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     

3-PPRR并联分拣机器人机构的运动学建模与仿真

对具有空间三平移自由度的3-PPRR并联分拣机器人进行运动学分析.基于机构的运动约束方程,求得机构的位置逆解的解析表达式.使用牛顿迭代法得到该机构的位置正解的数值解,并通过算例验证了其正确性;建立了机构输出运动参数与输入运动参数之间的速度和加速度关系的数学模型,得到机构速度、加速度正反解;通过在ADAMS中的运动仿真对所规划的运动轨迹进行验证.     

关于6-SPS并联机器人机构工作空间的研究

提出用数值分析与优化相结合的方法对6-SPS并联机器人机构的工作空间进行研究.根据该机构的特点和应用需要,把上平台中心可达范围分别定义为定姿态可达空间和工作空间两类.对于给定结构参数的6-SPS机构,在确定工作空间的最高点和最低点后,即可快速计算出其工作空间的边界.考察了结构参数对工作空间的影响,得出一些规律性变化关系.这些结果可以用来确定6-SPS并联机器人机构的实际结构参数。     

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的优化值。     

四自由度高速并联机器人的研究

综合新型四自由度并联机构的实际约束条件,建立了新型机构的运动学分析模型,求取了机构位置反解的显式解,建立了位置正解的Newton-Raphson数值迭代算法,优化了机构的尺度参数.针对我国食品生产与包装的实际需求,基于新型并联机构和机器视觉等先进技术,构建了面向食品生产与包装的自动高速并联机器人分拣系统.     

施釉机器人机构参数优化设计

针对一种手把手示教的施釉机器人进行机构参数优化设计。分析了在给定工作空间下的设计变量、优化目标和约束条件，建立了约束方程。根据作业对象和要求，利用Matlab进行编程，实现了机器人机构参数优化。     

一种欠驱动3D打印机械手的结构设计

本研究目的是为UR5机器人设计一种结构简单易于控制的欠驱动3D打印机械手.欠驱动结构是指驱动器数目少于本身自由度数目的机构.根据此设计原理设计出通过一个伺服电机驱动4根手指,每个手指由两个指骨构成的欠驱动3D打印机械手.机械手电机通过滑轮系统与手指连接,每个手指都可独立移动,使得机械手可抓取各种不规则物体.通过抓握类型分析、机械手机构设计、手指滑轮系统的优化,确定设计参数设计出机械手.采用3D打印技术能廉价、快速地制造机械手零件.机械手能很好地保持抓取时的稳定性、对抓取对象的适应性和降低机械手结构的复杂性.     

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。     

2-RRC-SPS并联机器人工作空间的研究

提出了一种并联机器人工作空间分析的解析方法,该方法以曲面分析为基础,结合并联机器人的运动特性,得到了并联机器人工作空间边界曲面的方程.以2-RRC-SPS并联机器人为例,分析计算了其工作空间.在此基础上,描绘出了并联机器人工作空间边界曲面及截面视图.分析结果表明2-RRC-SPS并联机器人的理论工作空间是一个不规则的实心球体,该机构具有几何形状规则的作业空间,是一种较为理想的能实现三维移动操作的并联机构选型,获得的结果可应用于该并联机构的设计之中.     

煤矸石智能分拣机器人运动规划技术的研究进展

运动规划是煤矸石智能分拣机器人研究过程中必不可少的一环,但是目前仍有一些问题待解决。首先介绍了煤矸石分选现状,其次分析了煤矸石智能分拣机器人运动规划的关键技术,主要包括如何追踪动态煤矸石、如何规划轨迹以减少冲击和如何针对障碍物进行避障。最后得出今后煤矸石智能分拣机器人运动规划的研究方向,包括基于轨迹优化的分拣策略研究、拣矸机械臂末端抓取位姿研究和协作空间下多机械臂拣矸的轨迹规划研究。     

基于多目标优化的救援机械臂结构参数设计

为了综合优化双臂救援机器人双臂协同工作空间、机械臂负载能力以及机械臂末端运动速度,研究了基于多目标函数综合优化的救援机器人双臂结构参数设计方法. 由于双机械臂的协同工作空间难以进行数学描述,提出了一种基于三重积分的描述方法. 针对所建立的双臂协同工作空间、机械臂末端运动速度以及机械臂负载能力三个目标函数的综合优化问题,通过模糊层次分析法,计算每个目标函数的权重从而进行线性加权以得到综合的多目标优化函数. 基于该综合优化函数,通过粒子群算法进行多目标函数最优值求解,得到一组机械臂结构优化参数,使双臂救援机器人的综合性能达到最优. 实验结果表明所提出的双臂救援机器人性能指标的优化方法是可行的.      

