一种多臂机器人关节间碰撞检测快速算法

多臂机器人各运动关节被简化为在圆柱体两端分别带有半球的实体(圆柱体半径与球半径相等).对2个处于任意位置的实体,通过图形变换使其中之一的圆柱体轴线和圆柱体下底面圆心分别与空间直角坐标系的z轴和原点重合,然后根据在坐标平面上2实体正投影的干涉性和空间解析几何理论得出在3-D空间的2实体不干涉的5种可能情形,并分别给出其不干涉判别条件,进而给出了机器人运动关节的碰撞检测算法.数值实验表明该方法比其他同类算法具有较快的检测速度.     

凿岩机器人钻臂的运动学研究

为实现凿岩机器人钻臂在凿岩过程中的自动定位,建立了多关节钻臂的运动学方程;根据钻臂的实际工作特点和工作范围提出了一种求逆解的方法．运算结果表明,该方法可以成功地实现快速、精确求解,具有较高的实用价值．     

隧道凿岩机器人的车体定位方法

讨论了国内自行研制的隧道凿岩机器人利用安装在隧道上的激光,使钻壁上的两个激光靶与激光过难,采集各关节传感器的值并做数据处理,能得到精确的车体到隧道断面的坐标变换矩阵,实现车体的精确定位,同时根据推导公式的特性,介绍了一种简单的定位方法。     

一种多关节机械臂运动过程中的碰撞检测方法

针对多自由度机械臂在运动过程中自身会发生碰撞的问题,建立机器人的简化模型(关节为球体,连杆为胶囊体),进而将多自由度机械臂的碰撞检测问题转化为简化后的几何模型(碰撞检测基元)之间的干涉计算问题。将此干涉问题进一步分解,最终转化为两球体之间、两胶囊体之间、球体与胶囊体之间的最小距离求解,并针对空间两胶囊体轴线之间距离计算问题,提出一种精确并快速的碰撞检测方法。将该算法实现并应用于6R串联机器人,最终利用MATLAB和ADAMS联合仿真进行验证。仿真结果验证了该算法的有效性。     

多臂机器人系统的运动学分析

低序体阵列采用“阵列”而非“矩阵”的形式描述多臂机器人系统的拓扑结构。基于低序体阵列，运用偏（角）速度、广义速率等概念，形成多臂机器人系统的运动学模型。该模型以偏（角）速度为方程系数的基本组合模块，具有形式简洁且易于化的特点。以双臂机器人刚性夹持物体为例，讨论了该算例的运动学特性，并给出了相应的数字仿真结果。     

多关节凿岩机械手快速定位方法

凿岩机器人在工作时,完成的任务是随机的,它每1只机械手具有6个转动关节和3个移动关节.在定位时,其运动学逆运算过程相当复杂,为满足实时控制的需要,必须实现快速逆运算.作者在分析凿岩机器人钻臂结构的基础上,利用钻臂的双三角支架的空间平移性能,根据各关节变化所引起的钻臂端部位姿的变化,综合机器人学中运动学知识,建立一个专家系统,采用拟人化的方案--"先定点,再定位姿",解决凿岩臂的快速定位问题,以实现描述各关节位置的变量的快速逆运算.根据实际工作情况,首先使钻臂的端点与目标定位点重合,求解出相应的关节运动变量的值,然后把凿岩机械手看作闭链机构,再选择相应的运动关节确定钻臂的空间位置,从而简化了计算的难度,可快速、精确地求解机械手的各关节变量值.     

六关节检修机械臂动态碰撞检测

该六关节机械臂被用于蒸汽发生器的检修工作.为了实现在狭小的工作空间内无碰撞的安全工作,如何判断和避免碰撞是关键问题.针对发生碰撞的2种情况:机械臂各关节和检修工具与蒸汽发生器水室内壁、挡板面和管板面间的碰撞;机械臂各关节之间以及与检修工具间的碰撞,采用基于AABB盒和等效空间圆柱体相结合的网络包围法,对可能发生碰撞的部位进行了系统分析和研究,将机械臂的碰撞检测问题转化为空间解析几何问题,大大简化了问题的求解,得到了碰撞检测算法,并用Visual C++予以实现.通过仿真分析和实验证明了该方法的有效性.     

多臂机器人系统的动力学分析与实验

多臂机器人系统的两个或多个臂协同夹持一物体时，系统形成闭环构造，可视其为具有约束的多体系统．本文基于ｋａｎｅ方程，实现了约束多体系统的动力学分析．通过引入正交补矩阵，形成多臂机器人系统的主导方程．以双臂协同夹持刚体为例，讨论了系统的动力学特性．数字仿真结果与实验结果吻合较好     

基于微型惯性测量单元的家用机器人碰撞检测方法

碰撞检测是家用机器人的重要技术之一,但是现有的机械碰撞检测板不能覆盖机器人所有部位,碰撞检测存在盲区.因此,本文结合家用机器人的实际应用,提出了基于微型惯性测量单元的碰撞检测方法;补偿了测量数据中俯仰横滚、杆臂效应、启停引起的干扰加速度,采用Mahony互补滤波器估计俯仰横滚决定的重力加速度分量;采用滑动窗积分处理加速度信号,采用幅度阈值和时间阈值作为碰撞判断标准.结果表明,本文方法准确补偿了干扰加速度,可有效检测家用机器人前后部位的轻微碰撞.本文方法提高了家用机器人的轻微碰撞检测能力.     

