关节角参数化结合接近矢量可行方向的五自由度机械臂逆运动学求解

五自由度的机械臂无法达到任意位姿，采用传统的位姿描述方式进行逆运动学求解时，极易产生无解的情况。文中以一种适用于清洁、喷涂、焊接等作业的、由4个旋转关节和1个移动关节构成的五自由度机械臂为例，建立运动学模型并进行逆运动学分析，在此基础上，提出一种关节角参数化结合接近矢量可行方向的逆运动学求解方法。该方法基于自由度约束的末端位姿描述，先通过关节角参数化将末端执行器的运动空间由三维降为二维，再采用几何法分析末端执行器在不同目标位置（远端、中间端、近端）时的接近矢量的可行方向，从而避免参数盲目取值，确保运动学逆解的存在，然后根据运动连续性和各关节的运动范围从中筛选出最优解。路径规划仿真结果表明，实际路径与规划路径非常吻合，关节运动平稳，证明了所提方法的可行性和准确性。文中研究的五自由度机械臂具有一定的代表性，逆运动学求解方法计算复杂度低，求解过程较为简便，求解思路可为欠自由度机械臂的逆运动学求解提供借鉴。     

一种六关节机械臂的几何标定与路径规划?

目的开展RBT-6T/S03S六关节机械臂的路径规划实验,标定其运动学参数。方法首先建立连杆坐标系,利用激光跟踪仪对末端执行器的空间位置进行几何标定,并测量计算出运动学参数;其次利用D-H方法建立运动学模型,开展机械臂路径规划的计算仿真;最后在RBT-6T/S03S机械臂系统上完成路径规划实验。结果与结论仿真结果表明几何标定的参数值和运动学模型是正确的。     

水轮机叶片修复机器人结构设计及运动学分析

针对水轮机叶片修复工作环境对机器人的要求,设计了体积小、重量轻、方便转移的六自由度单轨式软轨焊、磨机器人.它由软轨、移动式小车、三自由度转臂及两自由度腕部组成.其中第一个自由度为移动关节,其余五个自由度均为旋转关节.修复机器人六个关节均选用交流伺服电机驱动.第一个关节采用谐波齿轮减速器,其余五个关节选用Bayside减速器作为减速装置.通过静力学计算和运动学分析,证明了该设计的合理性和有效性.     

欠驱动单机械臂的运动学研究

本文以平面内转动关节连接的单机械臂为研究对象,针对其运动学以及单臂的控制原理进行研究.首先利用机器人数学基础,推导出单臂机器人的运动学递推方程,讨论了其正运动学变化矩阵以及求解雅克比矩阵.然后,以单臂3R欠驱动机械臂为研究对象,对其位置控制进行研究,提出了一种分阶段控制欠驱动机械臂的新方法.控制目的为实现操作臂末端点到达目标位置,由此实现了平面内3自由度欠驱动机械臂的位置控制.     

六自由度工业机器人手臂正运动学分析与仿真

针对川崎工业机器人手臂FS03N构型特点,采用DH法建立了机械臂的连杆坐标系,得到了以关节角度为变量的正运动学方程,采用SolidWorks建立了机械臂的三维实体模型。为了验证正运学模型的正确性及直观地观察机械臂各部分的运动情况,编写相应接口程序,将机械臂实体模型导入Matlab,融入正运动学算法,开发了机械臂运动仿真平台,从而验证了算法的正确性,并完成了机械臂的运动仿真。     

五自由度机器人手臂运动学研究

依据五自由度机器人手臂模型,用常规的D-H表示法建立了各连杆间关节坐标系,并写出了手臂末端执行器相对于基础坐标系空间描述的运动学方程,利用代数法依次求解出逆运动学方程,完成了对机器人手臂的运动学分析.     

利用增广雅克比矩阵的冗余机械臂逆运动学求解算法

针对冗余机械臂逆运动学问题,提出了一种利用增广雅可比矩阵的逆运动学求解算法.首先,将优化给定的目标函数作为约束任务对机械臂的任务空间进行增广,在此基础上构造增广雅克比矩阵.然后采用分解计算策略将增广部分分解,分别计算后,得到其数值结果.进而利用增广雅可比矩阵计算出关节速度,对其积分后获得关节位置.最后,将本文方法应用于七自由度冗余机械臂.仿真和实验结果表明,本文方法的求解效果优于梯度投影法,计算效率满足实时控制的要求且能够保证机械臂追踪封闭轨迹时运动的可重复性.     

