一种新型两移一转非对称并联机构的运动学及静力学

对一种新型的两转--移非对称并联机构2uPu sPR进行了分析.分析了该机构的自由度,求解了该并联机器人的运动学正反解,得到了它的6×6雅可比矩阵和6×6×6的Hessian矩阵,从而求解出该机构的速度与加速度,其结果均为用矢量表达的显式形式,通过虚功原理求解了该机构的静力学.     

风洞6_PUS并联支撑机器人的雅可比矩阵

对6_PUS并联支撑机器人几种求取运动学雅可比矩阵的方法进行了概括,分别采用矢量微分法、速度投影响法、运动旋量法、一阶影响系数法和力雅可比法推导了该机器人的运动学雅可比矩阵,并总结了几种方法的优缺点。在对动平台运用力螺旋理论分析推导之后,提出了一种较简便的求取6_PUS并联支撑机器人雅可比矩阵的新方法,运用该方法获得的雅可比矩阵,可以直观地得到6_PUS并联支撑机器人发生奇异的条件。     

基于反螺旋理论的2-PTR&PSR并联机器人的奇异位形研究

运用反螺旋理论的方法,对2-PTR&PSR并联机器人进行奇异位形分析。应用几何法,求解出机构的反螺旋,进一步得到机构的约束雅可比矩阵和驱动雅可比矩阵,以及全雅可比矩阵;通过计算分析,2-PTR&PSR并联机器人无约束奇异,当任意一个支链上的连杆与其联接的移动副轴线垂直时,产生结构奇异;最后通过数值仿真得出机构的奇异位形3维曲面.     

基于图像矩和矢量积法的六自由度机械臂视觉伺服控制

针对眼在手上的六自由度机械臂系统,提出一种基于图像的视觉伺服控制.通过图像矩和矢量积法,建立机器人正向、逆向运动学模型,引入雅可比矩阵解决机器人逆运动学解析问题.建立了图像矩特征变化量和笛卡尔空间的关节角速度之间的映射关系即复合雅可比矩阵,由矩特征变化量得到伺服过程中六自由度机器人各关节角速度.保证在图像逼近期望图像时,机械臂末端到达期望位置,并且此时关节角速度将收敛到零.仿真结果表明,计算复合雅可比矩阵的方法可控制机械臂渐近稳定到期望位置.     

利用三阶正交矩阵提高雅可比方法的收敛速度

在实对称矩阵的特征值和特征向量的数值计算中，通过将雅可比方法中的正交相似变换矩阵中的一个参数的二阶正交矩阵改进成两个参数的三阶正交矩阵并利用相应的参数估计，可以大大提高收敛速度     

用于机器人受力分析的雅可比矩阵及应用

根据雅可比矩阵，导出了一种用于机器人坐标系间静力变换的一种简便而实用的方法。分析了在稳定平衡状态下，由于终端效应器上的作用力而在各个关节上产生的力和力矩，从而为合理地确定各关节的动力元件及力控制提供了可靠的依据。以作者所研究的ＬＬ－ＥＴ型机器人为例，给出了该方法的具体应用。     

雅可比矩阵在机器人运动中的应用

利用雅可比矩阵的性质研究机器人的逆运动问题,特别地讨论了带冗余度和矩阵奇异的情形.首先给出逆运动的求解方法,然后给出它的应用,用梯度下降法给出关节角的迭代公式,最后给出模拟仿真结果.仿真结果表明该方法准确高效,为机器人的运动规划和控制的实现奠定基础.      

基于粒子滤波的雅可比矩阵在线估计技术

研究基于图像的机器人视觉伺服技术中雅可比矩阵的在线估计方法.以雅可比矩阵的元素构成系统状态向量,将问题转化为对系统的状态估计问题.引入非线性非高斯系统的粒子滤波算法,在该算法的框架下在线估计图像雅可比矩阵.以非高斯环境下二自由度机械手跟踪运动目标这一应用背景为例,分别对新提出方法与已有基于Kalman滤波的估计方法进行了实验比较.结果证明,前者具有更高的估计精度和更强的鲁棒性,基于粒子滤波的方法不仅可以避免系统标定,而且对系统噪声的类型没有具体要求.     

6-PRRS并联机器人正逆奇异性研究

基于雅可比矩阵研究了一种6-PRRS并联机器人的奇异性问题.对于正奇异,推导出一种基于速度投影的雅可比矩阵求解方法,提出了空间瞬时轴这一新的概念,并给出奇异产生时并联机构正奇异的表现形式.对于逆奇异,将并联机构拆分成多个串联机构,由指数积方法求得其雅可比矩阵,并证明了机构逆奇异产生时的雅可比矩阵为奇异.基于正、逆奇异,又提出了一种更为特殊的复合奇异现象,即在某个特定的空间位姿下,正、逆奇异同时发生,并给出了可能的存在形式.所提雅可比矩阵的求解过程及其奇异性的证明,以及对机构奇异的表现形式的描述,为研究并联机构的奇异性提供了新的、直观的方法.     

