带鳍片的热交换管道检测机器人的研制

This paper introduces a novel robot for outer surface inspection of boiler tubes.The paper describes the hardware system,wireless communication strategy,communication procedure and system software of the robot.The WLAN technology is used in the robot.It solves the problem of shielding generated by iron boiler and 11Mbps bahdwidth made it possible for video and control steam real-time transmit within the same channel.Though TCP/IP protocol is tobust,serial server is a transparent channel but cannot detect error and retansmit the data.In order to improve the reliability of srial communication,a new communication protocol is proposed.     

空间高精度定位姿柔顺工作平台输入输出模型的研究

A precise micro-location compliant stage with elastics-supported system is enmployed for investigations.The general motion of stage supported by elastic structure is described.The analyses of forward displecement and inverse displacement of stage are formulated.The study of input-output behavior of compliant mechanisms actually belongs to a stress-strain field problem.By using finite element analysis.the compliance coefficients of the stage supported by ring are calculated.Finally,a case is inverstigated to exemplity these formulae.     

机械原理课程设计中机器人机构的动力学建模与仿真

为培养学生的机构分析能力,在机械原理课程设计中对3-PRR并联机器人机构动力学建模分析进行研究。推导出3-PRR并联机构位置反解、速度反解和加速度反解等方程。基于第2类拉格朗日方程建立3-PRR并联机器人机构逆动力学模型,据此求出各驱动关节的驱动力。在空载和负载两种情况下进行数值计算,经过与Adams仿真结果对比分析,验证了动力学建模的正确性。本研究为平面3自由度并联机器人机构运动学建模和动力学建模分析提供了有效的方法,为实物样机的优化设计奠定了理论基础。     

Inverse Dynamics of Delta Robot Based on the Principle of Virtual Work

While the kinematics of the parallel manipulatorhas been studied extensively during the past two dec-ades, more and more papers can be found on the dy-namics of the parallel manipulators now[1—7]. The dy-namics of robotcan be used forthe simulation, controland optimization. It plays an important role inachieving high-speed performance. There are twotypes of dynamical problems for the parallel robot: di-rect dynamics and inverse dynamics. The direct dy-namical problem is to find the response v…     

Exact Computation of Parallel Robot''''s Generalized Inertia Matrix

According to the definition of the new hypothetical states which have obvious physical sig-nificance and are termed as no-gravity static and accelerated states, a method for exact computa-tion of the parallel robot's generalized inertia matrix is presented. Based on the matrix theory, the generalized inertia matrix of the parallel robot can be computed on the assumption that the robot is in these new hypothetical states respectively. The approach is demonstrated by the Delta robot as an example. Based on the principle of the virtual work, the inverse dynamics model of the robot is formulized after the kinematics analysis. Finally, a numerical example is given and the element dis-tribution of the Delta robot's inertia matrix in the workspace is studied. The method has computational advantage of numerical accuracy for the Delta robot and can be parallelized easily.     

点焊机器人驱动系统的逆运动学仿真分析

如何确定机器人驱动系统中各轴的运动学与动力学参数是机器人运动学逆解的关键。其传统求解方法需要进行大量的矩阵方程计算,耗时费力,本文以点焊机器人为例给出了一种由ADAMS软件实现的机器人逆运动学求解的仿真分析方法。通过仿真分析,能够便捷地求出各驱动轴的运动曲线,为机器人驱动系统中电机和减速器的选型、系统的运动控制与优化设计提供了依据。     

高速抓取并联机器人实验平台运动学建模与分析

提出了一种新型3-RRPaR高速抓取并联机器人结构,对3-RRPaR高速抓取并联机器人实验平台进行运动学建模和分析.介绍了3-RRPaR高速抓取并联机器人实验平台的结构特点,建立了实验平台的运动学正反解模型,并通过Matlab数值计算和ADAMS虚拟样机仿真验证了运动学分析的正确性.     

码垛机器人的CP轨迹规划

对于码垛机器人,轨迹规划的核心是控制曲线的选取和其算法的实现,其轨迹规划是有的束非线性形的复杂问题,本文根据求得的逆运动学解,用ＭＡＴＬＡＢ软件对轨迹规划进行编程,得出了关节变量的运动曲线,为以后的伺服控制提供了依据。     

Forward displacement analysis of a redundant parallel manipulator by approximation algorithms

This paper presents the forward displacement analysis of an 8-PSS （prismatic-spherical-spherical） redundant parallel manipulator whose moving platform is linked to the base platform by eight kinemtic chains consisting of a PSS joint and a strut with fixed length. A general approximation algorithm is used to solve the problem. To avoid the extraction of root in the approximation process, the forward displacement analysis of the 8-PSS redundant parallel manipulator is transformed into another equivalent problem on the assumption that the strut is extensible while the slider is fixed. The problem is solved by a modified approximation algorithm which predicates that the manipulator will move along a pose vector to reduce the difference between the desired configuration and an instantaneous one, and the best movement should be with minimum norm and least quadratic sum. The characteristic of this modified algorithm is that its convergence domain is larger than that of the general approximation algorithm. Simulation results show that the modelified algorithm is general and can be used for the forward displacement analysis of the redundant parallel manipulator actuated by a revolute joint.     

针对对称结构的六自由度摇摆台的微变动力学位置正解算法

分析了六自由度运动体位置解算问题,提出了一种基于微变动力的新型位置正解算法。还分析了该算法的实际物理意义,进行了数学推导,研究了程序实现具体流程。该方法通过运动体内部动力学机理计算系统实际位置参数,优点是运算结果稳定,速度满足控制系统要求,根据初值可以始终跟踪运动体实际的物理姿态。通过与激光陀螺位置传感器测量的结果比较,研究了该正解算法的误差并研究了计算速度。该正解算法可作摇摆台控制系统的反馈计算环节,用于提高摇摆台相应的动态性能。     

OOPic环境下的机器人避障问题实验

OOPic是近年内出现的基于面向对象的新型软件开发系统,本研究的机器人避障问题就是基于OOPic系统下的编程,通过机器人3种方式的运动控制来研究机器人的避障问题.从机器人的实际运行效果和可靠性来看,该软件编程方法还是行之有效的.     

