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…     

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。     

一种四自由度机器人的运动学建模

讨论了一种四自由度机器人运动学模型的建立问题,在此基础上给出了该机器人运动学正解和运动学逆解的简化求解方法,简化了求解过程,大大减少了计算量。实验表明:这种简化求解方法是可行的并且是有效的。     

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。     

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。     

桥梁工程鉴识专家系统设计开发

考虑桥梁工程鉴识过程中影响要素的复杂性,将其视为灰系统反问题,应用神经网络方法避免解的不适定问题带来的求解困难.采用VFP和MATLAB语言分别构建了＂桥梁工程鉴识专家系统＂的知识数据模块和神经网络仿真模块,并通过两大核心模块与其他辅助模块的良性互动,实现了该系统的信息收集、系统仿真及鉴识分析等各项功能.为进一步的信息完善和网络训练提供开放、友好、安全的平台,以实现鉴识专家系统的准确性和稳定性.     

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。     

新型四自由度并联机构位置逆解分析

采用基于方位特征集的方法,分析了一种新型四自由度并联机构,即2PUS-2PRS并联机构的自由度数目和类型,给出了该并联机构的基本运动链（BKC）及其耦合度计算;利用矢量法运算建立了该并联机构的位置逆解模型,得到了可行的16组位置逆解,并据此模型结合一种典型运动实例,得到各驱动杆长的变化规律。文章还对其上述分析的正确性进行了有效验证。     

一种3-7R并联解耦机构的运动学与动力学分析

基于运动副分析,对一种运动解耦的3-7R并联机构进行了构型分析,并对机构的构型特点进行了总结．该机构由3个正交分布的支链组成,机构的运动副均为转动副,构成了机构动平台在x,y,z三个方向的平动解耦．为验证机构的解耦特性,对机构进行了运动学分析,推导了机构的运动学正／反解、输入／输出的速度和加速度,验证了机构的运动解耦特性．采用一种机构支链分解-综合的方法,利用拉格朗日法建立了机构的动力学模型,验证了机构的力解耦特性．这对机构控制策略、机构设计和轨迹规划等方面的研究具有一定的理论意义．     

Path Planning and Tracking for Vehicle Parallel Parking Based on Preview BP Neural Network PID Controller

In order to diminish the impacts of external disturbance such as parking speed fluctuation and model uncertainty existing in steering kinematics, this paper presents a parallel path tracking method for vehicle based on preview back propagation(BP) neural network PID controller. The forward BP neural network can adjust the parameters of PID controller in real time. The preview time is optimized by considering path curvature, change in curvature and road boundaries. A fuzzy controller considering barriers and different road conditions is built to select the starting position. In addition, a kind of path planning technology satisfying the requirement of obstacle avoidance is introduced. In order to solve the problem of discontinuous curvature, cubic B spline curve is used for curve fitting. The simulation results and real vehicle tests validate the effectiveness of the proposed path planning and tracking methods.     

基于神经网络的逆控制法在热工过程中的应用仿真

逆控制法通过逆建模使串联控制器拥有与被控对象互为倒数的传递函数。将逆控制和神经网络相结合可以使逆控制法的控制效果都得到改进。以经典热工过程为控制对象,通过逆控制器与常规 PID 控制器的控制效果仿真比较,表明这种方法具有很好的快速反应性、精确的控制效果以及很强的自适应能力。     

A novel posture alignment system for aircraft wing assembly

A novel 6-degree of freedom （DOF） posture alignment system, based on 3-DOF positioners, is presented for the assembly of aircraft wings. Each positioner is connected with the wing through a rotational and adsorptive half-ball shaped end-effector, and the positioners together with the wing are considered as a 3-PPPS （P denotes a prismatic joint and S denotes a spherical joint） redundantly actuated parallel mechanism. The kinematic model of this system is established and a trajectory planning method is introduced. A complete analysis of inverse dynamics is carried out with the Newton-Euler algorithm, which is used to find the desired actuating torque in the design and path planning phase. Simulation analysis of the displacement and actuating torque of each joint of the positioners based on inverse kinematics and dynamics is conducted, and the results show that the system is feasible for the posture alignment of aircraft wings.     

Research on the operating characteristics of parallel 4-DOF electric platform with 4TPS-PS structure

The 4TPS-PS parallel platform designed for a stabilization and automatic tracking system is a novel lower-mobility parallel mechanism. In the first part of this paper, the structure of the platform is described and the kinematics model is built. The workspace of the platform is defined as the full reachable rotation workspace when the Z coordinate dimension of the upper plate varies continuously. A fast searching method of the full reachable workspace is presented, after which the inverse kinematics of the platform is deduced. The forward and inverse solutions of the speed and force of the platform are deduced. According to the characteristic of the 4TPS-PS platform’s structure, a fast searching algorithm of the maximum generalized speed and maximum generalized force output by the upper plate is put forward based on the forward and inverse solutions of the platform’s speed and force. The 4TPS-PS platform prototype built by the State Key Laboratory of Fluid Power Transmission and Control of China is taken as the research subject. The full reachable rotation workspace of the prototype is computed out and analyzed. The curves of maximum generalized speed and maximum generalized force of the prototype are computed out and plotted. Finally, the com- puting and analyzing results of the operating characteristics are confirmed through the experiment.     

小波型神经网络WTNN的设计

小波分析已成为众多领域中的有力工具．本文采用调制的小波基对输入模式预处理，在函数链神经网络的基础上设计了小波型神经网络ＷＴＮＮ，从而把小波变换与函数链神经网络有机地结合起来．这样设计的模型有惊人的学习速度；体系结构的通用性好；适应性强等特点．最后，通过实例用计算机模拟验证上述特点     

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.     

基于LM算法的机械臂轨迹规划研究

针对提高多关节机械臂轨迹规划精准率和效率的问题,利用Peter Corke开发的robotics-toolbox工具箱在MATLAB上进行机械臂的运动学建模,并设计了一种轨迹规划算法。该算法依托于LM算法,结合逆运动学获取关节角序列位置,在对应相关轨迹的同时,确保关节角速度和加速度曲线连续且光滑。研究结果表明,通过该算法不但可以得到相对稳定的运动曲线,其迭代速度相比传统的梯度下降法,在拟合离散点过程中具有更快的迭代速度。     

新型四自由度并联机构工作空间特性分析

在建立新型四自由度机构2RRS-2RUS逆运动学模型的基础上,运用单开链法和支链子空间形成的包络面法求解确立该机构的可达位置工作空间和姿态工作空间,并利用雅克比矩阵的代数特征定义约束条件,导出机构奇异位形曲面的方程,据此求解出特定参数下该机构的奇异位形的边界曲线,确定系统在特定参数下出现奇异位形的可能性.     

多自由度关节机械手在教学培训系统中的实践

根据工况要求,利用运动学逆方程求解机械手各关节角.利用Pro/E软件对虚拟样机进行仿真分析,验证了运动学分析的正确性.经编程调试的实践应用结果表明,该机械手完全满足教学培训的要求.     

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。     

用多普勒效应巧解一类运动学问题

物理知识与生活实际密切联系,利用超声波测速就是典型的例子。此类问题用运动学的规律求解,特别复杂;用多普勒效应求解,非常简捷。文章进行了多普勒效应原理及计算公式的理论分析,对相应的实例用运动学规律和多普勒效应两种方法作了对比解析。