任务空间上的机器人灵活性评价方法

从机器人的一个具体操作任务空间在其整个工作空间中的位姿最优问题出发,在对国内外学者提出的不同的机器人灵活性指标进行分析的基础上,提出一种在任务空间内评价机器人操作灵活性的方法,即以空间内平均灵活性指标和最差灵活性指标及二者之差联合评价机器人在任务空间内整体灵活性及指标的波动性,采用二者之乘积最大化为优化目标函数,确定了机器人操作任务所构成的任务空间相对于机器人本身的最佳位置.     

工业机器人工作空间及灵活性

本文重点分析通用5 关节工业机器人的工作空间、灵活性并用形象的几何作图、计算机显示表达出工作空间轴截面的形状,计算和表达出工作空间内已知各点的灵活度大小。分析和求出机器人的最佳工作区间,为通用5 关节机器人的实际作业提供了必要的依据。本文所采用的方法也可用于其他多关节机器人工作空间及灵活性的分析。     

机器人工作灵活性的分析方法

本文对决定机器人工作灵活性的工作角问题进行了研究,提出了六自由度工业机器人工作角变化范围的分析方法.其特点是将复杂的空间机构问题转化为平面机构问题进行求解,从而可方便地求出机器人在任意工作点所处的工作角变化范围.     

基于雅可比矩阵的连续型机器人灵活性分析

连续型机器人是一种新型的仿生机器人,由于其内在的柔顺结构,适合在狭小复杂等领域中进行探测、抓持等操作.相比于传统的刚性机器人,连续型机器人不仅具有更高的安全性,而且有望获得更高的灵活性,但是目前却很少有针对连续型机器人的灵活性展开分析的研究.针对这种情况,设计开发了一种采用模块化关节的连续型机器人,基于运动学模型与雅可比矩阵等相关概念,对连续型机器人的局部灵活性指标以及全域灵活性指标进行了定义和计算,并发现当机器人的总长在一定范围内、采用不同关节长度设计时,对应的工作空间中各末端点灵活性分布存在较大的差异.而后,结合连续型机器人的结构特点,引入粒子群仿生优化算法,利用灵活性来指导机器人的关节长度设计,使机器人获得全域灵活性指标下最优的关节灵活性.最后,引入操作灵敏度指标来对采用最优关节长度设计的连续型机器人进行直观的灵活性仿真与实验验证,并与传统的各关节长度一致的结构设计进行了对比实验.结果揭示了机器人灵敏度指标与基于雅可比矩阵条件数的灵活性指标之间的关系,即灵活性较高的末端点其各向灵敏度分布亦较为均匀.     

一种含移动副机器人的工作灵活性分析方法

本文结合一种常用工业机器人的结构形式,对决定其工作灵活性的工作角范围问题进行了研究,得出了工作角范围的简便求解方法。这种方法的特点是将复杂的空间机构问题转化为平面机构问题来求解,从而可方便地求出机器人在任意工作点处的工作角变化范围。     

工业机器人工作空间灵活性优化综合

工作空间灵活性优化综合是机器人机构运动综合的一个新的研究领域.本文用于优化综合的灵活性指标是平均服务系数ASC或灵活性有效系数DEC,给定的运动要求有给定可达工作空间内若干工作点或同时给定工作点及对应的服务系数SC两种.本文的优化综合理论通过一个实例计算得到了验证.     

类Delta机构在码字科普机器人中的应用

本文基于类Delta机械手设计码字科普并联机器人,机器人摆放圆柱片再现观众绘制的图符,既展示了机器人的高速性、灵活性和准确性,又实现了机器人与观众的互动。依据码字科普机器人抓放圆柱片这一表现形式,给出了机器人的工作空间要求,将机械手的尺度综合问题归结为受约束的非线性规划问题,最终优化设计出一套机械手的尺度参数。     

服务机器人双臂协调操作的灵活性分析

针对机器人双臂协调操作的灵活性问题,提出一种速度可操作度椭球相交体积指标进行分析,得到协作空间内奇异操作点和协作空间内各操作点的灵活性分布云图.首先,建立双臂的紧协调约束方程,并基于双臂连杆速度得到雅可比矩阵;然后,采用TOMM法求解双臂协调操作的可操作度椭球相交体积;最后,以服务机器人的双臂为研究对象,运用速度可操作度椭球相交体积指标进行双臂的灵活性分析,并应用Matlab对双臂协调操作的灵活性进行仿真分析,研究结果验证了上述分析的正确性,为双臂机器人的协调避碰提供了一定参考.     

基于能力地图的机器人模块化手臂构型分析

分析研究机器人模块化手臂工作空间灵活性问题.首先采用DH法进行手臂结构建模,得到了正运动学模型;而后采用立方体对其工作空间进行网格化处理,得到离散位置,在离散位置球体的均布点上建立坐标系进行姿态离散并建立位姿可达度指标;然后以Matlab为平台,结合机器人工具箱,通过正运动学模型采用随机采样法得到空间离散位置点云,并进行位姿可达度计算,采用可视化方法完成了该手臂工作空间操作能力地图绘制;最后通过分析发现该构型手臂操作能力在其工作空间的分布规律,并对形成原因进行了分析.     

