六自由度并联机器人的研究现状分析

机器人技术由于其众多的优点,已经广泛应用于工业行业中。目前,六自由度并联机器人技术在当前更为广泛应用。本文详细综述了六自由度并联机器人的发展历程、该技术的运动学研究的现状等。为六自由度并联机器人的深入研究提供了依据。     

六自由度并联机器人的支链选取

提出了六自由度并联机器人的支链选取的系统方法． 并联机器人中有多种类型的支链可以用来实现末端执行器的6自由度运动， 每个支链的驱动关节应当在基座上或靠近基座的地方， 由支链所构成的整个并联机构的自由度应当为6．利用这些条件对并联机器人的支链形式进行筛选可以获得可行的支链形式． 通过这种方法可以去除很多不可行的支链形式, 得到可行的支链形式供后续设计使用．     

一种三自由度并联机器人机构的运动学分析

1引言 并联机器人具有输出精度高、结构刚性好、承载能力强、部件简单及运动学反解简单等许多串联机器人所没有的优点,近年来引起了机器人研究者的高度重视.其中,六自由度并联机器人方面的研究已比较深入和成熟.三自由度并联机器人是一种很有实用前景的机器人,也越来越多地引起人们的注意.三自由度并联机器人包括平面三自由度并联机器人,球面三自由度并联机器人和空间三自由度并联机器人.球面三自由度并联机器人能够实现运动平台三维转动,是一种角台形式,由静角台、动角台和三组具有一定弧度的连杆架和连杆构成,各联接处均采用转动副.这种机构结构复杂、设计困难。     

基于SimMechanics的新型并联机构仿真平台

针对一种新型六自由度并联机器人进行了运动学和动力学分析,并借助于MatLab的SimMechanics模块的系统动态建模功能,以六自由度并联机器人仿真模型为对象,设计了PID控制器形成闭环控制,最后构成一个仿真平台。结果表明：在平台上可以进行运动学、动力学、控制方法的研究。同时仿真平台由各模块组成,可以灵活改变各模块的参数和结构,并且避开了Stewart平台的复杂的建模过程,对所有并联机构的研究都有借鉴作用。     

机器人分布式计算机控制系统结构的性能分析

本文从多处理机系统组织结构入手，根据多关节机器人控制特点，提出了组成机器人分布式计算机控制系统的三种结构。依据分布式系统理论，应用马尔可夫过程，对此三种体系结构的工作效率，建立了数学模型，给出了效率曲线，并从不同角度对三种结构的处理能力进行了分析。为设计机器人分布式计算机控制系统提供了理论依据。     

基于AutoCAD平台的六自由度并联机器人

本文研究基于AutoCAD平台的六自由度并联机器人在姿态给定情况下工作空间(即位置工作空 间)的几何确定方法,该方法以机器人的运动学反解为基础,得出Stewart并联机器人和6-R TS并联机器人位置工作空间的边界方程,从而得出Stewart并联机器人的位置工作空 间是6个球体的交集,6-RTS并联机器人在姿态给定时其工作空间是6个相同的规则曲面体 的交集．基于AutoCAD平台,其交集以及交集的容积可以很容易的得出,该方法是确定六自 由度并联机器人工作空间的一种简单、有效方法．     

计算机控制系统的系统化可靠性设计

在结构设计过程中采取故障避免、容错以及故障遏制等措施、完全可能用一种系统化的方法来对分布式智能计算机控制系统进行可靠性设计。     

六自由度机器人在铸锻行业的应用研究

铸锻行业属于高污染、高危险、高能耗行业,故可用机器人来代替人工。本文从六自由度机器人联线在铸锻生产线的技术要求、联线内容设计要求、动作流程设计、工艺流程设计、计算机控制总线设计要求等方面进行论述。     

基于止血机制的冗余并联机器人精准容错控制

冗余并联机器人具有冗余容错能力,能在局部故障的情况下继续工作.而设备的机械间隙无法完全避免,并且较难建立精准的机械间隙模型,因此基于运动学冗余的常规容错方法较难实现精准容错控制.基于生理止血调控机制,考虑冗余并联机器人控制特性和机械间隙因素,提出一种新颖的精准容错控制器.与止血机制类似,该控制器不但能够进行子通道误差优化,而且能进行全局故障辨识和容错补偿.利用2-DOF冗余并联机器人进行了真实实验.结果表明,提出的精准容错控制器的控制精度和容错能力均比传统控制器有较大提高.     

六自由度并联式机器人拉格朗日动力方程

本文对六自由度并联机器人的动力学问题进行了研究.文中根据一二阶影响系数矩阵,导出了仅依赖于系统的质量分布和几何特性的广义惯性张量和广义惯性功率模型矩阵,建立了多回路系统的拉格朗日动力方程和运动控制方程.最后给出了实例计算.     

