基于前置坐标系的PUMA机器人运动学方程的研究

机器人运动学研究的主要内容是机器人各连杆间的位移关系、速度关系和加速度关系。由机器人关节坐标系推导其末端位姿的过程称为机器人的正向运动学；已知机器人的末端位姿求其各关节坐标系之间的关系，称为机器人的逆向运动学。本文中，笔者只讨论正向运动学。为了进行机器人的位姿分析，     

机器人运动学分析及仿真研究

本文以六轴机器人为研究对象,构建物理模型连杆坐标系确定连杆参数,对其运动学进行正逆解分析,并搭建三维仿真模型验证末端执行器位姿、关节角度的正确性,为今后机器人开发和研究提供理论借鉴。     

欠自由度机器人的运动学逆解存在性神经网络判别

针对欠自由度机器人在工作空间内运动学逆解的存在性问题,提出虚拟关节法,并利用神经网络的学习能力,区分出可解子空间和不可解子空间,达到了对给定末端位姿可解性的准确判别.     

基于刀位文件的空间复杂曲面机器人 加工技术研究

针对空间复杂曲面难以利用机器人示教方式来实现机器人的路径规划,利用UG加工后置处理的G代码没有体现机器人的空间姿态,人工调整较为烦琐等问题,该文提出一种新算法对UG前置处理的刀位文件进行计算来实现机器人的空间姿态控制,求得对应机器人的末端位姿,经逆运算后以最短路程为优化目标转换为机器人各关节角的变量值,后经Matlab仿真验算,验证了该方法的可行性     

极坐标系的矩阵方法及其应用

用矩阵的方法表示协变、逆变极坐标系及相互转化关系和协变、逆变极坐标系与笛卡尔坐标系的转换关系,称为极坐标系的矩阵方法.利用该方法给出了质点运动学和质点动力学上常用物理量在极坐标系下的具体形式及其与在笛卡尔坐标系下具体形式的转换,并给出相应算例.     

空间靶标位姿的三维重建方法研究

从增强现实AR系统中目标跟踪的需要出发,介绍了空间靶标位姿的重建方法.文章在点重建和线重建方法的基础上,分析了空间矢量在任何成像面上的投影位置关系,导出了在世界坐标系和在图像坐标系中重建空间矢量的两种方法,并将上述方法用于空间靶标位姿的三维重建,且进行了验证.     

叉车式机器人的转向位姿误差

执行器的加速度和负载质量会影响叉车式机器人的转向位姿. 将执行器加速度和负载质量的变化转化为叉车式机器人作业质心的跃变,通过坐标变换对基于横滑特性的叉车式机器人的转向位姿误差进行建模. 基于该误差模型分析了执行器不同加速度和负载质量对叉车式机器人转向位姿的影响. 实验结果表明,执行器加速度和负载质量的变化会造成叉车式机器人不同程度的欠转向和过转向.     

花椒采摘机器人机械臂的运动学分析及工作空间求解

针对国内花椒采摘困难的问题,设计了一款花椒采摘机器人,为分析其运动情况,基于D-H法,确定采摘机器人手臂的参数、坐标系及手臂的正和逆运动学方程.利用Matlab中的Robotics Toolbox进行仿真,结果表明,该机械臂设计合理、精确,为后续的机器人手臂控制提供了理论基础.     

基于生物遗传学的机器人位姿控制方法

根据遗传算法提出了一种机器人位姿控制的新算法,并结合机器人位姿控制问题探讨了改善遗传算法参数寻优速度的方法,最后通过仿真实验证明了该方法的有效性.     

SLAM中机器人定位误差控制研究

在SLAM中,机器人的位置和环境都是未知的,伴随运动距离增大的是自身位置估计误差的增大,而自身位姿的不准确使得创建的环境地图失真,地图失真又将增大机器人的位置误差.为保证机器人定位和地图构建精度,采用逆推法计算机器人运动距离,再与里程计记录的前后时刻位姿计算出的距离相比较,设定误差阈值,校正机器人的实际位姿,通过实验,验证了本方法的有效性,减小了机器人定位误差.     

一种改进的基于PCA的ICP点云配准算法研究

三维点云配准是三维重建过程中的重要环节,ICP配准算法无法处理初始位姿相差较大的点云,结果可能陷入局部最优的问题。本文提出了一种改进的基于PCA的快速ICP匹配算法,通过对两组点云进行主成分求解,形成各自的PCA坐标系。对两组点云分别进行坐标系转换,通过主轴校正矩阵解决了PCA主轴反向问题;利用K-D tree快速搜索最近点改进传统ICP方法,完成点云的快速精确配准。实验表明,该配准算法可以有效处理点云初始位置较差的情况,实现任意位姿关系下的两组点云的快速精确配准。     

基于混沌遗传算法的并联机器人精度综合

充分考虑关节(球铰、回转副)间隙误差随机性的影响,在运动学逆解的基础上,建立了并联机器人实际误差模型;在误差分析的基础上,以连杆、关节精度为设计变量,以公差制造成本为目标函数,以位置体积误差满足设计精度为约束条件,建立了并联机器人精度综合的优化数学模型,采用混沌遗传算法进行了精度综合.结果表明该方法过程清晰、编程简单、且精度高.     

