位姿变化对6-SPS并联机器人精度的影响

通过对6-SPS型并联机器人位置输入输出方程微分，获得机器人逆雅可比矩阵。研究机器人处于非奇异位姿即逆雅可比矩阵行列式不接近零时，位姿变化对机器人精度的影响。     

基于BP神经网络的机器人视觉伺服控制研究

通常的视觉伺服系统在运行时需要实时计算图象雅可比矩阵和机器人逆雅可比矩阵,不仅计算量大、系统结构复杂,而且严重影响系统实时性。本文在以PUMA560工业机器人为模型分析机器人雅可比矩阵与图象雅可比矩阵的基础上设计了一种三层BP前向神经网络,实现了基于图象的眼在手机器人视觉伺服控制系统,大大简化了系统结构,改善了系统实时性。     

下肢康复机器人逆运动学数值解法

针对机器人逆运动学数值解法中可能出现的雅可比矩阵奇异性问题,提出改进的求解方法,采用关节微变量近似值避免雅可比矩阵的求逆计算,其值由雅可比矩阵和误差矢量决定。以6自由度下肢康复机器人为例,建立8种不同基础坐标系和末端坐标系组合的运动学模型,运用MATLAB软件对算法进行编程,对末端任一位姿进行逆运动学求解,将每次迭代的位姿误差绘制成曲线,对误差曲线进行对比分析,确定运动学模型对数值解法的影响,在此基础上对算法进行改进,可以证明运用改进后的算法可以求得较高位姿误差精度的运动学逆解。     

新型并联机器人ROBO_003的雅可比矩阵研究

运用反螺旋理论对ROBO_003三自由度并联机器人的雅可比矩阵进行了研究。采用简单的方法找到支链关节螺旋的反螺旋,从而得到了约束雅可比矩阵、驱动雅可比矩阵和完全雅可比矩阵,导出动平台的运动速度到驱动关节速度之间的映射。该方法亦可用于其他三自由度并联机器人的雅可比矩阵研究。     

四自由度冗余度机器人雅可比矩阵的建立

雅可比矩阵在机器人的运动学及实时控制中具有重要地位,因此,机器人雅可比矩阵快速、准确的建立显得尤为重要。本文运用一种新的求解机器人雅可比矩阵的方法,建立了作者们自行研制的YJP-1型冗余度机械人的雅可比矩阵,实际结果表明,这种方法具有运算量小、准确的特点。雅可比矩阵的建立为YJP-1型机器人的运动规划和实时控制打下基础。     

一种三自由度并联机器人机构静力学计算

本文对一种新型的三杆三自由度机器人机构进行了静力学正方程和逆方程的计算，并给出雅可比矩阵及其逆。该机构具有静力学正反运动学计算极为简单，能写出显表达式的特点，本文为该机器人机构的受力分析和设计，奠定了理论基础。     

基于可变加权矩阵的机器人雅可比矩阵规范化

末端同时具有平移和转动自由度的机器人雅可比矩阵量纲不统一,导致灵活性指标计算困难,针对此问题提出一种简洁有效的基于可变加权矩阵的雅可比矩阵规范化方法。分析现有规范化方法的原理和不足,根据机器人灵活性的本质意义,提出使对应末端两类速度的雅可比矩阵行矢量有效相对化是雅可比矩阵规范化的核心问题。从雅可比矩阵条件数的定义和各向同性位形的要求出发,给出了雅可比矩阵规范化的一般思路和方法,定义了可变加权矩阵概念。可变加权矩阵直接由雅可比矩阵自身导出,并用于雅可比矩阵规范化,避免了现有方法需要引入额外参数的缺点和不便,也证明了灵活性是机器人的固有属性,与任何额外引入的参数无关。以6R机器人为例进行的理论推导,和以平面3R机器人和Puma560机器人为例进行的数值仿真,验证了可变加权矩阵方法的有效性。     

基于余弦函数的机器人逆运动学求解

基于雅可比矩阵反演的机器人逆运动学求解，存在奇异性的关键问题。根据雅可比矩阵相应的奇异值，给出了一种基于余弦函数和鲸鱼算法的阻尼自适应调节算法，对每个奇异向量提出不同的阻尼系数。此外，阻尼因子可随余弦函数灵活变化，利用鲸鱼算法寻找最佳的最大阻尼因子和奇异区域。仿真研究表明，对比其他相关方法，在奇异区域内累计跟踪误差更小。     

基于ADAMS虚拟平台的内窥镜操作机器人运动学分析

根据内窥镜操作机器人的结构特点,给出机器人位置逆运动学解析逆解,并计算出雅可比矩阵.通过ADAMS仿真软件平台,对内窥镜插入运动及内窥镜在切入点约束下运动两种动作进行仿真验证,最后给出仿真验证结果.     

