基于Robotics Toolbox的6 R型机械臂运动学仿真及分析

针对6R型机械臂运动学进行了研究。首先采用D-H法建立机械臂关节坐标系并确定其连杆参数,应用MATLAB软件中的Robotics Toolbox仿真工具箱建立该机械臂模型,其次对机械臂进行轨迹规划研究和运动学仿真,最后,基于机械臂运动学模型应用可操作度指标分析机械臂的灵巧性能,本文阐述了机械臂运动学仿真的一般规律,由仿真得出的结果可知,本文的研究对于关节型机械臂的运动学仿真具有重要意义。     

基于Robotic的五轴串联机械臂轨迹规划

为实现机器人在生产中运行稳定、轨迹连续且光滑,以五自由度串联机械臂作为研究对象,构建三维模型,根据其D-H参数建立了正逆运动学模型。基于Robotic机器人工具箱,对建立的机械臂模型进行空间直线轨迹和圆轨迹规划,验证可行性。结果显示,有效的轨迹规划可以促使五轴串联机械臂各关节运行平稳,速度无突变,轨迹平滑连续,能够实现正常的生产作业。     

机械臂控制系统仿真实验设计

利用Matlab/Simulink软件设计机械臂控制系统仿真实验,包括机械臂模型、轨迹规划、逆动力学控制和运动学。以两自由度机械臂为研究对象,根据动力学方程建立机械臂模型。采用5阶多项式进行轨迹规划,并采用逆动力学进行机械臂的控制。通过运动学获取各个关节的位置坐标,动态的显示机械臂的运动过程。该仿真实验能够加深学生对机器人动力学、运动学和控制等理论的理解,有利于培养学生的实际编程能力,激发学生的学习热情。     

六自由度串联机械臂建模与运动学分析

针对实验室自主研发的六自由度串联机械臂,采用标准DH (DenavitHartenberg)法建立机械臂的数学模型,对正逆运动学进行了求解。逆运动学求解中,根据机械臂前3个关节轴相交的特点,采用逆向解耦方法分组求解机械臂的后3个关节变量和前3个关节变量,得到机械臂在非奇异状态下的8组完整解析解;正逆运动学求解过程中,采用设置中间变量的方法代替齐次矩阵连乘,有效缩短了算法的运行时间。最后对正逆运动学求解算法及机械臂的工作空间进行了仿真,验证了运动学算法的有效性及该种构型机械臂的实用性,为后续机械臂的运动规划与实时控制打下了基础。     

双机协作工业机器人运动学求解与仿真分析

为了探究多机协作在打磨领域的可行性,以汽车轮毂打磨为应用背景,以2台六自由度工业机器人组成的双机械臂打磨系统为研究对象,运用D-H法建立双机械臂的关节坐标系及其正、逆运动学模型.建立双机械臂关节模型,运用蒙特-卡罗法求出了双机械臂协作工作空间,为后续轮毂打磨轨迹规划提供了理论依据.对建立的正解模型进行仿真验证,在MAT...     

基于虚拟空间三维体素—语义地图的机械臂任务规划

任务规划算法是机械臂在未知环境下具备抓取能力的基础,为此提出一种基于三维体素—语义地图的机械臂虚拟空间任务规划方法。在获取完整点云场景的基础上,利用基于掩码区域的卷积神经网络实现目标检测与实例分割,构建由三维点云、语义信息、三维计算机辅助设计模型组成的体素-语义混合地图;优化A~*算法完成机械臂末端执行器最优路径规划,利用贝塞尔曲线完成轨迹优化;探究抓取不同几何体时的机械臂末端位姿,分解抓取、放置等复杂任务,形成基于语义驱动的空间任务规划。在虚拟空间通过仿真试验,表明了所提算法的有效性和快速性,同时该算法可支撑机械臂执行各种复杂的抓取任务,并提升机械臂的智能水平。     

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。     

基于智能平面搜索的四轴机械臂避障规划

提出一种智能平面搜索算法,用于解决四轴机械臂规避障碍物的路径规划问题。该算法将人工智能理论与平面几何学相结合,通过栅格化四轴机械臂的关节空间,预先确定障碍物区域,再自动搜索避障路径的编号序列,规划出四轴机械臂运动的关节坐标值序列。仿真结果表明,该规划算法能快速有效地实现四轴机械臂在X—Y平面内的二维避障,具有较强的稳定性与工程实用性。     

