圆锥面外刃的运动方程。     

基于SVPWM的永磁同步电动机系统建模与仿真

为实现永磁同步电动机（PMSM）的电压空间矢量控制,在分析永磁同步电动机数学模型的基础上,利用Matlab／Simulink建立了永磁同步电动机矢量控制系统的仿真模型。介绍了矢量控制的坐标变换。重点介绍了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）的控制原理和算法,给出了电压空间矢量脉宽调制在Simu．1ink环境下的实现方法。最后对整个控制系统进行了仿真研究,仿真结果证明了该控制模型的有效性。     

基于Open Inventor的机器人运动学仿真和轨迹规划研究

针对KUKA公司生产的KR150～2型六自由度机器人,借助UG软件对机器人进行三维实体建模。采用Denavit—Hartenberg坐标变换方法建立了机器人运动学模型,并利用0penInventor和Visual C＋＋6．0编写了运动学正解、逆解、轨迹规划的程序。最后实现了在0pen Inventor环境下机器人的运动仿真。     

基于遗传算法的复杂曲面形状误差计算

提出了归一化实数值编码的遗传算法 ,建立了复杂曲面形状误差的数学模型 ,并运用归一化实数值编码的遗传算法进行求解。仿真实验证明 ,其计算精确度高 ,可以达到任意给定的精度 ,非常适用于三坐标测量机。     

基于Matlab的齿轮磨齿渐开线起始点直径的求解

针对齿轮磨齿渐开线的起始点直径问题,基于齿轮啮合原理,建立滚齿数学模型。采用坐标变换法由磨前齿轮滚刀齿形参数推导出齿轮齿廓各段曲线,并通过Matlab编程精确绘制出齿轮廓形,确定磨齿渐开线起始点直径。同时,将上述理论计算结果与磨齿检测报告相比较,结果证实该方法理论分析正确,对齿轮加工具有实际指导意义。     

静止无功发生器(SVG)的分析与研究

针对SVG相关理论的研究,在坐标变换的基础上,对SVG的数学模型进行了构建和分析。研究了静止无功发生器的控制策略,重点对瞬时无功功率的无功电流检测方法进行分析,并对其检测算法进行了改进,以适应电网电压出现三相不对称时的情况。利用Matlab仿真软件,对静止无功发生器的仿真模型进行系统仿真,结果表明基于改进算法的系统模型具有很好的动态无功功率补偿性能。