高压输电线路除冰防冻机器人设计

为了解决我国西南山区高压输电线路覆冰问题,在总结和分析国内外现有除冰技术基础上,以强力除冰、有效防冰为目标,提出“除冰为主,除防结合”的新型除冰、防冰理念。应用模块化设计,对机器人整体架构、本体机构、除冰机构、防冻喷涂机构以及控制系统进行详细设计说明,对机器人关键零部件进行有限元分析。结果显示,该除冰方案结构设计合理,适用于西南地区高压线缆除冰、防冰工作。该机器人具有结构紧凑、重量轻、简单高效、实用性强等特点,为输电线路除冰、防冻提供了一种新思路,具有较好的社会效益和应用前景。     

Disturbance rejection control based on acceleration projection method for walking robots

This paper presents a disturbance rejection scheme for walking robots under unknown external forces and moments. The disturbance rejection strategy, which combines the inverse dynamics control with the acceleration projection onto the ZMP （zero moment point）-plane, can ensure the overall dynamic stability of the robot during tracking the pre-computed trajectories. Under normal conditions, i.e., the system is dynamically balanced, a primary inverse dynamics control is utilized. In the case that the system becomes unbalanced due to external disturbances, the acceleration projection control （APC） loop, will be activated to keep the dynamic stability of the walking robot through modifying the input torques. The preliminary experimental results on a robot leg demonstrate that the proposed method can actually make the robot keep a stable motion under unknown external perturbations.     

基于ADAMS的微型管道机器人三维实体运动仿真

在ADAMS环境下,建立了小口径六轮机器人运动模型,创建了相应的仿真环境,并进行了三维实体运动仿真。通过对质心处的位移、速度、加速度曲线以及对弹簧的力和驱动力矩曲线的分析,证明该六轮机器人在直管道内的移动具有基本的运动稳定性和可行性。为了解机器人工作空间的形态和大小提供了一种实验手段。以管道内受限微型机器人的运动学模型为例进行了运动学分析。结果表明,该行走机构具有结构紧凑、驱动效率高、安装方便、工作可靠、成本低廉等特点。     

基于Unity3D反恐排爆机器人虚拟仿真设计

基于虚拟现实技术开发软件对反恐排爆机器人虚拟实验系统进行功能开发,该系统应用于反恐排爆机器人教学,建立D-H机械臂坐标系,实现反恐排爆机器人结构认知、装配操作、工作空间、关节运动控制,实现人机交互,利用D-H参数法建立反恐排爆机器人运动学模型,进行了正、逆运动学求解及轨迹规划。系统有着较好的沉浸性与交互性,能够完成反恐排爆机器人的虚拟实践教学。     

差分粒子群算法在PUMA机器人逆运动学求解中的应用

传统逆运动学求解主要从逆运动学方程出发,基于一定的数学理论推导,不能完全实现计算机程序化,且精度与计算效率较低;为改善这一缺陷,基于机器人正向运动学方程,借助MATLAB工具,使用蒙特卡洛法仿真分析出PUMA560机器人的工作空间,任取一点末端执行器位姿作为逆运动学求解的已知位姿矩阵T,结合差分粒子群仿生智能算法作为逆运动学求解的主要理论算法。将计算出的旋转关节变量[θ1~θ6]代入正运动学方程,得出末端位姿矩阵[T];通过计算分析T与[T]相关角度误差,两矩阵所对应的位置向量与姿态向量误差精度为0.001数量级,完全满足目前机器人定位要求。基于差分粒子群理论的机器人逆运动学求解方法计算收敛速度更快,能高度实现计算机程序化,误差精度高,提高计算效率。     

一种冗余并联机器人的运动学及工作空间分析

针对一种平面冗余2-DOF并联机器人,分析了其运动学正解和反解,并在运动学反解的基础上讨论了该机构工作空间的约束条件;提出了运用Matcom将Matlab和VC＋＋结合起来进行混合编程的方法,探讨了并联机构工作空间的形状,并得到基于VC＋＋开发的该并联机器人控制系统;仿真结果表明,该机构具有较好的工作空间,可广泛应用于工业装配机器人、虚拟轴并联机床和多维减振平台等领域。     

广义可反对称化矩阵反问题的最小二乘解

给出了广义可反对称化矩阵反问题的最小二乘解和最佳逼近解的一般表达式。     

关于Jacobi矩阵广义特征值的反问题

在综合研究矩阵理论中的某些反问题和Jacobi矩阵特征值反问题的基础上,我们构造广义Jacobi矩阵特征值反问题解的存在性定理并给予证明。     

基于符号计算的Delta机器人快速运动学分析与控制实现(英文)

为了有效地导出Delta机器人的解析解并实现运动控制,基于多体机械系统线性图论及其运动方程自动生成技术,将符号计算运用到Delta机器人上.首先建立了Delta机构的线性图解表达,利用符号计算引擎Maple可对图解的约束方程进行数学描述,并最终求得了逆运动解的精确显式表达式,从而可直接地实现驱动控制和运动轨迹跟踪.用平面圆弧和Adept抓放2种实际工程的机械手运动模型,对Delta机器人的符号计算解进行了仿真分析.结果表明,用于Delta机器人驱动控制的符号解误差较小,满足快速运动的需求,从而确认了约束方程的运动学响应精度,并验证了显式符号解的正确性.