基于平板标定工具的机器人工具中心点标定方法

为在工业现场便捷、准确地获取工具中心点（tool center point，TCP）参数，降低机器人末端工具的定位误差，提出了一种基于平板标定工具的机器人TCP标定方法. 利用机器人TCP与平板多次触碰所形成的空间触点应共面的约束条件，建立了机器人TCP参数标定模型；针对TCP名义参数未知和已知的情况，分别提出了基于粒子群算法的TCP直接求解和线性化的偏差求解算法. 通过数值仿真和标定试验验证所提出方法的可行性和准确性，结果表明:TCP直接求解和偏差求解算法求解的结果与传统四点标定法相比，误差分别在0.5 mm和1.0 mm以内.      

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.     

基于粒子群算法的码垛机器人时间轨迹优化研究

阐述了码垛机器人的工作路径,根据D-H参数及机器人各关节坐标变换图进行运动学正逆解。应用Matlab对机器人码垛任务进行关节空间和笛卡尔空间轨迹规划。兼顾脉动连续性和减小计算量两方面要求,应用POS优化算法,考虑运动约束,并满足最大速度约束条件下对码垛机器人一个码垛周期的3-5-3次多项式轨迹最优时间求解,解决了多项式轨迹规划阶次高,运算量大,且没有凸包性的特点。     

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.     

抛物线过渡的并联机器人线性轨迹规划

针对并联机器人工作空间较小,轨迹规划时易于越出工作空间范围这一不足,提出了应用直线两端加抛物线过渡实现位置和速度连续的轨迹规划方法．并通过实例和图线比较得出该方法更适合于并联机器人这类小工作空间运动规划的结论．最后说明了该方法的可靠性．     

斜拉桥索无损检测驱动系统内模解耦控制方法

针对在役斜拉桥索只能进行无损检测,且检测信号受外界干扰较大的特点,为保持机器人平稳运动,设计了基于内模解耦空间矢量脉宽控制方法的驱动系统。仿真结果表明,驱动系统采用内模解耦空间矢量脉宽调制方法,可有效抑制电磁惯量扰动与参数模型不相匹配对输出激励电流的影响,克服传统的PI控制不能动态解耦以及对电机参数敏感的问题,可为桥梁斜拉索检测机器人提供稳定动力。     

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.     

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.     

α—N曲线的四参数方程拟合

用目前普遍采用的三参数方程对５组裂纹扩展α－Ｎ试验数据进行了拟合时发现,该方程对裂纹扩展全过程试验数据的拟合精度不高,特别是当Ｎ接近断裂寿命时误差变得很大。为此,提出了四参数方程,将确定方法中未知参数的问题化为求多元函数极小点的数学规划问题,用四参数方程来拟合裂纹扩展全过程α－Ｎ试验数据时可得到此三参数方程更好的拟合精度。     

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．     

公路智能检测机械手设计与数学建模

针对机器视觉应用于公路复杂构造物检测时图像采集质量低、适应性差等问题,提出了一种基于机器人技术的空间位姿调整方案,研究了智能检测机械手的结构设计、数学建模等。基于复杂表面检测系统工作原理及关键技术,对机械手的总体结构、基座、工作平台及运动分支等进行了详细设计;面向应用需求建立了包含相机安装参数的智能机械手位姿补偿模型,基于各运动分支连杆参数建立了机械手运动学模型,给出了各主动输入量的数学表达式;通过数值方法,分析了机械手在不同设计时速的隧道内检测时的位姿补偿以及运动分支主动输入量,并阐明了系统工作原理。     

沥青玛蹄脂粘弹性模型参数分段线性拟合法

分析了沥青玛蹄脂静态蠕变曲线的特点,应用分段拟合法对曲线的起始与末尾段进行线性拟合,研究了剪切蠕变条件下沥青玛蹄脂粘弹性Burgers模型参数取值,并与传统方法进行了对比。发现在低温条件下,两种方法的平均误差基本保持在5%以内,而传统方法的最大误差超过了20%,分段拟合法仅有小时间段超过5%;高温条件下,传统方法测定Burgers模型参数比较困难,而分段拟合法平均误差小于0.01%。研究结果表明:分段拟合法误差相对较小,易于操作,是确定Burgers模型参数的有效方法。     

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。     

空间弹性曲杆在三维变形中的曲率—位移关系

本文在总结前人工作的基础上，采用严格的数学推导，针对三维变形过程，建立了空间任意形状的弹性曲杆在三维变形过程中的曲率－位移关系的新方法。文中的典型算例，显示了本文建议的方法的合理性与有效性。本文的工作，为空间曲梁单元的应变－位移表达式的建立工作，提供了可靠的基础。     

具有亚像素精度的冗余特征机器人视觉伺服控制

为克服机器人视觉伺服系统对位姿估算及标定精度的依赖性,结合前期特征识别和后期视觉伺服控制,提出基于冗余特征的机器人视觉伺服控制方法.首先,针对图像处理计算密集的问题,从加快特征提取运算速度考虑,研究了矢量数据的递归贪婪压缩算法;其次,从提高图像空间测量精度考虑,研究了基于向量正交性的亚像素特征提取方法,并结合合作目标形状,给出基于多边形形状拟合的目标识别实验性准则;最后,基于图像视觉伺服理论和任务函数方法,直接以具有亚像素级的冗余图像特征作为反馈信息,建立了机器人视觉伺服控制模型,并进行了视觉伺服验证试验.理论分析和实验结果表明,本文提出的视觉伺服控制方法能够在复杂的环境下快速稳定地提取伺服特征,并对标定误差和深度估计误差具有一定的鲁棒性.      

基于微分几何法的机器人最优轨迹规划

将二自由度机器人的轨迹弧长指标视为黎曼度量,在黎曼空间内进行机器人的最佳轨迹规划.基于微分几何的方法,求出了具有此种黎曼度量的黎曼曲面上的测地线作为机器人的最佳轨迹,并进行了计算机轨迹仿真,验证了轨迹规划结果的正确性.     

数字电视广播信号定位原理

文章通过建立伪距数学模型,推导整理出计算公式,从而对数字电视广播信号的空间位置、速度和时钟偏差等参数的定位原理进行了阐述,最后对误差、对流层延迟、多径和遮挡效应等进行了分析。     

双三轴相交冗余自由度机器人动力学建模

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，采用牛顿－欧拉方法建立其动力学数据模型，为研究机器人动态特性，进行动力学优化提供理论基础。