冗余自由度操作臂动态特性的合理测试

操作臂的动态特性对机器人的控制和作业有重要影响,所以操作臂动态特性测试和分析是机器人开发研究和性能评价的重要方面·通过１台新开发的冗余自由度主从操作手从动态测试的研究,探讨了不同位姿,位姿保持方法和不同激振点、拾振点布置条件下的动态特性和模态分析结果,提出了合理规范的操作臂动态特性测试评价方法,并给出了传感器和分析仪器的合理配置,这一工作将为机器人操作臂动态特性测试评价工作的规范、统一乃至形成标准有所帮助·     

Multi-objective Optimal Trajectory and Placement of a Robot for Cotton Yarns Handling

This study deals with a robot manipulator for yarn bobbin handling in the cotton yarns lattice distortion modification system.The aim is to achieve an operation of yarn bobbin handling with minimal execution time,energy consumption and jerk in motion together.The placement of the robot,in relation to the yarn bobbin stations,is also optimized in conjunction of trajectory optimization.Three possible techniques for building the handling traj'ectory were considered:the quaternion spherical linear interpolation in Cartesian space,the quintic polynomial spline and quintic B-spline in joint space.The genetic algorithm(GA) was used to optimize the trajectories of the robot,with a penalty function to handle nonlinear constraints associated in the robot motion.Two simulations of the optimal trajectory in joint space and the placement of robot were carried out and the results obtained were presented and discussed.It is concluded that the quintic polynomial spline constructs a better trajectory in joint space and the proper placement of robot makes better performance.     

螺旋桨清洗机器人超灵巧机械臂设计

针对轮船螺旋桨清洗时因空间结构曲面复杂而难清理的问题,设计一种搭载于水下吸附式机器人载体上的射流超灵巧机械臂(hyper-dexterous manipulator,HDM)清洗装置.结合无骨架类生物肌肉高自由度特点构建超灵巧机械臂结构,采用虎克铰接的连接方式替换相邻关节连接处的柔性构件,兼顾了高压水射流承载压力高的特点.运用几何分析法对单端机械臂进行正逆运动学建模,基于多关节连杆变换通式推导出基于等圆弧假设下的机械臂模型,进而得出其多关节驱动空间与操作空间的映射关系.仿真实验和物理实验对比结果表明,所设计的机械臂能够达到期望的操作空间位姿,并能在加载实验下保证一定的鲁棒性.     

基于导航势函数法的六自由度机械臂避障路径规划

以MOTOMAN MH6型机械臂为研究对象,运用导航势函数法对机械臂的无碰撞路径规划展开研究. 根据机械臂的几何特点对机械臂进行简化,并结合球型包络算法分析了障碍物与机械臂碰撞的临界条件,计算出机械臂运动的自由空间. 导航势函数法有效解决了传统人工势场法的"局部极小值陷阱"问题,由于预先消除了目标点以外的极小值,机械臂能够顺利到达目标点. 通过数值仿真,解决了导航势函数控制参数的选取问题,并在基于OpenGL的虚拟实验平台中进一步验证了该方法的有效性和可行性.      

基于虚拟样机技术的机械臂建模与仿真

应用机械系统动力学仿真分析软件MSC．ADAMS，建立了机械臂抓取的虚拟样机模型，包括对机械臂各部件的简化、在ADAMS中的模型描述及仿真过程控制。在仿真过程中通过预估末端件的运动规律，依据运动仿真结果求得控制主动件的运动输入曲线。最后对该虚拟样机模型进行了运动学和动力学分析，实现了使用CAE仿真软件来对机械臂的运动和动力性能进行分析，为机械臂系统的设计、制造和模拟运动作业提供了理论依据和主要参数，为工程设计提供了一套有效的分析方法。     

局部闭链手控器的强度和刚度分析

用瞬时结构假定方法对带有局部闭链机器人手控器进行了准静态强度和刚度分析 ,为高精度的手控器设计提供了理论依据。     

机器人程序设计中的状态转换方法

为了解决不同应用中机器人的控制程序设计问题,提出了基于状态转换的机器人程序设计方法.通过对有限状态机理论的回顾和引申,对应于机器人的动作变化,给出了基于状态转换方法的半自动X射线晶体角分类机的分类机械手、简易智能车机器人和协调工作的多机械手的状态转换设计实例;结果表明了该方法的可行性和有效性.这种方法可以使机器人的程序设计思路变得简单明了,减轻了设计者的工作强度,易于机器人控制程序的编制.     

Trajectory tracking control based on linear active disturbance rejection controller for 6-DOF robot manipulator

The trajectory tracking control for a 6-DOF robot manipulator with multiple inputs and outputs, non-linearity and strong coupling is studied. Firstly, a dynamical model for the 6-DOF robot manipulator is designed. From the view point of practical engineering, considering the model uncertainties and external disturbances, the robot manipulator is divided into 6 independent joint subsystems, and a linear active disturbance rejection controller(LADRC) is developed to track trajectory for each subsystem respectively. LADRC has few parameters that are easy to be adjusted in engineering. Linear expansion state observer(LESO) as the uncertainty observer is able to estimate the general uncertainties effectively. Eventually, the validity and robustness of the proposed method adopted in 6-DOF robot manipulator are demonstrated via numerical simulations and 6-DOF robot manipulator experiments, which is of practical value in engineering application.