基于D-H算法的自主机器人机械臂建模方法研究

近年来,关于自主机器人机械臂控制的研究越来越多,如何快速、准确且平稳地抓取物体一直是研究的难点。用D-H建模方法对四自由度机械臂进行建模,给出了机械臂正运动学方程,并用代数法及几何法给出了机械臂逆解,算出了各关节变量值。最后,通过实验比较了两种逆解方法的有效性,使自主机器人机械臂的控制越来越准确、平稳。     

基于D-H 修正标记法的五轴加工后处理研究

在工业生产中,需要将CAD/CAM 软件生成的CL 数据通过后处理程序转换为NC 加工代码。针对自由曲面五轴加工的数据转换问题,应用D-H 修正标记法开发五轴加工机床后 处理程序,对D-H 修正标记法的参数定义过程进行了描述并提出改进,针对DMU 80 monoBlock 型五轴加工机床开发了专用后处理程序,最后通过VERICUT 进行了加工仿真,验证该程序的 正确性。该程序对提高自由曲面五轴加工数据后处理的效率具有重要意义。     

机械手的运动学分析及在屏幕贴合中的应用

在机械手屏幕贴合项目中,以6关节机械手RV-2F为研究对象,分析结构和连杆参数,采用改进D-H法建立各连杆坐标系和机械手的运动学方程;运用MATLAB Robotics Toolbox建立RV-2F机械手模型,进行关节空间轨迹规划与仿真,实现并分析机械手高速运行的平稳性,满足应用要求。     

基于人工神经网络的机械臂运动学分析

随着现代科技的日新月异,智能机械臂在实际生产制造中的应用越来越广泛。为了更加清晰地观测机械臂末端运动轨迹,实现直观地看到路径规划结果的特殊功能,就需要提升逆运动学求解的速度和精度。常规的方法是使用BP神经网络进行研究,但是这种方法存在收敛速度慢、局部极小值频出等问题。就针对这些问题改进了算法,实验结果表明该改进算法在实际应用中是可行的,并且该算法不仅能够提升收敛速度,还能提高逆运动学求解的准确率,可以较好应用于机械手逆运动学求解的问题。     

果蔬采摘机械臂运动学分析

本文以自行研制的果蔬采摘机器人机械臂为对象,建立D-H运动学模型,对机械臂的正运动学与逆运动学进行求解分析,最后利用Matlab对其结果进行仿真,并与实际环境下机械臂的运动效果作比较,验证了模型的正确性,也为以后机械臂更复杂的操作与功能的拓展打下了基础。     

轮式移动机器人在圆形管道中的运动学建模与分析

为解决圆形管道中轮式移动机器人的运动控制问题,分析了轮式移动机器人在圆形管道中的运动学特性．借助接触点的切平面,单个轮子在平面上的位置和运动描述方法被应用在圆管的柱面上．推导了单个轮子在柱面上纯滚动时轮心的轨迹和速度．运用刚体运动瞬时螺旋理论,对由两个固定轮和一个舵轮组成的(1,1)型三轮机器人在圆形管道中的运动进行了建模分析,并对此运动学模型进行了仿真．     

六自由度机械臂建模与工作空间分析

在危险环境条件下,为确保人员安全,考虑使用机械臂代替人类的工作,针对以上需求设计一种六自由度机械臂。根据D-H多体运动学建模方法,分析建立机械臂各关节坐标系并确定连杆参数,建立机械臂的运动学模型;通过齐次变换推导末端执行器的姿态和位置,通过仿真和数学计算结果比较证明建模的准确性。根据关节空间到工作空间的映射关系,采用蒙特卡洛法分析、求解机械臂的工作空间,在MATLAB中描绘出工作空间的三维云图。为后续的机器人轨迹规划、运动控制和参数优化提供参考。     

基于UR5苹果采摘机械臂的运动学分析及轨迹优化

随着苹果种植面积的不断扩大,传统的人力采摘方式已无法满足生产需求,为此,需积极推进苹果采摘机器人的研发与应用。传统的点对点运动控制会导致机械臂运动不平稳,严重影响采摘效率,因此,以UR5机械臂为研究对象,提出了利用标准D-H参数法解决UR5机械臂的正逆运动学问题,以关节最大速度为约束,结合五次多项式优化机械臂各关节轨迹,使各关节的轨迹平滑,实现机械臂的平稳运动。     

人手食指运动学建模

通过分析人手解剖学结构和观察人手运动特性,提出如下观点：（1）食指指掌关节具有两个轴线垂直相交的旋转自由度,两轴线相对于手掌不同的排列顺序对应于两种不同的运动学模型,指掌关节只能是其中的一种;（2）食指指掌关节的两个自由度在运动极限位置具有相关性．通过实验测绘出人手食指的工作空间形状,将之与两种可能的食指运动学模型对应的工作空间相比较,判别出指掌关节的真实运动学结构,并验证了指掌关节极限位置上两个自由度运动相关性．在上述工作基础上建立了符合人手实际结构的手指运动学模型．     

