三维动画技术应用于6自由度并联机器人的运动解耦

如何在系统实时控制时间限制范围内精确、快速地实施解耦计算，是并联机器人实时控制中急待解决的一个关键问题。以往一般采用解析法（先建立复杂的数学模型，然后计算机编程求解），但是这种解耦方法实际可行性较差。因此，寻求解耦新思路、新方法已成为并联机器人研究工作中急待解决的问题。这里就此问题，提出了利用三维技术进行运动解耦的新思路、新方法。该方法简捷方便，开发周期短，其解耦精度与解析法相当接近。     

0—1型整数规划问题的求解方法

求解0—1型整数规划问题已经有许多较完善的方法,本文正是通过对这些方法的讨论和研究,提出一种新的求解方法,这种新方法对于求解较复杂的问题,非常有效。     

The kinematics modeling based on Spinor theory for CT-guided hybrid robot

This paper focused on a simplified method for solving the hybrid robot kinematics in CT-guided (computerized tomography, CT) surgery. By position constraint introduced, the hybrid robot can be transformed as a redundant serial 7-DOF robot. The forward displacement calculation was developed based on the product-of-exponential formula (POE). Because of the kinematics complexity of the hybrid and redundant robot, the combination technique of Ulrich two-step iteration method and paul variables detachment method (UTI-PVD) was introduced to fulfill the inverse kinematics of redundant robot, the novelty of which lay in the flexibility of various robots structures and in high calculation efficiency for real-time control. The process of solving the inverse displacement was analyzed. The UTI-PVD method can be applicable to kinematics of many robots, especially for redundant robots with more than 6DOF. The kinematics simulation was provided, and robot dexterity analysis was presented. The results indicated that the hybrid robot could implement the minimally invasive CT-guided surgery.     

细长火箭内壁打磨机器人无冗余干涉规避与优化

针对应用于自由操作空间的机器人冗余度碰撞规避方法,无法解决细长型固体火箭发动机壳体内壁打磨机器人各关节间、关节与内壁间的干涉规避,提出了一种在受限操作空间中机器人无冗余自由度的干涉规避方法.在不增加机器人自由度的前提下,通过数学模型判别在壳体内壁打磨轨迹上各关节间、关节与壳体内壁间是否发生干涉,动态地对末端执行器的打磨接触面进行调整、改变各关节位置与姿态,以实现干涉规避;并且以关节速度变化的平稳性为性能指标、干涉规避为约束条件,进行运动学优化与仿真试验.仿真结果表明,打磨机器人满足打磨轨迹、无干涉碰撞,且各关节的速度变化平稳均匀.     

自由漂浮空间机器人动力学建模与仿真研究

空间机器人相比固定基座机器人,增加了6个自由度,且空间机器人的机械臂与基座之间存在动力学耦合问题。因此,其动力学建模较为复杂。针对自由漂浮空间机器人系统进行了运动学和动力学方程的推导,给出了动力学方程求解的详细算法,并采用Spacedyn工具箱对动力学模型进行了数值仿真。仿真结果表明建立的动力学模型可方便的进行自由漂浮空间机器人的运动分析。     

PUMA机械手逆运动方程求解新方法

给出PUMA机器人逆运动方程求解的一种新的解析法，推导出直接计算各转角变量正、余弦值的公式，计算出各解的转角量，从而避免对计算结果取值范围的讨论，为机器人的运动优化创造了条件。该求解方法简单，计算速度快，运用计算机仿真分析证明了计算结果的正确。     

多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制方法研究

针对传统机械手腕关节控制方法稳定性低和灵活性差的弊端,提出一种新的多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制方法。介绍了多自由度机器人关节系统,按动力学系统组建机械手腕关节的动力学模型,采用拉格朗日方法获取动力学方程。介绍了PD手腕关节位置控制方法,在此基础上通过改进纯积分力控制方法实现多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制。分析了机械手腕关节混合位置/力矩控制过程,通过差动机构控制两个驱动器,使其完成机械手腕关节外展/内收和伸展/翘曲两个自由度,提高机械手腕控制灵活性。实验结果表明,所提方法控制精度和稳定性高,能够保证机械手腕关节的灵活性。     

Stewart并行机构位姿误差分析

在获得6-6 SPS六自由度Stewart并行机构封闭运动学位姿正解精确解析的基础上,提出了六自由度并行机构位姿误差的一种分析方法.针对一种X-型Stewart并行机构,进行了必要的数字模拟位姿误差分析.模拟结果表明在杆长所限定的工作空间里,与Y-型Stewart并行机构相比,X-型6-6 SPS六自由度Stewart并行机构除在特殊形位对于六杆综合输入误差具有较高的放大作用外,对于六杆综合输入误差的放大作用要小近一个数量级.     

6R机器人工作域的计算机绘制

运用计算机对 6R机器人工作空间进行辅助确定 ,大大简化了原有作图法求解的繁杂 ,并通过计算机使传统解析法的结果变为更加直观 ,同时运用该程序可以求解在某些关节约束确定情况下机器人的工作范围 ,求解在机器人工作角度确定的情况下机器人可达域范围 ,以及机器人手部在空间某一点位或面域时其各个关节的角度 .为更好地开发应用机器人提供了一种新方法     

Reference Trajectory Generation for 3-Dimensional Walking of a Humanoid Robot

Humanoid walking planning is a complicated task because of the high number of degrees of freedom (DOFs) and the variable mechanical structure during walking. In this paper, a planning method for 3-dimensional (3-D) walking movements was developed based on a model of a typical humanoid robot with 12 DOFs on the lower body. The planning process includes trajectory generation for the hip, ankle, and knee joints in the Cartesian space. The balance of the robot was ensured by adjusting the hip motion. The angles for each DOF were obtained from 3-D kinematics calculation. The calculation gave reference trajectories of all the DOFs on the humanoid robot which were used to control the real robot. The simulation results show that the method is effective.     