五自由度机械臂三维建模与仿真实验平台的构建

利用Z-Y-Z欧拉旋转法对五自由度机械臂进行了正运动学分析和逆运动学的求解,以控制机械臂在关节空间和笛卡尔空间中的运动。为能够简便地验证运动学分析的结果和避免给实体机械臂发送不恰当的指令,以Qt Widgets为开发框架,利用OpenGL图形程序接口建立了五自由度机械臂三维仿真实验平台。该系统能较好地反映机械臂的运动,实时执行目标抓取,对机械臂运动学的研究和教学起到了促进作用。     

基于遗传算法的七自由度机器人轨迹规划

针对七自由度串联机器人Robai Cyton Gamma 300轨迹规划问题,采用改进遗传算法规划机器人各关节的运动轨迹。利用D-H表示法建立起机器人末端执行器的位姿与参考坐标系之间的齐次变换矩阵,采用遗传算法优化BP神经网络求解机器人的运动学求逆解。利用5次B样条曲线在关节空间构造机器人各关节随时间变化的运动轨迹。在满足运动学约束条件下,对传统遗传算法在编码方式、遗传算子、交叉概率和变异概率等方面进行改进,对机器人各关节运动轨迹进行时间最优规划。运用Matlab对研究进行了仿真实验。结果表明,经改进遗传算法优化后的机器人运动轨迹时间明显缩短,各关节的角速度、加速度和加加速度曲线连续无突变,从而验证了该方法的有效性。     

基于V-REP的机器人仿真实验系统及教学

机器人设计需要采用"设计—仿真—优化"的过程,因此仿真技术是机器人工程专业本科生必须掌握的技能。该文基于V-REP仿真软件设计了一套6自由度通用工业机器人仿真实验系统。首先建立了机器人的V-REP模型,进行系统动力学参数设置,然后与MATLAB的轨迹规划算法进行联合仿真和验证。开展了学生线上实验教学和探索,可替补实验室的现场实验。仿真实验系统可以进行机器人的运动学、动力学和轨迹规划算法的仿真实验,能够提高学生的机器人理论分析和设计能力。     

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.     

基于MATLAB/SimMechanics模块六自由度串联机器人的运动分析与控制

以KR5ARC型机器人为研究对象,建立机器人杆件坐标系,获得相应的结构参数和运动参数;利用MATLAB/SimMechanics模块建立机器人的仿真模型,并进行了一定的运动学分析;设定机器人的运行轨迹,并在MATLAB环境下编程,通过MATLAB程序的循环求解,自行求得机器人各关节转动角度的最优解,并对机器人轨迹规划进行仿真。通过仿真模型末端的传感器模块和轨迹模块,获得末端执行器和各关节运动的各种数据,为工程人员控制分析机器人提供一种有效的手段。     

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。     

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.     

基于深度学习改进的机器人轨迹规划算法

在公路环境巡逻机器人轨迹规划问题中,实时准确的交通流量预测对机器人轨迹规划尤为重要。然而由于车流量的随机非线性,使得机器人轨迹规划任务仍然充满挑战。提出一种深度神经网络与轨迹规划算法相结合的融合算法。通过深度学习预测短期交通流量,优化交通网络图并运用轨迹规划算法完成路径规划。实验表明,改进的机器人能够更快、更安全地完成道路巡逻任务。     

工业机器人关节空间的插值轨迹规划

首先介绍了工业机器人轨迹规划的概念及涉及到的问题,并改进关节空间的三次多项式插值轨迹规划,提出五次多项式插值轨迹规划,最后重点分析了含多个途经点的插值轨迹规划、抛物线过渡轨迹规划,并进一步完善这两种情况同时存在时的轨迹规划.     

KINEMATIC MINIMUM-TIME TRAJECTORY PLANNING FOR A MANIPULATOR

By using a phase-plane analysis method,the minimum-time trajectory plan-ning problem of a manipulator moving along a given geometric path subject to the con-straints of joint velocities and accelerations is solved in this paper.The simulation resultfor the first three joints of PUMA-560 is given.