喷浆机器人的工作空间分析

对喷浆机器人的工作空间进行了分析,对喷浆机器人的工作空间横断面进行了仿真分析,结果表明,喷浆机器人工作空间的形状与巷道断面非常吻合,且工作空间没有空腔和空洞。     

基于控制理论和电子技术的机器人工作空间研究

对机器人的工作空间进行了不同于传统的基于计算机软件的研究,利用控制工程理论中的系统方块图对机器人运动支链的运动转换传递效果在分解的基础上进行了传递函数的综合,并结合电子技术中有关数字逻辑电路的知识在前述知识的基础上予以分类,可以顺利地从工作空间中分离出灵巧工作空间点集合与奇异工作空间点集合。     

Optimal design and workspace analysis of tooth-arrangement three-fingered dexterous hand

Based on analysis of human hand grasp, the finger number and the kinematic pair pattern are decided. Aiming at the parameters of each finger, a multi-objective function for optimizing the structure of multi-fingered hand was proposed. Considering the peculiarity of tooth-arrangement and dexterous hand grasp, the constraints were established, and a satisfactory result was gained. Furthermore, the optimal results were analyzed, and a law of parameter optimal design was given. It is proved that this optimization method is effective to optimize the relation of each parameter and make it integrated optimum under each standard. At last, the practical workspace of this hand was analysed and simulated. And a new effective simulation method of workspace was proposed.     

Optimal design and workspace analysis of tooth-arrangement three-fingered dexterous hand

Based on analysis of human hand grasp, the finger number and the kinematic pair pattern are decided. Aiming at the parameters of each finger, a multiobjective function for optimizing the structure of multifingered hand was proposed. Considering the peculiarity of tootharrangement and dexterous hand grasp, the constraints were established, and a satisfactory result was gained. Furthermore, the optimal results were analyzed, and a law of parameter optimal design was given. It is proved that this optimization method is effective to optimize the relation of each parameter and make it integrated optimum under each standard. At last, the practical workspace of this hand was analysed and simulated. And a new effective simulation method of workspace was proposed.     

Stroke optimization of a novel multi-station rotary polishing robot based on workspace analysis

In order to meet the polishing requirement of faucets and other products,a novel multi-station rotary polishing robot is designed,which is a PPPR + RR type of degree of freedom( DOF) distribution structure,and is similar to dual-arm robot. Forward and inverse kinematic analysis is carried out by robot modeling. In order to make this robot structure more compact,first of all,X,Y and Z three moving degrees of freedom( DOF) limit stroke polishing need is calculated by using an artificial fish swarm algorithm,which analyzes dexterous workspace of this robot. Then,on the basis of the above analysis,the three DOF stroke is optimized. Simulation and polishing experimental results verify that this polishing robot with optimized stroke parameters can meet the polishing needs of faucets and other bathroom pieces.     

五指仿人灵巧手运动学与动力学模型

对气动人工肌肉驱动的五指仿人灵巧手进行了运动学及动力学分析. 在Matlab上进行了仿真计算,建立了灵巧手的运动学模型并求得其解析解;同时用Newton-Euler方法对灵巧手进行了逆动力学分析,得出了灵巧手的动力学方程.通过基于灵巧手动力学模型和气动人工肌肉静态模型的主从控制实验,结果表明,可以通过数据手套采集关节的角度变化信息控制灵巧手完成抓取物体的动作.     

正交机器人机构工作空间的数值算法

提出了一种计算 n 自由度正交机器人机构工作空间的数值方法。先求出机器人机构末端两个关节对应子工作空间的边界曲面,在前一个关节建立参考坐标系,将已知子工作空间的边界曲面分成若干层,求出每一层上的截交线,定义截交线的两个端点、半径坐标值最大点和最小点等为特征点,根据这些特征点可生成前一级子工作空间的边界曲线和边界曲面,由此递推可生成工作空间的边界曲面,并计算出工作空间的体积值。以三自由度正交机器人机构为例进行了仿真分析,结果表明该算法具有运动学计算量小、结果精确等优点。     

基于CFFCA的全驱动五指灵巧手抓取研究

为精确控制灵巧手对目标物体的抓取,针对灵巧手对目标物体的抓取控制实时性不高的问题,设计了全驱动五指灵巧手试验样机DH-MN-I。分析了单根手指的正运动学与逆运动学,提出了接触力反馈控制算法( CFFCA: Contact Force Feedback Control Algorithm) ,利用压力传感器的反馈值,实时控制灵巧手和目标物体之间的接触力,并且详细描述了灵巧手的强力抓取和精确抓取两种抓取模式。在全驱动五指灵巧手试验样机DH-MN-I 上的实验证明,在两种抓取模式下该算法对两种尺寸的目标物体实现抓取控制是可行的。利用提出的接触力反馈控制算法可控制全驱动灵巧手和目标物体之间的接触力,实现灵巧手对不同大小的目标物体的稳定抓取操作,实验结果表明,该算法实时性较好,有很高的灵巧性,具有应用价值。     

灵巧式机械手研究现状综述

灵巧式机械手作为肢体的延伸可有效协助人类完成各类场合抓取动作。首先对机器人灵巧式机械手发展历程进行概括。总结出近10年灵巧式机械手发展成果,将灵巧式机械手按照特点和传动形式分类,并进行了性能分析。接着,对灵巧式机械手应用的关键技术进行总结概述。最后,对灵巧式机械手在新材料应用、智能协同化作业以及微动控制技术等方面的未来发展趋势进行了讨论。     

HP99型堆垛机器人结构参数的优化设计

机器人结构参数的选取对机械手所能到达的工作空间有着很大的影响 同时 ,机器人的工作空间也是对其评价的重要指标 文中在分析堆垛机器人机构的基础上 ,绘制出它的工作空间 ,提出了以作业空间为其重要约束条件 ,以结构最紧凑和重量最轻为其目标函数 ,建立了HP99型堆垛机器人结构参数优化设计的数学模型 ,并用MATLAB软件编程 ,求出了在满足作业空间条件下的堆垛机器人的结构参数优化值     

六坐标并联式数控机床内活动空间参数研究

将并联式结构数控机床活动空间体积的大小作为评价机床切削性能的指标,给出了活动空间体积的计算公式,分析了机床各结构参数和各运动参数对活动空间体积的影响,