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每天我们都要面对和解决很多纷繁复杂的事情,在忙碌的时候,真希望自己能有三头六臂。不过,现在让你拥有六臂已不是梦。美国科学家打造了一对肩、臀挂式机械臂,可帮助佩戴者打开房门、拎购物袋,解放佩戴者的双手。这种机械臂与我们的手臂一样,也能举起重物,甚至拿取我们无法够到的物体。     

空间机械臂系统仿真建模方法

<正>空间机械臂是实现航天器在轨操作、在轨组装、在轨服务等任务的有效工具。从早期的航天飞机机械臂（CanadarmI）,国际空间站的加拿大II臂（CanadarmII）、欧洲臂（ERA）、日本臂（JEMRMS）,到加拿大小臂（SPDM）、轨道快车机械臂、日本小臂（SFA）,航天器机械臂在轨完成了地面机械臂甚至无法完成的任务：包括超过10t空间大负载的大范围操作及辅助对接;     

一种新型的桌面级机械臂

正机械臂是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的多自由度自动化装置,其研究一直备受关注,桌面级机械臂致力于减小机械臂的尺寸,具有较高的实用前景。通过对四杆机械臂的运动学分析,本文在建立相应的数学模型的同时设计对应的机械结构,使用Labview做上位机对模型的相关变量进行控制,再经由Arduino板做下位机控制舵机,实现基于上位机模拟解算,下位机驱动控制的四自由度机械臂,并增添了双模式,模拟姿态等多个模块化设计。最后通过实验证明该机械臂能有效的克服机械臂系统的各种干扰因素。结构设计合理,控制准确,实现了低成本,多功能的机械臂控制。     

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。     

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LQG算法的柔性机械臂振动主动控制

在工业上,柔性机械臂的振动对其定位精度和工作效率起到严重的阻碍作用。因此,本文以单关节柔性机械臂为研究对象,基于Lab VIEW平台和压电技术运用LQG的算法进行柔性机械臂的振动控制。首先介绍了LQG算法原理,然后论述了实验过程。实验结果表明,LQG算法能有效的控制柔性机械臂的前两阶模态振动。     

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。     

高承载比的可变结构空间桁架机械臂设计

面对不同难度太空任务,要求机械臂需满足刚度及工作荷载等不同条件,文中提出设计高承载比的可变结构空间桁架机械臂。先建立可变结构空间桁架机械臂动力模型,分析由八面体VGT及3-RPS构成的桁架机械臂结构形式,通过运用笛卡尔坐标及变分原理构建机械臂系统动力学模型,在笛卡尔坐标空间中表述刚体运动轨迹,利用卡尔单角对机械臂杆件转动过程进行描述;通过上述模型对机械臂实现初始位姿标定,以旋量理论为基础结合距离模型对机械臂位姿进行准确标定,使机械臂坐标系和测量设备坐标系间转换误差达到最小。仿真实验证明,采用文中高承载比的可变结构空间桁架机械臂能够准确完成精密太空任务。     

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。     

六自由度工业机械臂动力学建模及仿真

为了研究六自由度工业机械臂的动力学特性,基于拉格朗日方程建立机械臂的动力学理论和仿真模型。分别建立各个构件的转动动能、平动动能和势能方程,进而得到各个构件的拉格朗日因子,通过虚拟样机模型测量对应构件的拉格朗日因子三个组成部分,与相应的模型计算结果进行对比,验证拉格朗日因子的正确性。基于正确的拉格朗日因子和广义多刚体动力学方程,建立最终的机械臂动力学模型,并通过ADAMS动力学仿真验证所建立的模型的正确性。     

基于Leap Motion的机械臂手势控制研究

本文提出了一种新颖的可通过手势控制的机械臂控制系统软硬件实现方案。使用体感控制器Leap Motion采集手部信息,通过SDK接口在PC机上对信息进行处理,将指令主数据发送给uarm控制器,完成机械臂的运动。实现了对机械臂的灵活高精度控制。系统测试证明,Leap Motion设备提取的特征总体识别程度高、效果好,机械臂定位速度快、定位精度高。     

柔性关节机械臂刚度的研究

随着科学技术的不断发展,柔性关节机械臂在我国各领域的应用范围也在不断扩大,而质量轻、体积小、能耗低等优点则是其快速发展的落脚点所在,为此本文就柔性关节机械臂刚度展开了具体研究,希望这一研究内容能够柔性关节机械臂的刚度优化带来一定启发。具备质量轻、体积小、能耗低等优点。     

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。     

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。     

基于ANSYSWORKBENCH的带电作业机械臂模态探究

在带电作业姿态下,机械臂是配电网作业机械的主要执行者,机械臂的性能直接决定了机器人工作质量与效率,开展工作的可靠性等。本文借助Pro软件或Engineer软件,建设了在两种典型位姿下机械臂的实体模型,运用ANSYSWORKBENCH软件,设定为预荷载状况,对不同位姿下结构静力学的特性,其模态特征等开展分析。在模态分析结果基础上,实施动力学前馈补偿,自主控制机械臂的振动,抑制其工作过程内的振动现象,确保工作开展效率与质量。     

定向夹持机械臂的设计

定向夹持机械臂是车轴翻转机的重要部件,用于夹持HXD1型和谐大功率电力机车所用的车轴并旋转,本文介绍了该机械臂的设计过程,并通过实际使用效果证明设计是成功的。     

基于机器视觉的移动机械臂控制分析

移动机械臂的控制,主要需要解决目标物位置信息获取问题。基于这种认识,本文对基于机器视觉的移动机械臂系统展开了分析,通过分析系统硬件和软件设计问题对机械臂控制功能的实现进行了探讨,从而为关注这一话题的人们提供参考。     

基于扰动思维的无传感器非接触式的机械臂碰撞估测

针对当前解决机器人机械臂在狭小空间碰撞问题的过程,非接触过程都是基于视觉传感智能判断,大幅增加了成本,提出一种基于无传感非接触式的机械臂碰撞估测及轨迹控制方法。将正常运行的机械臂发生的碰撞事件看作一种扰动,通过估测的力矩是否满足预设条件来判断碰撞是否发生,利用PID控制律对机械臂的各个关节进行控制,这样,复杂的空间动力学问题就能够转换为对机械臂关节的二阶线性系统的控制问题,使机械臂躲避碰撞事故。经实验与分析结果表明,改进方法在无传感器非接触式机械臂轨迹控制方面的优势,能够使无传感器非接触式机械臂远离碰撞事故,从而保护了机器人的安全运行。     

一阶机械臂位置控制系统设计

本文以直流力矩电机为执行元件,LMD18200为电机驱动器件,增量式光电旋转编码盘作为位置检测元件,DSP TMS320F2811为控制器组建了单节机械臂控制系统的硬件。提出了适用于本系统的力矩控制方式,采用前馈加反馈的控制策略实现对机械臂的位置控制。论文对系统的非线性和惯性问题进行了研究。针对机械产生的非线性和机械臂转动时的惯性问题提出了改进方案和补偿的方法,并应用到了系统实际设计中。     

多连杆冗余移动机械臂建模与运动规划

针对人工势场路径规划的势场陷阱问题,以及平面机械臂工作空间的局限性,提出了一种冗余移动机械臂全局规划方案.该方案引入路径安全因子,通过改造势场函数,解决了人工势场法的目标不可达问题,然后采用量子遗传算法优选人工势场参数.为提高移动机械臂的定位速度与精度,使用一种新的粒子群算法解决冗余机械臂的运动学逆解问题.仿真试验表明,该方案能够有效地克服人工势场模型的缺陷,实现移动机械臂终端执行器的高精度快速定位.