广义最小二乘法在制冷蒸发器建模中的应用

为了避免制冷系统蒸发器建模中机理分析方法的复杂性和不精确性,提出基于广义最小二乘法的蒸发器辨识建模方法。该方法避免了机理分析法繁琐的数学推导,具有更强的可行性,且得出的模型更具有现实意义。模型检验和实际工程应用验证了此方法的有效性。     

Implementation of a Variable D-H Parameter Model for Robot Calibration Using an FCMAC Learning Algorithm

Current robot calibration schemes usually employ calibration models with constant error parameters. Consequently,they are inevitably subject to a certain degree of locality, i.e., the calibrated error parameters (CEPs) will produce the desiredaccuracy only in certain regions of the robot workspace. To deal with the locality phenomenon, CEPs that vary in differentregions of the robot workspace may be more appropriate. Hence, we propose a variable D-H (Denavit and Hartenberg)parameter model to formulate variations of CEPs. An FCMAC (Fuzzy Cerebellar Model Articulation Controller) learningalgorithm is used to implement the proposed variable D-H parameter model. Simulations and experiments that verify theeffectiveness of the proposed calibration scheme based on the variable D-H parameter model are described.     

基于类电磁和改进DFP算法的机械手逆运动学计算

提出一种用于计算机械手逆运动学问题的新方法. 首先, 在关节变量取值范围内随机生成一组初始解, 并根据吸引-排斥机制迭代的搜索问题的近似最优解; 其次, 提出一种改进DFP算法进一步搜索问题的更精确解. 改进DFP算法以第一阶段求得的近似解为起始搜索点, 每步的搜索步长在区间[0, 1]内随机确定, 从而避免了传统DFP算法搜索步长难以计算的问题. 最后, 通过10个测试函数和PUMA560机器人逆运动学问题验证了算法的有效性.     

基于D-H法的农业采摘机器人运动协作控制系统设计

为提升农业采摘机器人运动协作控制性能,降低机器人碰撞概率,利用D-H法优化设计机器人运动协作控制系统。改装位置、力矩以及碰撞传感器设备,优化运动协作控制器与驱动器,调整系统通信模块结构,完成硬件系统的优化。利用D-H法构建农业采摘机器人数学模型,在该模型下,利用传感器设备实现机器人实时位姿的量化描述,通过机器人采摘流程的模拟,分配机器人运动协作任务,从位置和姿态等多个方面,确定运动协作控制目标,经过受力分析求解机器人实际作用力,最终通过控制量的计算,实现农业采摘机器人的运动协作控制功能。通过系统测试实验得出结论：与传统控制系统相比,机器人位置、姿态角和作用力的控制误差分别降低了约40mm、0.2°和1.2N,在优化设计系统控制下,机器人的碰撞次数得到明显降低。     

PUMA机器人运动学逆解新算法

6R串联机器人的逆解求解复杂,使用传统的D-H算法求解该问题计算量大且无法避免奇异点.将PUMA机器人的逆运动学的求解分为位置求解和姿态求解两个过程.首先使用D-H方法进行位置求解得到关节角θ₁,θ₂,θ₃,然后使用单位四元数的方法求解出θ₄,θ₅,θ₆.最后,在PUMA机器上进行验证,新的方法能够正确求解出所有解析解.对比新方法、D-H方法和倍四元数的方法,新方法较D-H方法速度提高了15%左右.     

基于DSP智能体的控制与实现

传统基于单片机的智能体在控制性能和指令响应速度上都受到一定限制,为提高智能体的控制性能和快速反应能力,研究实现了基于DSP的智能体;首先,对该智能体从运动学角度进行系统建模,提供理论依据,通过模型计算,可以获得精确的控制数据;然后,分析了智能体的基本动作和环境状态,并用智能语言进行描述,最后,分别实现DSP控制子系统、无线通讯子系统、音乐子系统和智能体车身子系统,从而实现了高速无线控制的多功能智能体;实验表明,该智能体线运动精度为0.12cm,最高速度为2.92m/s,可快速精确定位。     

用统一建模语言进行教案设计建模的应用研究

传统教案设计过程中的弊端,提出了一种以统一建模语言(UML)为基础的教案设计建模方法,并结合"计算机操作系统"这门课程的教学实践,探讨了这种教案建模方法在教学实际中的具体应用与实施过程。这种方法将UML建模方法引入到教案设计中,按照自顶向下、逐步细化的方式分别建立起教案的课题模型,静态模型和动态模型,在教学实践中取得了较好的应用效果。     

广义修正HSS迭代法的超松弛加逮

通过推广修正埃尔米特和反埃尔米特（MHSS）迭代法,我们进一步得到了求解大型稀疏非埃尔米特正定线性方程组的广义MHSS（GMHSS）迭代法．基于不动点方程,我们还将超松弛（SOR）技术运用到了GMHSS迭代法,得到了关于GMHSS迭代法的SOR加速,并分析了它的收敛性．数值算例表明,SOR技术能够大大提高加速GMHSS迭代法的收敛效率．