基于反螺旋理论的3-RSR并联机器人雅可比矩阵研究

运用反螺旋理论对3-RSR三自由度并联机器人的雅可比矩阵进行了研究。采用简单的方法,找到支链关节螺旋的反螺旋,从而得到了约束雅可比矩阵、驱动雅可比矩阵和完全雅可比矩阵,不但导出动平台的运动速度到驱动关节速度之间的映射,而且易于进行全面的奇异位形分析;3-RSR并联机器人无约束奇异,当支链的驱动旋转副轴线、被动旋转副轴线和球铰共面时,产生结构奇异。该文方法亦可用于其他三自由度并联机器人的雅可比矩阵研究。     

一种6-SPS型并联机构运动学正向求解方法

通过研究6-SPS型并联机器人机构的运动学正向求解方法,提出了一种建立运动学模型与正向求解的方法,利用6-SPS型并联机器人支链特点,以支杆两个独立的方向余弦和伸缩长度为支杆的广义坐标,推导了6-SPS型并联机器人运动学模型,在此基础上,提出运用基于Moore-Penrose广义逆的牛顿迭代格式对运动学模型进行正向求解,并编制了MATLAB运动学正向求解程序,进行了运动学正向求解数值仿真,结果表明求解程序快速有效。     

6-SPS并联机器人精度综合算法

通过对 6 SPS型并联机器人位置输入输出方程微分 ,建立机器人误差模型。在此基础上 ,运用误差独立作用原理和原始误差等效作用原则 ,对并联机器人进行精度综合。该方法将并联机器人精度综合这一原本为多目标多变量的非线性最优化组合问题转化为线性问题 ,因而简单可行 ,具有一定的实用价值。     

一种Stewart平台型机械手位移正解

本文提出了Stewart三角平台型6腿SPS并联机械手的位移正解,得出不含中间变量的16次输入输出方程。     

NOVEL 6-SPS PARALLEL 3-DIMENSIONAL PLATFORM MANIPULATOR AND ITS FORCE/MOTION TRANSMISSION ANALYSIS

The unique design for a novel 6-SPS parallel 3-dimensional platform manipulator with an orthogonal configuration is investigated. The layout feature of the parallel manipulator is described. Its force/motion transmission capability evaluation criteria are presented. At the orthogonal configuration, the criteria and the relationships between the criteria and the link lengths are analyzed, which is important since it can provide designer a piece of valuable information about how to choose the linear actuators. From the analysis of the results it is shown that the force/motion transmission capabilities of the parallel manipulator are characterized by isotropy at the orthogonal configuration. The manipulator is particularly suitable for certain applications in 6-DOF micromanipulators and 6-axis force/moment transducers.     

宏/微双重驱动机器人系统的研究现状与关键技术

宏／微双重驱动机器人系统的综合性能优于采用单一驱动方式的机器人系统。在总结了宏／微双重驱动机器人系统的概念、特点、组成结构的基础上，分析了该领域国内外的最新动态及其关键技术，为宏／微双重驱动机器人的进一步设计与开发提供了翔实的信息与参考依据。作为对宏／微技术的总结与应用，提出了一种新颖的集成式宏／微双重驱动柔性并联机器人系统，可在立方厘米级的工作空间内达到纳米级的运动精度。     

6/6-Stewart机构姿态奇异及姿态工作空间分析

推导出6/6SPS型Stewart机构处于固定位置时机构的姿态奇异轨迹的解析表达式。利用位置反解方程并综合考虑所有的结构约束条件,提出一种计算6/6SPS型Stewart机构的姿态工作空间的离散算法,并通过计算机仿真给出了6/6SPS型Stewart机构的姿态工作空间的三维可视化描述。     

三自由度冗余驱动并联机构的奇异性和工作空间分析

基于4-SPS/S三自由度冗余驱动并联机构的位置逆解模型,运用微分法推导出了该并联机构的雅可比矩阵,结合Gosselin奇异性分析法和数值分析法,分析了该并联机构的奇异性。随后分析了影响4-SPS/S三自由度冗余驱动并联机构工作空间的主要因素,并对其各支链的行程限制、各球铰副的转角限制和各支链间的尺寸干涉限制等影响因素进行了解析化分析。最后,基于4-SPS/S三自由度冗余驱动并联机构的位置正解模型,设计了该并联机构回转工作空间的求解算法。该算法避免了数值方法及几何方法的复杂性和不确定性,实现了回转工作空间的直观性表达。     

Stewart机构姿态奇异及非奇异姿态空间的研究

推导出了6／6-SPS型Stewart机构处于固定位置时机构的姿态奇异轨迹的解析表达式。研究结果表明,机构处于固定位苴时的姿态奇异轨迹是一个关于机构动平台的姿态参数的十三次多项式。还研究了机构动平台的几何外形、动平台和定平台的外接圆的半径比、动平台的位置对机构的非奇异姿态空间的影响,因此为该并联机构的优化设计提供了重要的理论依据。     

6/6型Stewart机构姿态奇异及非奇异姿态工作空间分析

推导出了6/6型Stewart机构处于固定位置时机构的姿态奇异轨迹的解析表达式。利用Stewart机构的位置反解并综合考虑所有的结构约束条件,首次提出一种计算6/6型Stewart机构的非奇异姿态工作空间的离散算法,并通过计算机仿真给出6/6型Stewart机构的非奇异姿态工作空间的三维可视化描述。6/6型Stewart机构的非奇异姿态工作空间能保证机构在整个姿态工作空间内不发生任何的运动干涉和奇异位形现象,因此为该机构的设计和使用提供了重要的理论依据。     

Stewart机构姿态奇异及姿态工作空间的研究

推导出6/6-SPS型Stewart机构处于固定位置时机构的姿态奇异轨迹的解析表达式。利用位置反解方程并综合考虑所有的结构约束条件,提出了一种计算6/6-SPS型Stewart机构的姿态工作空间的离散算法,基于此算法提出了计算该并联机构的实际姿态工作空间的离散算法。通过计算机仿真给出了6/6-SPS型Stewart机构的姿态工作空间和实际姿态工作空间的三维可视化描述。