一种新型欠驱动型并联机器人的运动学分析与仿真

传统并联机器人具有自由度数量与驱动电机数量相等的问题,效率低下。为解决这些问题,提出了一种基于传统并联机器人的新型欠驱动型并联机器人。分析了欠驱动型并联机器人的结构特点与工作原理,应用空间解析几何与向量代数法,推导了机器人的运动学正解与反解。建立了运动学模型,应用MATLAB验证了运动学正解与反解的正确性,确立了最优工作空间。仿真结果表明,驱动电机数量为3时实现了机器人3或4自由度切换的功能,提高了机器人的抓取效率,具有工作空间大、运行速度快、定位精度高、制造成本低等特点,具有广泛的工业应用前景。     

动态环境下利用Kinect的移动机器人增强路径规划

将最新的体感器Kinect用于实时感知动态环境中的障碍物和地形,辅助机器人在复杂动态环境中实现有效的路径规划任务。通过Kinect体感器产生的RGB图像和3D图像,来实时探测获取移动机器人的周边动态环境;同时利用基于遗传信赖域算法优化的改进人工势场的路径规划算法,解决了传统人工势场法中局部极小点以及目标不可达问题,并能有效提高算法的实时性,实现机器人在动态环境下优化的实时路径规划任务。最后建立实验系统,验证了所研究方法的有效性。     

轻工包装机器人专用运动控制系统设计

分析轻工包装机器人运动控制系统的特点,提出一种低成本、高性能的专用运动控制系统,并进行了软硬件分析与设计.系统采用Cortex-M4内核的STM32F407为主CPU,运动控制芯片PCL6045BL为从CPU的主从CPU结构,将Cortex-M4在人机界面,通信接口与运动控制规划上的优势与PCL6045BL高控制精度的优点相结合.软件上通过移植μC/OS-II与μC/GUI实现实时系统运行与人机交互,编写相应的应用程序实现对机器人的控制,最后通过插补实验对机器人控制系统进行验证.     

多自由度变时延遥操作系统控制的波预测法

针对多自由度变时延遥操作系统,建立了一种一般性的波变换公式并将波变量方法与预测技术相结合来保证系统的稳定性并提高系统的透明性。针对变化时延和预测模型不精确引起的稳态位置误差问题,提出了从端校正控制方法。首先,用波阻抗矩阵代替波阻抗b得到多自由度遥操作系统的波变换公式,从能量的角度推导出波阻抗矩阵的选择原则,基于此原则和矩阵之间的内在关系扩展了波阻抗矩阵的选择条件。分析了变时延条件下波预测控制的稳定性和由于变化时延与预测模型误差引起的主从端稳态位置误差,考虑主从端的位置信息处于同一个时间框架内,采用从端校正控制方法减小稳态位置误差。以三自由度主从遥操作系统为例进行了遥操作实验,实验结果表明所研究的方法能够保证系统的稳定性,且具有较高的透明性和较小的稳态位置误差。