柔性机械臂设计与分析

本文以机器人机构学为理论基础,通过对机械臂的运动学方程进行计算分析,获取机械臂末端的位置方程、姿态方程,最后采用三位制图软件来进行柔性机械臂的运动仿真,探究柔性机械臂位移和加速随时间的变化规律,以期为柔性机械臂设计与分析提供一定的研究意义。     

基于MATLAB的机器人GUI仿真平台设计研究

在机器人的设计及研发过程中仿真技术是一种重要的辅助设计方法。通过分析典型串联机器人的结构特征,选取PUMA560机器人作为研究目标,运用D-H法分析其杆件参数并建立各杆件坐标系,建立机器人运动学方程;在MATLAB环境下,在GUI中调用Robotics Toolbox的相关程序,创建机器人仿真图形用户界面。对PUMA560进行正、逆运动学与运动轨迹仿真,并且在该仿真平台上进行运动学实验验证。实验数据表明,该仿真平台可以获得有效准确的仿真数据且能对机器人的运动轨迹作有效控制,可为后续轨迹优化提供分析基础,为相关机器人运动分析提供参考。     

基于视觉测量和距离误差的机器人几何参数标定

在各种应用中,为提高机器人操作臂的绝对定位精度,标定是必要的步骤.所采用的运动学模型和误差测量方法是机器人标定关键的影响条件.本标定中仅以机器人常备的手眼视觉提供测量信息,在这里基于单目视觉的标定中,使用传统的方法除了要涉及测量系统坐标系与机器人基础坐标系间的变换,还要解决摄像机坐标系和机器人末端坐标系的手眼变换关系求解,引入的测量误差和计算误差将很大影响标定结果.本文采用距离误差定义的标定模型,可以直接避免坐标转换带来的误差.此外,针对传统DH参数的不足之处,本文采用修正的DH模型(MDH)作为机器人的运动学模型.最后采用以上两者结合的方法对A460机器人进行实际的参数标定及补偿.     

基于自适应控制的2-DOF不确定机器人系统研究

由于操作机器人的环境及目标性质在工作过程中会随时发生变化,导致控制因素具有未知性和不确定的特性,而使控制系统的性能变差。所以运用自适应控制的优点,利用给定的期望轨迹,设计自适应控制器,进而控制不确定机器人系统的机械臂的运动轨迹。仿真结果表明,在误差允许的范围内,控制器可达到预期目标。     

六自由度机械臂逆运动学求解

进行了六自由度机械手的正运动学分析和求解,提出了一套求解六自由度机械手逆运动学问题的算法,可以最大限度地降低能耗。首先,根据机械臂的结构特点,建立D-H坐标系,得到正向运动学模型。然后,通过对正向运动学模型可解性的分析,通过矩阵逆乘法得到机械臂逆运动学的完整解析解。然后,采用计算极值的方法用于计算机械臂的运动轨迹的最小能耗。最后,采用实例验证了正向运动学模型和反向运动学解决方案的正确性。     

伺服驱动下基于云计算的柔性机械臂避碰方法研究

伺服驱动下机械臂运动规划是整个机械臂系统中关键构成部分。为确保机械臂在运动过程中双臂得到约束并快速达到目标位置,文中提出基于云计算的柔性机械臂挠性补偿避碰方法。在云计算环境下,运用确定运动刚体姿势参数当作坐标变量,广义空间内包含六维空间,三维代表刚体位置,另三维代表姿态,同时将特定姿势变换为空间中定点;云计算下通过划分空间后使未被障碍物占据的自由自空间成为机械臂规划空间。利用拉格朗日理论建立动力学模型,在该模型基础上求解出机械臂关节力矩。上述力矩对机械臂杆实现补偿,使挠性补偿至D-H参数中,矫正柔性机械臂运动学解,将逆运动学解当作运动目标节点;运动规划中,将关节力矩与电机力矩对比,确定节点在规划路径上,从而完成机械臂避碰规划过程。实验证明,所提方法可有效控制机械臂避碰。     

基于齐次坐标变换的人体下肢运动学分析

在分析人体下肢的结构的基础上,建立了人体下肢的7杆模型,并利用齐次坐标变换建立了人体下肢运动学方程,然后利用MATLAB对运动方程进行计算。从而,为研究人体下肢的运动,以及设计下肢外骨骼机器人提供了参考。     

气动轻量型机械臂伺服控制系统和碰撞检测

本文针对气动轻量机械臂伺服控制系统与碰撞检测进行研究,针对服务型机器人对系统安全性和灵活性的要求,提出相应的检测手段,设计了二自由度的机械臂样机,从动力学和运动学理论出发,分析系统摩擦力矩。通过采取摩擦力补偿和加速度反馈等控制策略,确保机械臂低速爬行的问题得到有效解决,并根据检测结果,采取加强机械臂防碰撞能力的有效对策,保证系统运行稳定性。     

NachiMZ04机器人在智慧工厂中的运动仿真与轨迹规划

本文在Matlab环境下,利用机器人运动学原理对NachiMZ04机器人的参数进行运动分析,并利用Matlab Robotic Toolbox对NachiMZ04机器人进行三维建模、运动学分析,通过实验证明了其正确性;在智慧工厂应用中进行了轨迹规划,并通过规划运动的动态图、关节曲线图以及机器人末端轨迹得出达到了预期效果的结论。     

面向禽类胴体分割的3P2R混联机器人运动学研究

为了满足禽肉市场需求,提高禽肉加工生产的效率,根据禽肉加工工艺的要求,设计一种轻型并联机器人。根据机器人的结构特点建立机器人坐标系。将机器人的坐标系分解为并联和串联两部分。对机器人的并联部分和串联部分进行运动学正反解分析,并将两部分的正反解合并,完成机器人整体的运动学分析。并利用计算机仿真软件对设计的机器人进行工作空间仿真。     

