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.     

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.     

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.     

面向末端刚度提升的机器人手臂关节角路径优化

针对六自由度串联关节机器人手臂,采用D-H法对手臂的操作空间进行了描述,得到了正、逆解运动学模型,建立了机械臂运动学方程.在各运动角度优化指标下,优选末端关节角度来增加手臂的刚度和稳定性,从而实现机械臂路径规划的优化.引入目标函数和遗传算子,提出了一种基于遗传算法的多目标机械臂路径规划算法.通过Matlab工具箱进行仿真验证,证明了该算法的有效性与可行性.     

基于液压驱动的拟人机器人上肢机构设计

为提高拟人机器人的集成性与负载能力,对拟人机器人上肢机械结构及其控制系统进行研究.运用CREO软件对拟人机器人上肢各主要关节进行三维模型,并完成虚拟装配.对液压驱动拟人机器人液压驱动系统实现了集成式模块化控制,液压管路布线均匀整齐.基于MATLAB软件对机器人手臂工作空间进行仿真分析,得到了机器人手臂末端执行结构的工作空间云图,并采用FluidSIM液压仿真软件对液压系统原理进行建模,验证液压系统设计的合理性.利用LabVIEW软件设计拟人机机器人上位管理界面,实现了其控制功能,为拟人机器人的设计、改进提供一定的理论基础.     

双PSSR型空间连杆机构设计及运动学仿真

提出了一种可用于散粒货物仓库底开门机构的双PSSR型空间连杆机构的设计方案,分析其工作原理,建立了数学模型.基于I-DEAS创建了机构的三维几何模型,并运用ADAMS软件对机构进行了运动学仿真,得到了货仓底门的角位移曲线、角速度曲线及角加速度曲线.理论分析计算及应用软件仿真验证了此机构设计的合理性及方案的可行性.     

双PSSR型空间连杆机构设计及运动学仿真

提出了一种可用于散粒货物仓库底开门机构的双PSSR型空间连杆机构的设计方案,分析其工作原理,建立了数学模型.基于I-DEAS创建了机构的三维几何模型,并运用ADAMS软件对机构进行了运动学仿真,得到了货仓底门的角位移曲线、角速度曲线及角加速度曲线.理论分析计算及应用软件仿真验证了此机构设计的合理性及方案的可行性.     

舰船过驳6自由度波浪补偿机器人仿真研究

提出一种对舰船过驳进行6自由度波浪补偿的机器人,对该机器人进行了运动学建模、优化设计,并进行了仿真。研究结果表明:该优化的补偿机器人可以实现舰船过驳6自由度的波浪补偿,为舰船过驳波浪运动实现6个自由度的完全补偿提供了可能。     

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.     

新型仿生机械臂肩关节运动学仿真分析

基于仿生学,人体解剖学等基础知识,参照人体肩关节基本运动机理,合理分配自由度及确定各关节运动范围,根据不同关节运动特点选取相应驱动,设计新型肩关节结构.并进行运动学计算,以确定其关节与末端位置相互关系.通过运动学仿真验证运动学理论计算正确,并确定其工作空间及运动轨迹.说明机械臂肩关节结构及尺寸参数设计合理,并为后续动力学分析和控制提供良好基础.     

城市护栏清洗车工作装置动力学分析

应用Pro/E软件对城市护栏清洗车工作装置进行了结构设计并建立了虚拟样机模型,利用多刚体运动学仿真软件ADMAS以及动力学仿真软件ANSYS对工作装置进行了动力学仿真,得到了工作装置作业三维轨迹等运动学参数、主要铰接点的载荷特征以及主要结构的力学特性,为合理开发城市护栏清洗设备提供了依据。     

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。     

"虚实"相结合的汽车模拟驾驶器的研发

详细阐述了基于VRML、JAVA等技术开发的“虚实”相结合的汽车模拟驾驶器的体系结构及基本原理，对其硬件设计、三维实时仿真和音频仿真的实现机理作了说明，建立了汽车的运动学模型并给出了确定任意时刻汽车所处空间位置的算法，最后用实例论证了研发成果。     

基于Pro/E和ANSYS Workbench的纸纱复合制袋印刷一体机中印刷机构的仿真分析

采用三维绘图软件Pro/E建立印刷机构模型,并运用软件中的结构设计模块进行运动学仿真分析.通过有限元分析软件ANSYS Workbench和Pro/E软件之间的双向数据传输功能,将模型导入到有限元分析软件中进行印刷机构的模态分析.通过仿真分析,验证了机构设计的合理性,找出了印刷机构中弯曲扭转变形较大的部位,为机构的进一步优化设计提供理论基础.     

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民航飞机按照飞行程序自动飞行,能够极大地减轻飞行员工作负荷.本文对航路点自动飞行的实现方案进行了研究,对飞机气动模型、六自由度动力学与运动学模型进行了设计,并利用SIMULINK实现了模型解算的实时性.对导航系统进行设计,实现了内-外环的导航和控制方案,即外环实现航路点导航,内环实现飞机姿态控制,并对航迹偏差控制器进行了设计与实现.在此基础上,实现了航路点自动飞行,能够稳定、准确地跟踪飞行程序,实现了对飞行程序的仿真验证.     

基于Matlab的机械手运动学分析与仿真

在Solidworks中对上下料机械手进行三维建模,运用Craig版本的D-H法来描述机器人的连杆参数和关节变量,运用代数法求解出其运动学方程,在Marlab Robotics Toolbox中运用Link函数对其建模,并对其进行正向和逆向运动学仿真,从而验证数学方程的正确性。选取一小段路径对其进行轨迹规划,得出机械手末端执行器的空间轨迹以及各关节连续平稳的位移、速度和加速度曲线,延长了机器人的使用寿命,为机械手后期的动力学分析和控制研究提供了一定的理论基础。     

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ADAM S的液压升降车双横臂独立悬架设计与分析

针对现有液压升降车车身窄、重心高,行驶过程中存在易侧翻等平稳性问题,为某型号液压升降车前桥设计了双横臂独立悬架.先建立空间拓扑图,采用空间解析几何方法得出车轮关键定位参数表达式,根据设计参数计算出关键定位参数;然后用多体动力学仿真软件ADAMS建立悬架的虚拟样机模型,进行运动学仿真优化,找出合理的车轮定位参数;根据仿真结果建立悬架实物分析模型,进行仿真结果与实验结果对比分析.结果表明:实验结果与仿真结果基本一致,各指标均满足了设计要求,验证了理论模型的准确性和仿真优化的可靠性.     

仿人机器人基于旋量理论的运动学分析方法

仿人机器人自由度数目多,且不存在固定基座,运动学的分析比一般工业串联机器人要复杂.针对仿人机器人腿部关节的配置特点,提出了基于旋量理论,根据质心和双脚轨迹规划,采用Paden-Kahan子问题法直接求解仿人机器人下肢运动学问题的方法.求解过程表明:该方法建模过程简单,逆运动学求解简便易行.     

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。