冗余自由度机器人多机控制系统研究

本文研究用于冗余自由度机器人的多级计算机控制系统.文中阐述高级机器人计算机控制系统的一般原理,介绍基于Intel 80386系统机、MCS—96及MCS—51系列单片机的机器人控制系统,详细讨论多机通讯的实现,研究中断驱动公用总线的共享存储器结构.作为机器人轴实时     

基于遗传算法的六自由度机器人焊接路径规划

对六自由度焊接机器人的轨迹焊接问题,提出了基于遗传算法的路径规划方法。通过D-H法,建立六自由度焊接机器人的运动方程,以系统总的能量损耗为适应度函数,利用遗传算法,给出优化路径。并以实际中的某型号六自由度焊接机器人为例,通过仿真实验证明了该方法的正确性与可行性。     

用户自定义建模离线编程与仿真平台设计

目前存在的离线编程与仿真系统仍运行于单一系统或平台下,所能加载的机器人类型限于某一种或某一公司的某种型号;基于此提出了一个基于Qt框架的离线仿真和编程系统,通过设计规划了图形库系统并定义了相应的装配文本格式,实现了当前广泛使用的6旋转自由度工业机器人的用户自定义加载,还分别对六自由度工业机器人运动学进行了分析,并介绍了系统的总体结构,还描述了指令编译系统;最终以六自由度弧焊机器人UPR100为例,仿真结果证明系统较好地满足了具备柔性化建模的六旋转自由度工业机器人离线编程及仿真平台的要求。     

机械手的离散滑动模控制器设计

本文针对机器人系统的计算机控制问题,将带有边界层的滑动模控制器设计方法推广到了离散系统。本文研究了采样周期对系统性能的影响并给出其选择方法,为进一步提高跟随精度,本文提出了一种新的补偿方法。最后,本文提出方法的有效性和优越性在PUMA560六自由度机械手的数字仿真中获得验证。     

基于Metropolis遗传算法的并联机器人结构优化设计

以六自由度Stewart并联机器人的灵巧度为目标函数,以设计空间、每条支腿的最大最小长度之比和虎克铰、球铰的极限摆角为约束条件建立了结构优化模型．将模拟退火算法中的Metropolis准则引入到实值编码遗传算法的选择操作中,产生了Metropolis遗传算法,采用该算法进行了并联机器人结构优化问题的求解．通过与采用标准遗传算法得出的结果比较,证实了Metropolis遗传算法在并联机器人结构优化设计中的有效性和优越性．     

并联3-URS踝关节康复机器人的机构与运动学研究

为了帮助患者进行踝关节康复训练,减轻治疗师工作强度,在分类分析现有的各类型踝关节康复机器人的基础上,设计了一种六自由度并联3-URS踝关节康复机器人。从人体生理结构及康复训练需求出发,设计、优化了康复机器人结构,加工制造了实物样机模型;采用闭环矢量的方法建立了并联机器人运动学模型,结合Rosenbrock-Banana优化函数,将正逆运动学数值求解问题转换为优化问题。以背屈训练轨迹作为数值算例,求解精度可达10-10~10-7mm;结合虚拟样机技术,验证了该并联机器人运动学优化求解方法的可靠性,适用于3-URS并联踝关节康复机器人。     

基于3自由度并联机器人的船载炮6维运动模拟系统

本系统基于3自由度并联机器人和3维图形仿真实现 了空间6维运动的模拟．构造了一种3自由度并联机构来模拟船的3维转动，并给出了并联平 台的运动学逆解；采用图形仿真虚拟作战环境，模拟船的3维移动，并分析了图形驱动原理 ．     

动态大系统递阶实时控制的新算法及其实现

本文采用了一种新的适用于实时在线控制的递阶算法,并在分布式计算机控制系统上予以实现.应用这种算法,可减少两级之间通讯的信息量,使控制级任务减轻,协调级的计算简单,收敛速度快,局部任务的选择自由度大.本文所设计的分布式计算机控制系统具有通讯可靠,易于扩充、维护等优点.实验证明,用该系统实现实时动态大系统的递阶控制有较理想的结果.     

并联机器人力感觉系统的研究

提出了在 6自由度并联机器人的 6个连杆上集成拉、压力传感器 ,组成力感觉系统 ,建立 6个传感器受力与动平台所受 6维合外力的解析关系 ,从而通过检测 6个传感器的受力就可以确定并联机器人动平台的受力情况。在分析国内外并联力感觉系统的基础上 ,着重介绍了该力感觉系统的集成和力学建模过程 ,并给出了实验结果。     

基于DWK的AUV分布交互视景仿真

在建立远程低速回转体AUV的六自由度运动模型的基础上,设计了AUV六自由度视景仿真系统的总体结构,并基于国产分布式交互仿真软件平台DWK对远程低速回转体AUV的六自由度运动进行了视景仿真。结果表明本仿真系统很好地模拟了AUV的六自由度水下运动情况,可以在短时间内使设计人员对AUV的六自由度运动有系统直观的认识,对研究AUV的操纵性具有重要的意义。