基于空间算子代数理论的多体系统 雅可比矩阵及其逆的描述与实现

雅可比矩阵及其逆在运动学和动力学方程的计算中有非常广泛的用途.使用空间算子代数理论来对雅可比矩阵及其逆的结构进行研究,形成了高效的速度和静力递推算法.随后对链式多体系统的D-H参数表达进行了进一步的研究,结合空间算子代数理论给出了雅可比矩阵及其逆的软件实现流程.最后,运用Matlab@符号计算库对雅可比矩阵及其逆的计算进行了实现,并通过与实际算例的对比验证了该方法的有效性.     

自动铺丝机器人Jacobian矩阵空间算子代数描述

应用空间算子代数理论,在mathmatica环境下对7自由度自动铺丝机器人的Jacobian矩阵进行了求解．通过对采用空间算子代数求解的自动铺丝机器人的Jacobian矩阵和采用微分法和矢量叉积方法得出的Jacobian矩阵进行对比,发现用空间算子代数理论求出的机器人的Jaco—bian矩阵形式简捷和具有明确的物理意义,并且对于任意结构形式的串联机器人的空间算子代数形式的Jacobian矩阵都具有解析的表达形式．研究表明采用空间算子代数求解串联机器人的Jacobian矩阵也是一种行之有效的方法．     

精密并联机器人系统误差的分析与补偿

为减小机构末端定位误差,提高精密并联机器人运动精度,以6-HTRT并联机构为结构模型,分析了机构的各种制造误差。首先在机构上开发了一种新型虎克铰链,同时采用了预紧装置;然后在控制系统中引入DSP高性能数据处理器;最后,用矢量构造的方法计算机构速度Jacobian矩阵,用数值法计算位置正解,用构造法计算误差Jacobian矩阵,对机构末端误差进行补偿。通过以上措施,可以使系统的精度提高到机构重复运动精度的3倍左右,满足精密并联机器人工作的精度要求。其中,软件误差补偿算法不受并联机构类型的限制,有较大的适用范围。     

两种求解操作手间接位置新方法的探讨

提出了两种求解操作手间接位置新方法——曲线拟合迭代法和改进广义牛顿法。这两种方法都是基于广义牛顿法,简化了雅可比矩阵的建立与计算,从而提高了计算速度。通过算例说明,这是两种行之有效的计算方法。     

前向神经网络临时极小点动态性能

对于只有一个隐含层的前向神经网络,分析了隐含层不同神经元之间权值数值相近但符号相反时会产生临时极小点的情况.并以临时极小点为平衡点建立了动力学模型,在平衡点附近线性化后得到了系统的Jacobian矩阵,证明了Jacobian矩阵一定是不定矩阵,因此Jacobian矩阵有符号相异的特征值,系统的平衡点即临时极小点为鞍点.并以异或问题为例进行仿真,仿真结果表明所得到的结论是正确的.     

机械手奇异分析和判断

采用离散方法将机械手系统分离成几个子系,通过对子系奇异的研究,分析整体系统的奇异问题,免去了求机械手系统雅可比矩阵的麻烦,因而简化了计算,它特别适合于球形手腕机械手的奇异判断。     

2TPT-PTT并联机床运动学研究

提出了一种新型的2TPT-PTT三平移自由度并联机床构型·建立了运动学方程,给出运动学方程的正、逆解·通过对雅可比矩阵及其逆矩阵的研究,分析了机构的奇异性及各杆的速度·在Solidworks和visualNastrandesktop环境下建立其三维实体运动模型,并对各杆在三维空间内速度变化做了进一步研究·研究结果表明:对运动学方程所求正、逆解及雅可比矩阵正确,该机构具有结构紧凑、运动平稳、不存在奇异点、易于控制等优点,为并联机床的机构设计提供了一定的理论基础·     

一组尺度化的解非线性方程组的Bro-ABS一类方法(英文)

提出了一组尺度化的Broyden-ABS算法. 算法中Jacobian矩阵的行向量为一组可变的尺度化Broyden公式所递推,在迭代过程中,行递推一直保持Jacobian矩阵的稀疏性. 文章的最后一节,在标准假设下,证明了该方法的超线性和收敛性     

三指机器人手的雅可比矩阵及条件数

基于指端接触点建立了三指手的雅可比矩阵，提出了描述三指手速度、力传递特性的雅可比矩阵条件数。