一种求解PUMA机械手运动学逆问题的分解解法

文提出了一种新的求解机械手运动学逆问题的分解解法,它是对现有代数解法和几何解法的综合。文中结合PUMA机械手对该解法作了体阐述。      

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.     

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.     

平面二自由度冗余驱动并联机器人控制实验研究

对平面二自由度冗余驱动并联机器人进行了逆运动学分析,由末端执行器的位置计算得到主动关节角的位置.分别采用传统的PID控制方法和PID+速度前馈补偿+加速度前馈补偿的方法对并联机器人轨迹跟踪问题进行了实验研究.通过比较2种控制方法的轨迹跟踪效果和比较由连接在连杆上的加速度传感器测量的振动大小,证明了PID+速度前馈补偿+加速度前馈补偿的方法能更好地实现轨迹跟踪.     

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。     

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。     

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.     

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.     

汽车电子机械制动技术的发展及其关键技术

电子机械制动系统是线控技术与汽车制动系统相结合而成的线控制动,它改变传统液压或气压制动执行元件为电驱动元件,由于电驱动系统的可控性好、响应速度快的特点,电子机械制动系统显现出良好发展前景。现代汽车制动控制技术正朝着电子机械制动控制方向发展,电子机械制动系统将取代以液压或气压为主的传统制动控制系统。本文介绍了电子机械制动技术的发展、现状,对电子机械式制动系统的结构、性能特点进行了分析,最后讨论了电子机械制动系统的关键技术。     

联合动力学与运动学的汽车状态估计

为了准确估计汽车的横向速度,利用七自由度汽车动力学模型、汽车运动学方程和Duoff非线性轮胎模型,建立包含噪声统计特性的汽车离散化动力学和运动学方程,提出2种方程联合的汽车状态联合估计算法。基于球面单形径向容积卡尔曼滤波(spherical simplex-radial cubature kalman filter,SSRCKF)和汽车动力学方程估计汽车的纵向速度和横向速度,以该纵向速度为量测输入,用容积卡尔曼滤波(cubature kalman filter,CKF)和运动学方程更精确地估计汽车的横向速度。利用CarSim及MATLAB/Simulink建立估计算法模型,并验证联合估计算法的有效性。该联合估计算法在双移线工况中横向速度的估计精度较SSRCKF提高了4.73%。     

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.     

Inverse Kinematics Analysis of Weld Inspection Manipulator at Pipe Joint in Nuclear Industry

A redundant manipulator that can online clamp pipe was developed to track along a cylinder intersection curve. With an ultrasonic transducer mounted on its end-effector, the manipulator can perform welding seam inspection at pipe joint in nuclear industry. An inverse kinematics solution expressed in joint space was solved based on the combination of geometric method and D-H matrix transformation. Expression about joints variables was obtained based on the scanning parameters of pipeline. The analysis method and results can be widely applied for online trajectory planning of intersection curve scanning manipulators.     

一种新型四自由度并联机构设计与分析

根据放大尺原理构建具有大缩放比的六自由度菱形运动支链和四自由度菱形运动支链,将其作为并联机构组成支链,提出一种具有结构紧凑、工作空间大的新型四自由度并联机器人机构．依据等效替换原理,将菱形机构虚拟轴用传统串联运动支链的实轴替代,得到新型四自由度并联机构的等效模型．利用螺旋理论分析了新型并联机构等效模型各支链的运动螺旋系和约束反螺旋系,确定并联机构动平台具有两个移动自由度和两个转动自由度．     

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.      

Eye Robotic System for Vitreoretinal Surgery

Micro incision vitrectomy system (MIVS) is considered to be one of the most difficult tasks of eye surgery,due to its requirements of high accuracy and delicate operation under blurred vision environment.There-fore,robot-assisted ophthalmic surgery is a potential and efficient solution.Based on that consideration,a novel master-slave system for vitreoretinal surgery is realized.A 4-DOF remote center of motion (RCM) mechanism with a novel linear stage and end-effector is designed and the master-slave control system is implemented.The forward and inverse kinematics are analyzed for the controller implementation.Then,algorithms with motion scaling are also integrated into the control architecture for the purpose to enhance the surgeon's operation accu-racy.Finally,experiments on an eye model are conducted.The results show that the eye robotic system can fulfill surgeon's motion following and simulate operation of vitrectomy,demonstrating the feasibility of this system.     

基于汽车滚装码头的装卸工艺流程研究

归纳了现代汽车滚装物流的特点.以信息技术为基础,研究并设计了完整的基于现代汽车滚装码头的装卸作业流程,围绕着物流信息交换平台和生产管理系统设计了具体的装船作业流程和卸船作业流程.从车辆操作、信号员指挥以及绑扎三方面提出了安全实施汽车滚装码头装卸作业的工艺要点.整套装卸工艺流程在实际应用中取得了很好的经济与社会效益.     

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.     

一种微型车用半轴全浮支承式动力储备驱动后桥

国产微型汽车只带有3个前进挡和1个倒挡的变速器,因此在差速器驱动桥上增设了一个具有2个前进挡和1个直接挡的“动力储备变速箱”,使微车拥有6个前进挡,实现了微车驱动轮的输出转矩和速度的变化范围扩大,提高了整车的动力性和经济性.     

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．