上下料机器人关节速度规划

新兴的高新技术产业和智能化产业推动了上下料机器人的快速发展,但是其运动的平稳性限制着进一步的推广与应用.设计了一种4R上下料机器人.首先建立梯形、7段S曲线加减速控制算法,通过分析这两种算法对机器人运动平稳性的影响,提出了一种新型的S形加减速控制算法.利用ADAMS对三种算法进行仿真分析,结果表明新型的S形加减速控制算法在提高4R上下料机器人的运动平稳性方面更具优势并为4R上下料机器人后续的运动控制分析和优化奠定了基础.     

基于粒子群优化的改进四次S型加减速控制算法

针对基于传统三次S型加减速算法在数控机床起止端加加速度不连续,存在柔性冲击,以及传统四次S型加减速算法模型繁复,时间复杂度高的问题,设计加加速度曲线在加速区间、减速区间的开始和结束阶段连续不断变化,提高了速度曲线变化的平滑性,减低了工件加工运行时间。同时,提出一种基于粒子群算法的速度规划方法,根据加减速控制模型构建其适应度函数,继而得到加减速规划所需的所有参数。最后通过MATLAB对所提算法进行仿真实验。结果表明：所提算法能有效降低系统的柔性冲击,并提高加工精度和运行效率。     

高速高精度数控系统速度平稳控制策略

针对加工段长度限制达不到指令进给速度的复杂情况,对传统的S型曲线加减速方法进行优化,得到半边S型加减速控制方法.对连续多段加工的不同情况,提出加速度连续衔接的方法,在保证加速度连续的同时,提高加工速度.通过仿真验证该方法对速度控制的效果.结果表明:该方法可以使速度曲线更加平滑,且能提高加工的整体效率,适合高速高精度数控加工的速度控制.     

基于五段S型曲线的机械手速度规划策略

针对在工艺加工路径中直角坐标机械手末端合成插补速度保持一致的要求,将五段S型曲线加减速控制方法引入直角坐标机械手的速度控制中,提出了基于五段S型加减控制曲线的预加减速控制方法,研究了算法模型以及在有匀速段和无匀速段情况下的具体加减速控制方法;并且提出了基于增加空走行程的多段连续加工路径衔接点处速度规划策略,给出了具体的速度控制方法和算法公式。仿真表明,所提出的预加减速算法和衔接点速度控制策略能够达到机械手末端合成插补速度在整个加工路径中速度保持一致的要求,并且能够有效降低加工过程中对直角坐标机械手平台的冲击。     

重载混联机床智能加减速控制算法对驱动力的影响

在重载并联机床中,智能加减速控制算法对于驱动力的影响是显著的,但却很少被注意到。该文以一种重载混联机床中的二自由度并联机构为研究对象,利用虚功原理构建机构的动力学模型,通过实验仿真分析不同智能加减速控制算法对并联机构运动输入端驱动力的影响,并针对当前通用的S型加减速控制算法分析仿真,得到重载特性对机床控制的影响因素,最后对现有的S型加减速控制算法进行参数优化。结果表明,优化后的S型加减速控制算法在不影响表面加工质量的前提下,减小了机床在运行过程中的对电动机驱动力的要求。     

三次均匀B样条在工业机器人轨迹规划中的应用研究

工业机器人在加工不规则工件时用直线和圆弧轨迹逼近工件外形的方法不能满足加工要求。为了解决这一问题,研究三次均匀B样条曲线拟合方法在工业机器人轨迹规划算法中的应用,目的是使机器人末端以三次B样条的曲线轨迹通工件上各加工点。首先,分析三次均匀B样条曲线的特性,给出了三次均匀B样条曲线的表达式。然后,在增加曲线自由端点条件后、使用追赶算法快速反算出控制点;使用预估校正的方法对速度进行规划,使机器人末端速度以梯形加减速规律变化。最后,以国产某型号工业机器人为本体,对所提算法进行仿真验证,给出了该型机器人的关节连杆模型和D-H参数。仿真效果良好,证明该算法具有可行性。     

