一种双足机器人步态规划和运动仿真的研究

通过对人类行走步态的研究,结合双足机器人实际结构,规划机器人行走时的基本姿态及重心轨迹,建立运动学模型,根据规划的行走姿态及轨迹建立运动学方程。应用三维建模软件UG建立双足机器人的简化模型,导入仿真软件ADAMS中生成虚拟样机模型,并通过在Matlab中得到机器人行走的关节运动轨迹对虚拟样机模型进行控制,经仿真后,利用该虚拟样机模型对机器人行走步态进行运动学及动力学分析。应用虚拟样机方法,验证了步态规划的有效性。     

一种并联机器人的运动学及动力学仿真

以3-RRRT并联机机器人为研究对象,应用ADAMS软件建立其样机模型并利用该模型对并联机器人的运动学和动力学进行了仿真,实现了3-RRRT并联机器人运动学及动力学性能在计算机上的仿真与分析,为实际的样机调试和控制提供了有意义的借鉴。     

六足爬壁机器人的运动学建模与仿真

六足机器人因其运动灵活、承载能力强和稳定性好等优点得到广泛的应用。为对六足爬壁机器人运动进行控制,首先要建立其运动学模型。因基于旋量理论的建模方法能够简化运动学计算过程的复杂性,基于旋量理论建立了六足爬壁机器人正运动学模型,并在此基础上求解机器人逆运动学。同时为了对比分析所建模型的准确性,我们在ADMAS上建立机器人虚拟样机仿真模型,并且设计步态,使虚拟样机末端执行器按照预定的轨迹运动。其次在MATLAB软件下根据建立的逆运动学模型求解机器人末端执行器按预定轨迹运动时各关节转动角度。通过对比两个模型各关节转动角度随时间变化的曲线,以及各关节角度误差和末端位移误差来验证建立的机器人运动学模型的正确性。研究结果表明,基于旋量理论建立的六足爬壁机器人的运动学模型精度高,能够作为多足机器人研究的基础。     

下肢康复训练机器人设计及分析

结合人体工程学相关标准,建立下肢康复机器人机构与人体的联合模型,联合仿真确定机器人机构的关节转角范围,根据仿真的踝关节工作空间确定机器人机构的杆长参数。基于D-H法建立了下肢康复机器人的运动学正解和运动学逆解,利用Sim Mechanics工具箱搭建机器人机构模型,以机构模型输出作为实际输出,与运动学理论模型输出进行误差对比,验证了运动学模型的正确性,并基于机构运动学建立了机器人的动力学模型。搭建的运动学和动力学模型为实验样机的控制和轨迹规划提供了重要理论基础。     

基于ADAMS的新型喷涂机器人的运动学仿真

通过D_H法建立六自由度喷涂机器人运动学方程,在这个的基础上利用Matlab软件绘制出整个机器人的工作空间。同时运用ADAMS建立了喷涂机器人的虚拟样机模型,不仅直观地证明了所建立的运动学模型的正确性,更为以后的机器人动力学分析、轨迹控制奠定了基础。     

基于ADAMS的双足机器人运动学建模及仿真

由于对环境良好的适应性,双足机器人在各领域具有广泛的应用前景,步态规划是其研究重点之一.基于虚拟样机技术,根据双足机器人的行走步态,用D-H齐次坐标变换法建立双足机器人的运动学模型.设定髋部及踝部的运动轨迹,建立逆运动学方程,在MATLAB中求出前向和侧向各关节的运动参数.将求得的参数导入ADAMS中,作为虚拟样机模型的驱动,实现了机器人的静态稳定行走.仿真结果与规划的步态基本一致,验证了运动学模型的正确性,为双足机器人的结构设计和步态规划提供了理论依据.     

双足滚轮式溜冰机器人及其运动学建模

首先根据溜冰运动的特点来配置两足溜冰机器人的运动自由度,设计了两足溜冰机器人样机.在此基础上进行了溜冰机器人的运动学及逆运动学分析.采用Denavit-Hartenberg规则建立了溜冰机器人的运动学模型,并求得了运动学逆问题的显式解.     

基于ADAMS四自由度抓取机器人运动学分析及仿真

针对不锈钢壶具车间的薄片工件抓取问题,设计一款四自由度抓取机器人,并在SolidWorks软件建立了抓取机器人的3D模型。采用D-H方法建立机器人的运动学方程,对其运动学的正问题和逆问题进行求解。最后在ADAMS软件中建立虚拟样机模型,从理论上分析机器人运动情况,验证机器人设计的可行性,为后面机器人轨迹规划和控制奠定基础。     

基于ADAMS的球形机器人的运动学分析

利用Pro/E建立了带臂球形机器人的虚拟样机模型,并结合ADAMS仿真软件对带臂球形机器人进行了运动学分析,包括机器人的圆周运动和爬坡运动,以此测出各驱动力矩的数值,为后期制作物理样机电机提供选型依据.     

