仿人形机器人运动的自适应控制

用Danevit-Hartenberg坐标变换法推导了仿人机器人的动力学与运动学方程,建立了仿人机器人的广义雅可比矩阵.设计了自适应控制器,以保证该仿人机器人系统的渐近稳定.给出了该机器人在做高难度舞蹈动作时各关节的运动轨迹以及仿真截图.结果验证了该方法的可行性和有效性.     

基于几何法的机器人运动学逆解

本文给出了机器人的基本概念,介绍了机器人的发展状况和研究前景,提出了机器人运动学的求解方法和基本思路,讨论了基于几何法的运动学逆解的存在性、唯一性和求解的具体方法.     

机器人的三维运动仿真

通过对一个机器人机械手三维实时运动仿真系统实例的介绍和分析，阐述了利用OpenGL图形库实现机器人运动仿真的有效方法，重点分析了机器人运动学模型的构建及仿真过程的动态显示，并且讨论了该仿真系统的主要功能模块构成。最后总结了该仿真系统的主要特点，指出了OpenGL在机器人运动仿真中的应用前景。     

双三轴相交冗余自由度机器人运动学建模

分析了水轮机叶形修磨机器人双三轴相交的特殊结构。在建立连杆坐标系的基础上，采用Ｄｅｎａｖｉｔ－Ｈａｒｔｅｎｂｅｒｇ方法建立其运动学模型，进行运动学、逆运动学求解。     

3-DOF平面微动并联机器人的动-静态建模

在叠加变形原理基础上，利用柔性关节两端的广义力传递关系和位移传递关系，分别对微动并联机器人进行运动学建模和静力学建模，两者相结合构成系统的动-静态模型．对于大多数工作在低速、低频和工作空间较小的微动机器人都是适应的．以3-DOF平面并联微动机器人为例，介绍了整个建模过程和求解方法．相比应用伪刚体法进行的解析建模，模型精度有了大幅度的提高．     

平面冗余并联机器人的综合性能优化设计

对平面二自由度冗余并联机器人的综合性能优化设计进行了探讨.基于运动学模型,给出了该机器人的雅可比矩阵和最优拓扑构形,分析了结构参数对工作空间和奇异性的影响规律.提出了衡量机器人运动精度、力传递性能、结构刚度和工作空间利用率的综合评价指标,建立了以综合评价指标为目标函数,以任务空间和无奇异位形为约束条件的数学优化模型,并采用自适应遗传算法求解.研究为同类机器人的优化设计提供了参考.     

6自由度喷涂机器人的设计与仿真

根据动车车体腻子刮涂自动化的需求,研究设计了一种适用于喷涂大型工件的机器人,确定了机器人的6个自由度,绘制出机器人二维简图,推导出运动学正逆解,通过Matlab建立了机器人的三维模型,然后进行了轨迹的仿真,仿真结果表明,轨迹没有出现波动和奇异性,整体和各个关节的运动曲线也比较平稳、响应快速,能够达到工艺的要求;运用蒙特卡洛方法求解出机器人的工作空间,仿真结果的点云图验证了所设计的机器人工作空间能够涵盖整体的需要喷涂的工件.     

螺旋铣孔机器人末端执行器位置精度误差分析

基于Reis RV-16机器人,采用D-H法建立机器人连杆坐标系,推导出机器人连杆的运动学方程;采用函数微分法建立螺旋铣孔机器人关节变量对末端执行器位置精度影响的误差模型;采用AD-AMS软件建立螺旋铣孔机器人虚拟样机,通过运动学仿真验证了误差模型的准确性.该模型对评估螺旋铣孔机器人末端执行器位置误差,提高位置精度有积极的作用.     

脊柱手术机器人的设计和仿真

根据手术的需要合理分配脊柱手术机器人的自由度,设计了一款七自由度的脊柱手术机器人,运用Creo设计软件建立了脊柱手术机器人的三维模型.利用MATLAB Robotics Tools建立机器人的三维运动学模型,对机器人进行运动学和轨迹仿真分析,得到脊柱手术机器人的末端位移曲线图和关节加速度曲线,并用蒙特卡洛法对脊柱手术机器人的工作空间进行仿真,仿真结果表明所设计的脊柱手术机器人运行平稳,安全可靠,可以达到脊柱手术所需要的工作空间.     

脊柱手术机器人的设计和仿真

根据手术的需要合理分配脊柱手术机器人的自由度,设计了一款七自由度的脊柱手术机器人,运用Creo设计软件建立了脊柱手术机器人的三维模型.利用MATLAB Robotics Tools建立机器人的三维运动学模型,对机器人进行运动学和轨迹仿真分析,得到脊柱手术机器人的末端位移曲线图和关节加速度曲线,并用蒙特卡洛法对脊柱手术机器人的工作空间进行仿真,仿真结果表明所设计的脊柱手术机器人运行平稳,安全可靠,可以达到脊柱手术所需要的工作空间.     

Stewart平台式并联机床的一种运动及受力分析方法

并联机床被誉为21世纪的新型加工中心, 但它所能发挥的性能仍受到现有机构计算理论、测量及标定方法的限制.目前已有的正向求解方法,由于非线性的影响,有求解过程复杂和多解的问题,难以用于并联机床的运动控制,为此,建立了6-3 Stewart平台式并联机床结构的运动学和力学模型,其中采用对称分布的3个位移传感器用于机构的位置分析,并将降阶的运算操作与传感器方式相结合,实现了机构分析的正向算法,并开发了数值模拟程序.这种方法明显降低运算消耗,并提高了精度.     