凿岩机器人的车体定位

凿岩机器人作业前必须首先确定车体的空间位置．作者在机器人运动学研究的基础上,提出了车体定位的方案,以隧道激光束为基准,通过齐次坐标变换,建立了凿岩机器人车体坐标系与隧道断面绝对坐标系关系的数学模型,并编写了快速求解程序,使在理想断面上设计的爆破孔的位姿方便、快速地变换成机械手各个关节的变量,实现机械手在运动空间的定位,为凿岩机器人的实用化研究打下了良好的基础     

双臂钻车钻臂与巷道的碰撞检测方法研究

为实现CMJ2-27改进型钻车钻孔的自动化,针对在工作过程中钻臂与巷道之间的碰撞情况,对钻车进行运动学分析,利用D-H参数法导出各坐标系之间的坐标变换矩阵,进而导出各关节和末端的坐标,给出了钻臂与巷道之间碰撞检测的方法,并利用该检测方法对某矿用88孔钻孔方案进行了理论计算和运动仿真试验研究。结果表明,该方法可行,程序简单,执行效率高。     

基于层次包围盒的碰撞检测方法

碰撞检测是虚拟现实应用中的关键技术。本文主要介绍了碰撞检测中的层次包围盒方法，并对几种基于不同类型包围盒的碰撞检测算法进行了比较研究。     

多臂自由飞行空间机器人运动学特性研究

研究了在空间微重力环境下多臂自由飞行空间机器人协调操作的运动学特性 ,建立了多臂自由飞行空间机器人协调操作的运动学模型 ,在推导运动方程的基础上对多臂自由飞行空间机器人协调操作的运动学特性进行了分析 ,给出了计算机仿真实验结果 .     

基于一种碰撞检测算法的液压机械臂柔顺性分析

为了提高液压机械臂的人机物理接触安全性,本文提出一种基于碰撞检测算法的柔顺性评价方法,首先设计了一种动量偏差观测器用于在无外加传感器的条件下间接获取碰撞力,然后借助机械臂碰撞仿真系统对动量偏差观测器的有效性进行验证,最后建立了外力矩观测值与机械臂柔顺性相关参数的多元非线性回归模型.结果表明,通过动量偏差观测器能够准确观...     

凿岩机器人壁碰问题

在考虑隧道形状与尺寸的情况下,提出了一种将壁碰分析由三维空间转化为二维平面的判别准则及其判别方法,并运用该准则与方法对双臂隧道凿岩机器人钻臂的壁碰问题进行了分析．应用结果表明,该准则与方法判别简单,计算速度快,具有一定的理论意义和实际意义．     

虚拟海战场中的实时碰撞检测方法

碰撞检测在虚拟海战场仿真中起着重要作用,快速而准确的碰撞检测方法可以有效提高虚拟海战场仿真中各种武器攻击仿真的效果。在分析了虚拟海战场仿真特性的基础上,确定了采用基于方向包围盒OBB的方法,并对该方法进行了优化和改进,在满足碰撞检测结果、碰撞第一时间和碰撞位置点准确性的基础上,较好地满足了虚拟海战场仿真中实时性的要求。     

碰撞检测技术研究

通过介绍影响碰撞检测的相关要素,阐述了可变时间片长度的碰撞检测问题,又提出了包围盒方法和距离跟踪算法;这些方法能有效的提高碰撞检测的速度,能较好的解决虚拟现实中的碰撞检测问题。     

凿岩钻臂模糊PID控制的研究

就凿岩钻臂的自动定位系统进行了研究.针对比例阀阀控非对称缸位置系统存在的响应较慢、时变严重等特点,提出了模糊自适应整定PID(Proportional-Integral-Differential)的控制策略,仿真结果表明,这种方法具有结构简单、实时性好、对参数的扰动具有较强的鲁棒性等优点,可以实现钻臂的精确定位.     

柔性多臂机器人机构的建模

本文利用哈密尔顿原理建立了单臂和两臂系统的控制方程，用约束模态法和非约束模态法求解方程。研究了约束模态法的适用性，同时提出了一种双弹性机械臂的实用建模方法。方便简便，能借用单臂系统的程序仿真，也可推广于多臂系统。     

基于自适应动态碰撞检测的工业机器人运动规划算法研究

提出了一种基于PRM(probabilistic roadmaps)算法思想的新型工业机器人运动规划算法.将PRM规划算法由全部C空间计算优化为大部分在欧氏空间、小部分在C空间的计算模式,大幅减少了计算量;使用优化空间分割方法提高采样效率;采用凸优化方法解决了机器人静止姿态碰撞检测问题,并结合自适应动态碰撞检测算法,实现在不降低计算精度的前提下,提高运算速度,使规划结果具有完备性.