扬琴自动演奏机器人机械臂设计

为促使我国民族乐器自动演奏机器人的进一步发展,设计一种能拟人化敲击的扬琴自动演奏机器人机械臂。根据D-H参数法建立机械臂的运动学模型并求得运动学方程的正解,利用反变换法求得机械臂运动学方程的逆解,从而验证运动学模型的正确性以及为机械臂运动控制提供理论基础。利用Solidworks三维建模软件建立机械臂的虚拟样机模型,对其进行运动过程仿真,仿真结果验证了机械臂结构及连杆参数设计的合理性。制作试验样机进行实验,进一步证明机械臂设计的可行性。为扬琴自动演奏机器人机械臂的后续研究提供了理论基础。     

基于SimMechanics的4自由度机器人的轨迹规划和仿真系统设计

针对1台4自由度教学型机器人的结构特点,利用多项式插值规划关节空间的轨迹,并利用Matlab中的SimMechanics工具箱建立运动学仿真模型.仿真结果表明利用仿真模型可以准确、有效地得到机器人的运动参数和运动轨迹,为机器人分析设计提供了可靠依据.     

一种新型的空间仿生机械腿的机构设计与研究

调查目前仿生机器人的研究现状,提出一种空间仿生机构和可变形腿运动机构。该机构具有运动灵活、自由度少、适应性强的特点。利用D-H矩阵分析法和直角坐标分析法对该机构的基本运动单元的运动学进行了理论分析,并给出了运动方程。利用SolidWorks三维造型软件进行了机构的三维建模与干涉检查,利用ADAMS软件建立了这种新型的仿生机器人的虚拟样机,进行了基本运动单元的运动学仿真。根据机构的位移矩阵变换原理,进行了轨迹的对比分析,提出可变形腿机构。     

点位机器人运动学及误差分析

针对点位作业的工作特点,设计了一种能自主移动的点位作业机器人,给出了其运动学模型,并进行了运动误差分析,从而确定了评定误差函数。分析表明该机器人具有定位精度高、效率高等优点。     

基于UG和ADAMS的6R切削机器人运动仿真

利用UG强大的建模功能,建立了6R切削机器人的三维实体模型,以Parasolid格式输出,然后利用ADAMS与UG软件良好的接口功能,将上述三维实体模型导入ADAMS软件中进行运动学仿真,得到了6R切削机器人的运动轨迹,为以后的动力学分析和运动控制奠定了基础。     

外骨骼康复机械手的结构设计及仿真分析

为解决中风患者传统康复训练效率低、成本高、不易在家中操作等问题,提出了外骨骼康复机械手的研究,首先建立了人手正逆运动学模型,然后以食指为例设计了外骨骼康复机械手结构,最后利用ADAMS软件进行运功学仿真,从而验证了设计结果的正确性。为控制系统的设计和物理样机的制造提供了理论依据。     

基于Atmega168绿篱修剪机器人的设计

设计了一种基于Atmega168单片机控制系统的园林绿篱修剪机器人,以步进电机为核心的执行级控制系统,描述了修剪机器人的硬件和软件设计方法及过程.在软件设计上,采用模块化子程序的思想,详细明确地划分逻辑功能模块,提供统一控制参数,对绿篱修剪机器人机械臂上的步进电机参数进行了分析.通过实验分析表明,所设计的控制系统能达到修剪执行的要求,对不同关节位置的参数调整能够实现不同高度及位置的修剪,通过对路径的设定能够实现自动化控制修剪,具有一定的应用价值.     

树障清理空中机器人的姿态控制器设计

以一种用于对高压线路附近的树障进行清理的树障清理空中机器人为研究对象,分析其姿态控制问题。首先,建立了具有新型结构的树障清理空中机器人的姿态动力学模型和控制分配矩阵。然后,为了克服惯性矩阵的不确定性,采用滑模方法设计姿态控制器;同时,引入非线性函数来改进传统的边界层法以提高控制器性能;接着提出了一种切换控制分配矩阵的方法来解决空中机器人在切割作业过程中的动力学模型变化的问题。最后,在仿真平台上实现了上述控制器。实验结果表明,本滑模控制器具有良好的姿态控制性能,能有效克服机体惯量的不确定性;通过切换控制分配矩阵实现了空中机器人在切割作业过程中的姿态稳定。     

重型堆垛机器人三维仿真系统的设计

本文运用SolidWorks作为建模软件,对一种重型桶装物品堆垛机器人进行了各零部件及装配体的建模,并选用其Motion作为动力学仿真软件对机器人运动过程进行了动态仿真,得出了仿真结果即AVI动画。     

机器人末端运动特征描述方法

在回顾机器人机构构型设计发展历程的基础上，综述了当前存在的几种构型理论所取得的主要成果，指出仅仅采用自由度方法来描述机器人输出运动特征的不足之处。提出一种机器人末端运动特征的描述方法，能够简便而详尽的表达机器人末端执行器在三维空间所具有的不同运动特征，最后给出了应用实例。     

仿袋鼠跳跃机器人机构逆动力学分析

抽象了仿袋鼠跳跃机器人多刚体机构模型，在此基础上，应用凯恩方法建立了仿袋鼠跳跃机构动力学方程，给出了袋鼠跳跃机器人运动过程各关节的驱动力矩的计算公式。并用MATLAB进行实例计算及仿真。