基于ADAMS的双臂作业机器人的运动学分析及仿真

对双臂作业机器人的协调控制问题进行分析,采用D-H法在直角坐标系下建立了机器人双臂联合运动学模型。通过在机械臂的每个连杆机构上建立坐标系,得到主机械臂的D-H参数,解出主机械臂运动学正解。在已知约束条件下,通过在末端执行器上添加点驱动,规划单臂运动路径。借助ADAMS软件运动仿真,在后处理模块中得到主机械臂各个关节角度随时间变化的曲线图,曲线过渡平滑,角度变化在预先设定的转角范围内,满足操作任务要求。     

双机械手运动学分析及仿真研究

双机械手运动学方程的建立及作业空间的分析是对其进行准确控制的基础,本文应用D-H变换矩阵法建立了双机械手的运动学模型。解决了机械手末端执行器的笛卡尔坐标空间位姿与机械臂各关节变量之间的转换关系。采用Matlab对机械手的作业空间进行分析,并进行了仿真实验。通过仿真实验验证了本文求解的运动学模型的准确性及有效性。     

多指灵巧手的运动学模型研究

要对灵巧手的各个关节进行实时控制,就必须要对各关节的位移、速度、加速度、力等情况进行研究．以自行设计的仿人多指灵巧手结构为基础,建立DH模型,对灵巧手的位姿和坐标变换进行分析,设置手指各关节的坐标系,确定各关节的齐次坐标变换矩阵,建立运动学方程．运用运动学的正解和逆解,分析、求解出相应的参数．为下一步研究动力学以及研究灵巧手的抓取规划和运动控制提供依据,从而灵巧手达到良好的动态性能和最优指标．     

用向量的矩阵表示法描述刚体运动

本文对文[1]中的有关公式用向量的矩阵表示法重新推导。此外还导出了一些有用的关系式。实践表明向量的矩阵表示法是描述刚体运动的有效工具,可以使问题变得简单明了,也便于分析各种方法之间的关系。     

论刚体定位问题SCT方法的本质及其公式的规律性

SCT方法是指刚体机构运动学的正弦,正弦—余弦,余弦和半角正切定理。该方法的公式繁多,不便记忆和应用,本文揭示了SCT方法的本质,并规定了一套符号法则,从而归结出容易记忆的普遍公式。这样,不仅把SCT方法的平面和球面多边形的公式统一了,也找到了SCT方法与其它方法的本质联系。本文还纠正了文献中的若干错误。     

抽油泵泵阀运动规律研究

在用三元振动求出柱塞、泵筒运动规律的基础上，用空间运动理论对泵阀的运动规律进行了研究，并用微机进行了编程计算．通过不同参数对泵阀运动规律影响的分析，得出了降低成本、提高泵阀组件寿命、提高泵效的措施．     

复杂运动磨损试验机构及运动学分析

本文提出一种模拟另件做相对复杂运动时磨损情况的机构,用作图法和解析法分析了其轨迹、速度和加速度,计算机打印出s-t,v-t,a-t曲线,并可由此设计一种磨损试验机,以研究不同材质的各种另件做复杂运动时的磨损。     

杆组法机构运动分析编程方法的研究

本文研究了平面机构运动分析杆组子程序的通用性问题，研究了分析主程序编制的一般方法，为开发通用软件打下了基础。     

机器人三维图形仿真系统的设计

本文阐述了机器人三维动画仿真系统Ｒ３ＤＡＳＳ的设计原理。根据形体建模中综合代数法与离散法的优点，提出了ＤＡ法，兼顾了精确造型的可能性和运动仿真的实时性。同时结合造型系统的情况，提出了一种运动学方程的建立方案，避免了繁琐的输入Ｄ－Ｈ参数的步骤及矩阵求逆运算。     

扑翼飞行器的运动学仿真及气动力分析

在研制的仿生扑翼飞行器的基础上,建立了该飞行器的数学模型,并用MATLAB对简化了的机构进行了运动仿真,模拟出翅翼一个周期内的运动轨迹,同时也计算出了翅翼角速度的变化情况;编写了用条带理论计算升力的MATLAB程序,得出了一个周期内翅翼产生的气动力,同时计算出翅翼在一周期所产生的有效升力,通过选择合适的机构参数使产生的有效升力最大,为结构参数的设计提供指导;该方法可用于仿生扑翼飞行器的设计和分析,验证所设计的飞行器能否实现腾空飞行。     

航天器对接系统的Adams建模与仿真

利用运动学仿真软件ADAMS,建立了异体同构周边(APAS)式对接机构的对接运动学分析模型。根据所采用的缓冲力、接触力和摩擦力模型,对对接机构在多种初始条件下的对接过程进行了仿真,并讨论了主推力和摩擦力对仿真结果的影响。     

车辆双横臂悬架运动特性分析的多刚体方法

本文介绍了多刚体系统运动分析的最大数量坐标法原理,建立了车辆双横臂悬架的多刚体系统运动分析模型。根据计算结果,对导向机构参数与悬架运动特性的关系进行了分析。     

高中物理运动学中的加速度

加速度是高中物理的重要概念。文章从运动学的角度,对中学物理中常见的加速度进行一些分析和研究,来加深对此概念的理解。