工业机器人冲击最优的轨迹规划算法

轨迹规划是工业机器人控制的一个重要组成部分,它对机器人性能的提高有着关键作用,为了解决目前笛卡尔空间轨迹规划加速度不连续,导致机器人运行过程中冲击过大而产生振动、机械磨损、使用寿命缩短等问题,研究冲击最优的轨迹规划算法。用S形速度曲线代替梯形速度曲线,对B样条进行插补,插补后得到笛卡尔空间的位置、速度、加速度参数,反推到关节空间进行仿真验证,仿真结果表明,利用S形速度曲线插补时各关节加速度连续,冲击有了明显减小。     

S型速度规划下NURBS曲线双向插补算法

为了避免NURBS曲线单向插补算法中加速度突变过大、减速点定位不准确、低速拖尾补偿等弊端,提出一种S型速度规划下的双向插补算法.基于曲线预插补点自适应速度集合筛选出减速终点;利用正反插补的互逆性简化了S型速度规划计算;详细论述了实时插补流程;在双向插补交叉区域,设计一种基于加速度微小突变的简易迭代方法修正预插补参数.通过MATLAB仿真实验表明该算法计算量小,插补点速度和加速度平稳,插补曲线满足加工误差要求.     

数控加工刀具的速度优化控制

在数控加工刀具运动中,往往需要对加工过程进行优化控制.考虑到加工型线为一定夹角的折线,本文建立了S型加减速控制曲线规划模型和衔接速度模型,通过利用相邻路径段进给速度的约束条件,对加工过程进行优化控制.最终在指定加工误差和精度要求条件下,得到了折线交点时衔接速度的最优解,以及90°和135°通过折线交点的速度变化情况.     

多功能拆除机器人自动对接工具轨迹规划研究

为保证多功能拆除机器人机械臂在自动对接工具过程中的轨迹平稳连续和启停无冲击,提出了一种可配置速度的分段轨迹规划方法,即首先利用Bezier曲线生成其避障对接路径,然后在关节空间利用4-4-…-4-5次多项式对其对接路径进行分段插值。最后,以某型三臂式多功能拆除机器人对接工具为例,通过Matlab进行仿真,结果表明:4-4-…-4-5次多项式插值轨迹规划方法保证了多功能拆除机器人各关节角角度、角速度和角加速均连续,且启停位置具有零速度和零加速度,为实现多功能拆除机器人自动对接工具提供了基础。     

基于改进TEB算法的阿克曼机器人运动规划系统

TEB(timed elastic band)算法通过修饰全局路径规划生成的初始轨迹来优化机器人轨迹,得到一条满足机器人运动学动力学约束,避开障碍物,时间较优的轨迹。加速度的变化率过大会使机器人底盘电机输出的力矩突变引起机器人受到冲击震荡,加加速度的约束可使加速度的变化率限定在一个合理的范围,在TEB方法中缺少加加速度约束的基础上,对原始TEB算法进行改进,在轨迹优化过程中构建了具体的加加速度的约束,并在Stage仿真平台对改进TEB算法进行了仿真和在真实的阿克曼机器人上进行了实现,实验结果表明:得到的轨迹满足运动学、动力学,避开障碍物的要求而且平滑,真实机器人运动平顺。可见,改进的TEB算法适用于阿克曼机器人,规划的轨迹效果较好。     

一种新型柔性加减速算法

针对传统的直线加减速和指数加减速算法在进给过程中存在柔性冲击的问题，提出了一种适用于高速进给的新型柔性加减速算法，采用三角函数构造加减速曲线。对这种加减速模式进行了详细的分析和探讨，并提供了一种新型数控进给系统设计方法。     

基于UG的弧焊机器人模型装配与运动仿真

采用UGNX4．0系统对日本安川电机株式会社生产的MOTOMAN—HP6型弧焊机器人进行了整体的模型装配,并建立了三维运动仿真模型．运用UG／OPENAPI提供的二次开发函数,采用VC＋＋6．0进行编程的方法,建立了连杆坐标系下的弧焊机器人运动学模型．阐述了弧焊机器人模型的建立方法、装配方式以及运动仿真,从而为Unigraphics（UG）环境下的离线编程技术打下了良好的基础．     

