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。     

四轮转向车辆运动计算分析

本文系统地分析了二自由度四轮转向汽车模型的运动方程，得到了质心侧偏角、横摆角速度，侧向加速度与前轮转角的传递函数。在此基础上，基于本实验室的四轮转向样车进行了前后轮转角成比例控制的四轮转向车辆（4WS）的运动学仿真，并针对仿真结果进行了系统的分析。结果阐明了四轮转向车辆与前轮转向车辆（2WS）相比的优势，并提出其发展方向。     

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.     

小半径曲线钢轨非对称打磨廓形设计方法

为设计可提升列车小半径曲线通过性能的钢轨非对称打磨目标廓形,对中国现有CN60钢轨廓形进行了几何推导;以钢轨廓形几何参数作为设计变量,以车辆系统多体动力学指标作为综合目标函数,考虑钢轨打磨约束条件,提出了一种针对小半径曲线钢轨非对称打磨廓形的多目标数值优化模型;基于差分进化算法编写了相应的数值计算程序,并选择合理的计算参数求解了优化模型;根据实际线路参数分析了优化后钢轨打磨廓形的轮轨接触几何特性,并验证了列车的小半径曲线动力学性能。研究结果表明:提出的优化方法具有较快的计算速度,优化模型仅迭代了97次即可获得理想的钢轨打磨廓形;非对称打磨使内外钢轨具有差异性的打磨位置与打磨深度,将轮轨对中位置向轨道内侧移动了约10 mm,且不会改变轮缘处的轮轨匹配特性,有效增大了轮对横移10 mm范围内的轮对滚动圆半径差与轮轨接触角差,降低了列车在通过小半径曲线时的轮对横移、轮轨横向力、脱轨系数和轮重减载率,提高了转向架的横向稳定性和轮轨磨耗性能;虽然该打磨方式获得的钢轨廓形增大了轮轨接触应力,但并不会引起轮轨塑性变形。由此可见,该设计方法为提高列车的中小半径曲线通过能力提供了一种可行途径。      

双SCARA机器人运动模型仿真与控制系统

针对2台SCARA机器人协调运动时的干涉问题,运用D-H法建立双机器人连杆坐标系及其正、逆运动学方程,确定双机器人间的坐标变换关系。运用Robotics toolbox工具箱建立双机器人关节模型,使用蒙特卡罗法求出双机器人协调工作空间,制定双机协调工作任务,编写了PLC程序,并利用C#开发双机器人运动控制上位机,对双机器人避让策略进行设计。运行结果表明：该系统可实时显示双机器人的末端位置,实现有效的避让,运行精度在1 mm以内。     

基于DELTA机构的堆垛机器人

介绍了一种基于ＤＥＬＴＡ机器人机构的堆垛机器人设计,这种堆垛机器人和同等规格的串联机器人相比,具有高刚度,高精度和低机动质量等特点,适合于高速堆垛及搬运等操作。此设计还具有其他一些潜在应用,讨论了ＤＥＬＴＡ机构的奇异形位和运动学逆解等。     

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.     

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.     

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。     

一种电主轴高速移动机构的运动分析与仿真

最大限度地减少移动部件的质量是设计高速加工机床和高速加工中心所追求的目标。在保证相同动力与运动参数的条件下。采用电主轴铰接的移动机构可以大幅度降低运动部件的质量。本文介绍了一种电主轴高速移动机构的组成及工作原理。借助MATLAB软件推导了其运动学公式，并进行了机构工作空间的分析。运用VB6．0软件开发出电主轴铰接高速移动机构的运动仿真软件。其分析的结果为该机构在高速加工中心中的应用提供了理论依据。     

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.     

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。     

基于ADAMS的船用浮式起重机补偿装置平台运动学分析与研究

如何减小波浪对舰船工作所造成的影响已经成为舰船发展中极具挑战性的问题.本文以荷兰某公司设计的三自由度波浪补偿控制平台为研究对象,在分析该结构补偿装置平台的空间结构和空间姿态的位置解算的基础上,运用ADAMS软件完成该平台在横摇、纵摇及横荡三种运动复合运动下的运动学正、逆解仿真与分析和动力学仿真与分析,为波浪补偿装置平台的设计提供可靠的的理论数据基础.     

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。     

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。     

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.     

单平行四杆柔性铰链机构刚度特性分析

柔性铰链是并联微动机器人的柔性关节,其刚度特性直接影响到微动机构的定位精度。根据材料力学能量法推导了圆弧型柔性铰平行四杆机构刚度的解析式,利用ANSYS软件对柔性铰四杆机构刚度进行了验证,有限元分析结果与解析式的计算结果基本一致;并分析了柔性铰平行四杆机构的结构参数对其刚度性能的影响,为柔性移动副设计提供了有价值的参考。     

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.     

电控电动式4WS系统在现代汽车中的应用

介绍了电控电动式四轮转向(4WS)系统的基本组成结构及工作原理,对四轮转向系统的转向电机、整车驱动电机,以及传感器的选取做了较详细的介绍分析。在研究现有4WS电控技术的基础上,提出了在助力转向条件下前、后轮分别由电机驱动,同时由电控单元(ECU)监测控制的四轮转向技术。对未来四轮转向电控技术和发展趋势做了进一步的分析展望。     

电控电动式4WS系统在现代汽车中的应用

介绍了电控电动式四轮转向(4WS)系统的基本组成结构及工作原理,对四轮转向系统的转向电机、整车驱动电机,以及传感器的选取做了较详细的介绍分析。在研究现有4WS电控技术的基础上,提出了在助力转向条件下前、后轮分别由电机驱动,同时由电控单元(ECU)监测控制的四轮转向技术。对未来四轮转向电控技术和发展趋势做了进一步的分析展望。