基于STM32的六足机器人运动控制系统研究

本文主要研究基于STM32的六足机器人运动控制系统,通过建立六足机器人的运动学模型,对摆动腿和支撑腿进行运动学分析,并按照六足机器人典型步态,进行步态运动规划。同时,根据六足机器人的运动学和步态分析结果,设计了基于18个舵机协调运动的六足机器人运动控制系统,实现远程监控和机器人的直线路径、转弯步态的规划和控制等功能。     

基于遗传算法的双足机器上楼梯的步态规划

针对双足机器人上楼梯的步态规划问题，应用三次样条插值合成脚踝的运动轨迹，并基于加速度分析设计出臂部运动轨迹，计算动力学模型得到ZMP轨迹，进而得出机器人步行的稳定性可以表示为关于上体初始位姿的多变量优化问题。最后应用遗传算法（genetic algorithm,GA）求解，获得稳定性好的优化步态。机器人上楼梯的动态步行仿真结果表明，运用遗传算法可以得到合适的优化轨迹。     

基于二维遍历搜索法的3RRR并联机器人运动学分析

通过研究3RRR 并联机器人的平面机构特点,用数值方法对其运动学正解进行分析求解,并用解析法对其运动学逆解进行分析求解. 通过MATLAB 仿真,用Pro/E 建模加以验证. 在运动学逆解基础上,运用二维遍历搜索法得到3RRR 并联机构的工作空间. 结论表明,当动平台的旋转角度φ为0°时,其工作空间最大;当旋转角度φ为β/2 时,其工作空间最小.该方法可减小求解工作量,提高计算效率.     

一种四自由度串联采摘机械臂系统设计

为提高番茄采摘效率,降低番茄生产成本,本文设计了一种四自由度串联采摘机械臂系统。在设计过程中,笔者首先确定关节型机械臂构型,分析机械臂各杆长和工作负载,完后各关节电机选型;然后设计控制系统以及无刷电机控制流程;最后搭建实物样机,控制各关节的电机将末端执行器送到成熟番茄的位置完成采摘任务。     

基于遗传算法的双足机器人上楼梯的步态规划

针对双足机器人上楼梯的步态规划问题,应用三次样条插值合成脚踝的运动轨迹,并基于加速度分析设计出臀部运动轨迹,计算动力学模型得到ZMP轨迹,进而得出机器人步行的稳定性可以表示为关于上体初始位姿的多变量优化问题.最后应用遗传算法(genetic algorithm,GA)求解,获得稳定性好的优化步态.机器人上楼梯的动态步行仿真结果表明,运用遗传算法可以得到合适的优化轨迹.     

RV12L-6R焊接机器人动力学分析及计算机仿真研究

提出用Lagrangian方法与递推的Newton-Euler方法相结合求解机器人逆动力学问题,以满足实时控制的要求.结合IVECO汽车横梁的焊接,给出了实用的机器人动力学算法,并对6自由度机器人各关节力矩进行了动态仿真,仿真结果表明不同的关节初始值,有时会出现关节力矩突变,引起系统振动.因此,可以通过计算机仿真的方法在选择关节初始值时避开不稳定的情况.     

双臂教学机器人的运动分析及仿真

为了进行双臂教学机器人控制系统的设计和方便机器人教学,对双臂教学SCARA机器人进行运动分析与仿真.给出了机器人的运动学正解和逆解,提出了一套机构简化方案,完成了机器人的各种手臂姿态规划,分析了存在的运动干涉约束.最后运用运动学正解和逆解进行软件仿真设计,得出了机器人手臂的工作区域,并在工作区域内进行了圆弧运动仿真.     

四足机器人结构设计及步态仿真研究

【目的】为提高四足机器人在复杂地面行走时的稳定性,对四足机器人结构进行设计,并对其步态进行仿真。【方法】基于哺乳动物的腿部结构,在SOLIDWORKS软件中构建四足机器人的三维模型,使用D-H模型法构建出腿部结构的运动学模型,通过运动学分析,得到四足机器人的足端运动轨迹图,并以Walk步态在V-REP仿真软件中进行仿真分析。【结果】本研究设计出一种结构简单、具有十二自由度的四足机器人。【结论】仿真结果证明,该机器人的机构设计有效,能实现稳步行走。本研究的研究成果为该类机器人的设计提供依据。