Kinematics analysis and experiment of a cockroach-like robot

This article describes the structure of the cockroach-like robot. Both kinematics and locomotion control are inspired by biological observations in cockroaches. Based on cockroach-like robot kinematics analysis, screw theory, and the production-of-exponential (POE) formula, this paper focuses on the inverse kinematics which uses Paden-Kahan sub-problems to obtain directly the displacement of joint angles. The forward kinematics derives the relationship between joint angles according to the natural restrictions. Then, by using the POE formula, it can deduce the body pose and realize online trajectory control and planning. Through simulation and experimentation, it is proved that the straight-line walking and turning gait algorithms have static stability and the inverse kinematics analysis of cockroach-like robot is correct.     

基于六自由度平台的轨道扭曲不平顺几何信息模拟

为了获取轨道扭曲不平顺几何信息,根据扭曲不平顺变化特征及轨道扭曲不平顺模拟器结构,建立了轨道不平顺模拟器双六自由度模拟平台位姿反解模型和位姿关联模型.借助Simulink位姿反解模型对国内常用轨距与转向架常用轴距对应的3种扭曲不平顺位姿反解进行解算,解算结果与位姿正解具有很好的一致性,验证了所建位姿反解模型、位姿协调关联模型的正确性.以某型转向架为例,利用试验台进行了不同基长的扭曲不平顺室内试验,研究了扭曲不平顺基长对轮重减载率的影响.试验结果表明,扭曲不平顺基长越小,轮重减载率越大,基长2.4、5.0 m的最大轮重减载率分别为0.594和0.581,满足国家标准规定的安全限值.      

车辆行驶工况运动学水平的研究

为提炼车辆行驶的数字特征,把速度时间记录看作运动学片段的集合.从运动学片段入手,运用主成分分析提取关键特征用于聚类分析,重点论述聚类分析技术对车辆行驶数字特征进行分类,研究了车辆运动的各个不同层次的水平,探讨能够体现交通特征的分类方法.聚类结果符合客观事实,是行之有效的分类方法,研究有利于合成反映实际交通状况的行驶工况.     

六自由度重载装配机械手运动学分析及求解

针对汽车装配生产线作业对重载高精度的自动设备的需求,设计了一种液压驱动的六自由度多功能重载装配机械手。运用Denavi-Hartenberg(D-H)方法构建了机械手的运动学模型,分析了重载装配机械手的工作原理和正、逆运动学求解方法。从机械手的正、逆运动学方程的求解结果可以看出,采用液压方式实现对机械手6个自由度的驱动,具有驱动力大、操作简单、安装准确的特点,可适应多种汽车重载装配的需要。     

Optimal posture searching algorithm on mobile welding robot

An independently developed mobile welding robot system is introduced. Kinematics model is the base of robot planning. With the Denavit-Hartenberg method, robot kinematics equation can be gotten. The robot welding torch inclination angle consists of the working and moving angles. According to the kinematics model, both the two angles and torch position can be calculated. Under special moving angle, a two-step algorithm is used to obtain the optimal manipnlator posture. The calculation result shows that the Mgorithm has high precision.     

混合交通流的动力学模型

引入超车换道流量，建立了混合交通流的连续性方程；通过对交通流参数的微分变换,建立了混合交通流的运动微分方程．连续性方程和运动微分方程构成了混合交通流的动力学模型．将模型应用于无超车换道交通流，求出了流量和密度之间的关系．结果表明在低密度段模型与实测数据吻合．     

动感赛车运动控制装备的模拟实验分析

基于科学有效的3D动画-玩家-赛车运动机构的交互机制和接口方法,借助于Solidworks和ADAMS两个软件实现了对动感赛车的建模和虚拟样机的建立.对动感赛车在不同虚拟路况下实行不同的运行方式,建立其运动学方程,并进行了运动学的分析研究,确定主要实验参数,完成动感赛车运动控制平台的模拟实验与数据分析.     

7R六杆Ⅱ级机构的MATLAB/SIMULINK动力学仿真

用矢量和矩阵理论建立了适用于MATLAB/SIMULINK仿真的曲柄、RRRII级杆组运动学和动力学数学模型,以该数学模型编制了M函数仿真模块,对给定的颚式破碎机7R六杆II级机构进行了建模和仿真,通过仿真得到各转动副的反力及驱动力矩.其主要目的是以构成机构的基本杆组为仿真模块,搭建杆组MATLAB/SIMU-LINK仿真模型,可以对不同类型平面连杆机构进行动力学仿真和分析.     

发动机曲柄连杆机构运动学仿真及有限元分析

在对发动机曲柄连杆机构运动学分析的基础上,利用Pro/E软件建立了发动机曲柄连杆机构的虚拟样机模型,并进行运动学仿真分析,得到活塞的速度、加速度曲线;利用有限元分析软件Algor对曲柄连杆机构关键构件——曲轴进行有限元分析,得到应力、应变和疲劳寿命云图,为发动机曲柄连杆机构的优化设计提供了参考依据.