串联机器人运动学建模与轨迹规划研究

以IRS3003机器人为研究对象对六自由度串联机器人的运动学建模及轨迹规划方法进行研究,采用D H建模方法,结合Matlab Robotics机器人工具箱建立IRS3003机器人运动模型,对机器人操作空间进行运动学分析.采用五次多项式插值方法,基于PPO路径规划码垛轨迹,分别实现机器人在关节空间和笛卡尔空间的轨迹规划与...     

基于降维插补算法的机器人控制系统

将五维插补的问题转换为五个二维插补的计算方法,设计五自由度机器人的5个关节坐标联动,从而简化了其运动轨迹的控制.五自由度机器人控制系统能通过手动示教方式,引导机器人运动,以确定和定义空间点的位置坐标,同时可采用系统自定义的机器人语言进行编译,使机器人单步或连续自动运行.     

基于封闭矢量法和D-H法的四足机器人逆运动学分析

为提高四足机器人的运动速度和仿生程度，设计一种新型的具有柔性腰的四足机器人，提出该柔性腰具有三个自由度，对该新型四足机器人进行自由度分析，并用螺旋理论来分析腰部的运动原理和验证自由度。运用封闭矢量法和Denavit-Hartenberg连杆坐标描述法求得柔性腰和单腿逆运动学分析，并用算例证明该算法的正确性。结果表明该算法计算和逻辑简单，便于理解和掌握。本研究为该新型具有柔性腰的四足机器人的工作空间、速度、加速度、机构优化和系统控制等的进一步研究奠定了基础。     

e-(e)圈传播子重整化的有效动量正规化与计算式

在最小电磁耦合模型中,对e-(e)圈图传播子在动量重整化方案里分离有限量函数的有效方法作了深入探讨与研究,发现矩阵函数展开法比传统减除法不但能十分简捷有效地完成分离,而且获得有限量函数的一维积分计算式还可作严格解析计算.这将为研究重整化有限量函数的"精确求解"问题提供出一条切实可行的计算途径.     

五自由度装配机器人及其微机控制实验系统

为开展非确定环境下机器人智能装配策略的研究,对原示教－再现型四自由度ＳＣＡＲＡ装配机器人进行了改造,使其变成微机控制的五自由度装配机器人,并建立了基于力／位姿信息的装配状态监控实验系统,针对实际产品３ＳＥ３行程开关芯体与壳体的装配过程进行了插装装配控制策略的研究。     

位置/力的自学习混合控制及其应用

综合了Raibert和Craig提出的机器人位置/力的Hybrid Control及Yoshikawa提出的机器人动态混合控制算法的基本思想,针对作业环境及其力学扰动难以辨识及机构振动等问题,提出了基于机器人装配作业的PI自学习混合控制方法,并根据此方法实现了三自由度机器人的圆柱二维插入作业。实验结果表明,该方法可以有效地实现机器人的销孔装配作业并抑制或缓冲机构的振动现象。     

尺寸链的计算机数值解法

在直线尺寸链问题中,封闭环尺寸是组成环尺寸的线性函数,因而用解析公式计算封闭环极限尺寸和公差比较方便,在平面尺寸链和空间尺寸链中,封闭环与组成环的函数关系较为复杂,用解析公式计算封闭环极限尺寸、公差较为困难,有时甚至无法求解,本文提出了尺寸链的计算机数值解法,论述了常见的和复杂的尺寸链方程的一般形式及其解法,以及极值法、概率统计法、统计试验法求解封闭环公差及极限偏差的方法,该方法适用于计算机计算,不仅能求解常用的也能求解复杂的尺寸链问题。     

仿人形机器人虚拟示教系统的研究与实现

引入虚拟现实技术对仿人形机器人进行三维虚拟示教，对于研究、改善及提高仿人形机器人的运动控制具有非常重要的意义。本文首先介绍了虚拟示教系统的结构，给出了具有七自由度机器手臂和六自由度机器腿的逆运动学计算方法，然后描述了采用三次多项式插值的空间轨迹规划方法及其在虚拟示教系统中的应用，最后将上述方法应用到仿人形机器人三维虚拟示教系统中，通过示教仿人形机器人双足步行和双手指挥交通，仿真实验结果表明了虚拟示教系统的正确性和实用性。     

柔性再制造测量机器人建模

为解决缺损工件的再制造测量问题,用配备线结构光测头的6自由度工业机器人和旋转平台组成一个7自由度测量系统,利用齐次坐标变换理论建立测量系统的数学模型.通过定点变位姿法计算测头和机器人末端的坐标变换,利用高低球法确定旋转平台的旋转轴.实测结果验证了该模型的准确性.     

机器人操作臂逆运动学分析

在很多机器人应用问题中,人们感兴趣的是操作臂末端执行器相对于基础坐标系的空间描述。文章结合实验平台——5DOF操作型机器人,主要用D-H表示法研究了关节变量空间和末端执行器位置和姿态之间的关系,即运动学逆问题。