基于虚拟仿真的四足机器人步态分析

根据观察动物行走的特点,完成一种四足机器人的行走过程仿真分析。在三维软件Pro／E中建立四足机器人分析模型,导入仿真软件MSC．ADAMS中添加约束和动力,以一定形式的步态效果实现了四足机器人在平面上的行走过程,并以机器狗模型为例子分析了它的稳定性以及在行走过程中各部分动作产生的影响。     

Simulation and Analysis of Spatial Weft Insertion Mechanism Considering Flexibility and Clearance

A 3D model of the spatial four-bar weft insertion mechanism was built with unigraphics NX(UG) according to the actual requirement,and dynamics simulation was carried out by importing the model into ADAMS.Without considering the clearance,the motion characteristic curve of the sword belt was generated through ADAMS combined with MATLAB.In this paper the hinge between the rod and the sector gear was selected as an example with different values of clearance,outputting the motion characteristic curve of the sword belt.Finite element analysis(FEA)was conducted,the flexible body was generated by importing the forked frame into ANSYS,and flexible dynamics simulation was carried out by importing the flexible body into ADAMS to replace the rigid rod.A comprehensive comparison of the output characteristics of the sword belt was conducted in the consideration of the clearance or flexible.Analysis of the force on the left hinge of the rod was carried out with the ADAMS post processing module.With the same clearance,considering the flexibility,amplitude of fluctuation of the force on the hinge increased obviously.     

基于三次非均匀B样条曲线的机器人轨迹规划算法研究

针对机器人末端轨迹为自由曲线问题,研究了三次非均匀B样条曲线插补算法。该算法能够根据任意分布的示教点,通过曲线反算求出原曲线。针对曲线速度规划中减速点难以预测的问题,提出以复合柯特斯公式进行曲线积分,求出曲线长度,并通过曲线反向拟合将机器人运行位移实时地转化为插补点。同时为了减小震荡,利用曲率极值点对曲线进行了分段速度规划,从而达到在曲率极值点处进行减速的目的。最后,通过一个仿真实例,证明了该算法的有效性。     

基于ADAMS的并联机床运动学仿真

利用三维实体建模软件UG建立了六自由度并联机床的仿真模型,并导入仿真软件AD-AMS中对其进行运动学仿真分析,得到了机床动平台的部分运动特征,为并联机床的动力学分析及控制等奠定了基础.     

Synergic Motion Trajectory Planning for Airplane Docking Based on 6PURU Parallel Mechanism

Motion planning issues encountered in assembling airplanes by employing the 6PURU parallel mechanism are analyzed in this paper. A sine curve of the change rate of acceleration, which is called as jerk in the following text, is proposed for uniaxial flexible acceleration and deceleration planning based on the optimal time and velocity and acceleration constraints. Compared with other curves, the proposed curve can realize a continuous n-order derivative and the smooth change of the speed and acceleration. The method is computationally simple and suitable for programming. In addition, a multiaxial coordinated movement scheme is proposed. The motion trajectory is no longer simply split into many single-direction trajectories nor are all single-direction planning trajectories combined directly. The multiaxial coordinated movement scheme aims to achieve synergic movement in multiple directions to ensure smoothness of the movement in the event of a kinematic error when maintaining a stable value. If the movement fails to achieve this goal, driving force mutations will deteriorate the effect of synergic movement. A physical model of the parallel mechanism is developed in sim Mechanics, and a holistic system model is completed in SIMULINK. The feasibility of the new planning algorithm is simulated and tested, and then, the multiaxial synergic movement planning method is proposed and verified.     

一种柔索驱动手指康复机器人设计与动力学分析

本文基于脑卒中患者后续康复训练需求,设计了一种柔索驱动的手指康复训练机器人,通过UG和ADAMS建立机器人三维模型,模拟对患者进行康复训练过程配置仿真环境,并进行动力学仿真,分析仿真过程中手指三个关节与机器人系统的驱动柔索、滑块受力和力矩数据,表明康复机器人设计符合手指的康复要求,能够帮助患者进行康复训练,仿真结果显示正常工作时柔索受力为55N,计算输出扭矩最大值为0.22Nm,依次结果对驱动装置进行选型,为后续实验开展奠定基础