基于Motoman-UP6焊接机器人对滚珠轴承的修补路径规划仿真

以Motoman-UP6焊接机器人作为研究对象,根据其机械臂和轴关节的结构特点,采用Denavit-Hartenberg坐标变换法建立机器人坐标系数学模型,再对待修补滚珠损坏部分进行模型重建,然后用Matlab对重建滚珠轴承轴零件STL网格格式的模型进行提取,依靠空间直线插补法和空间圆弧插补法得到各插补点的位置,采用逆运动学求解出各插补点末端执行器的姿态角找到优化的修复路径。     

基于比赛工况下的新型全地形巴哈赛车悬架设计

本文介绍了一款基于恶劣的越野场地下的悬架设计基本思路与流程。根据设计高通过性的车辆的需求,结合整车设计要求,初步确定悬架参数。选择悬架基本类型,进行Adams运动仿真,满足设定性能参数,确定悬架硬点。建立悬架零部件的概念模型,Adams运动仿真检查悬架运动间隙检查。根据悬架概念设计结构,建立Adams弹性运动学模型,并设定目标,调整各铰接点衬套刚度来满足设计目标,确定各铰接点的衬套。加载工况,分解各零部件受力、对零部件进行有限元受力分析,对零部件结构进行优化,根据悬架设定目标,计算稳定杆刚度和减振器阻尼,确定弹簧、稳定杆和减振器的设计参数。样车制造,进行悬架主客观评价并调校。     

6R机械臂工作空间的分析与仿真

本文针对6R机械臂的工作空间问题,根据其结构特点采用蒙特卡洛法进行分析。首先,采用标准DH法建立机械臂模型,得到其正运动学方程;然后,采用蒙特卡洛法求解出机械臂的工作空间;最后,运用MATLAB工具箱建立机械臂的仿真平台,对机械臂的工作空间进行仿真分析,验证其可行性,为后续的避障研究奠定基础。     

基于PLC的机器人自动缝焊工作站系统设计

本论文通过对缝焊机器人工作站的设计,结合实际进行机器人选型、缝焊机头的设计及安全防护需求分析,将工业机器人、焊接控制器、夹具、安全门及周边设备连接起来,实现相互通讯,达到三个机器人同时独立操作和协同操作目的,构成缝焊机器人工作站;通过PROFIBUS总线,实现PLC控制,结合触摸屏技术开发人机界面实现监控;进行工作站的机器人参数设定、坐标系选取及机器人运动程序设计,通过配置I/O信号,实现机器人外部控制。     

机械结构对两轮移动足球机器人运动精度影响研究

以自行设计的两轮移动足球机器人的机械结构为对象,从理想情况和实际情况分别进行机器人小车的运动学分析与建模,进行比较并得出结论。分析了驱动轮半径对运动学模型的影响。最后从机械结构的设计上讨论了对小车运动精度的影响,并提出相关改进措施。     

柔性臂结构和控制系统设计

本文通过运用柔性臂动力学及控制理论,对柔性臂与控制系统的参数耦合进行分析,并构建了柔性臂的动力学方程及传递函数模型,利用Ritz法求系统的振型函数与频率,最后建立了柔性臂状态空间耦合模型,得出机械结构与控制系统之间的相互耦合性是比较强的,我们应当对机械结构与控制系统进行耦合建模与一体化设计,从而满足当今对机电系统的高性能要求。     

基于虚拟样机技术的低压断路器操作机构的设计研究

文章将虚拟样机技术运用到低压断路器操作机构的设计上。通过应用ADAMS软件,对某型号断路器的操作机构进行运动学分析,做相应的运动仿真,得到弹簧弹性系数、关键运动副位置、构件形状、摩擦力等重要参数对断路器触头分断速度的影响,对影响最大的参数进行优化,为断路器机构的改进设计提供参考依据。     

六自由度Delta机器人运动学分析

对六自由度Delta机器人的结构特点进行了简单介绍,根据其结构特点将六自由度Delta机器人拆分为三自由度Delta并联机器人和串联摆角头两部分,先分别对并联和串联两部分机构进行单独的运动学分析建立运动学模型并求解,然后将这两部分进行耦合建立了整体的运动学模型并最终求得六自由度Delta机器人正逆运动学的解。     

混凝土液压拆除机械臂运动探索

在混凝土的拆除过程中,需要应用到液压拆除机械臂。这种机械臂的设计过程是比较复杂的,需要从运动学的角度来进行优化设计。比较科学的方法是首先通过ADAMS来进行建模,对机械臂喷枪末端的姿势以及运动状况进行调测试,最终得到合理的轨迹运动方案。     

基于ARM的机器人旋转绕臂二自由度控制设计

机器人旋转绕臂二自由度控制设计是机器人智能控制的关键技术,传统方法采用混频驱动的超外差控制方案,无法有效实现对仿人机器人的手臂抓取运动规划和二自由度控制。提出一种基于ARM的机器人旋转绕臂二自由度控制设计方案。将仿人机器人涉及的高维空间运动规划复杂问题分解成一系列低维空间的子问题,根据机器人在工作空间末端效应器位姿状态提供的启发式信息,采用二自由度控制方案,进行控制模型设计,基于ARM和Linux进行系统硬件设计,机器人系统硬件设计部分选择ARM11 CPU为中央处理器。选择ARM11 CPU S3C6410作为硬件核心,系统中使用了256 Mbyte的DDR内存,作为数据的缓存,进行系统设计与实现。仿真结果表明,该控制系统具有较好的机器人行为特征提取和识别能力,对机器人的旋转绕臂控制精度较高,展示了较好的应用价值。