5自由度康复治疗机械手的设计与仿真

在借鉴现有康复治疗机械手优缺点的基础上,从人手的解剖学入手,详细给出了气缸式康复治疗机械手各模块的设计和计算分析过程.通过各模块工作空间的实例演算与机械手的整体动力学仿真模拟,验证了该机械手在康复治疗中的可行性.     

柔性机械手动力学控制方程的建立

本文利用4×4齐次变换矩阵推导出了单式开链柔性机械手的一种新形式动力学控制方程,讨论了在普通工业机械手和空间机械手不同情况下动力学方程的具体简化形式。在本文分析中,考虑了各种变形因素和各种运动的耦合,所得公式完整、简明、具体,对各种单式运动副机械手都适用。最后通过例子验证了本文动力学建模的正确性。     

基于6-DOF的空间机器人运动学研究

针对空间机器人在轨服务任务,建立了一种六自由度机械臂模型,并建立了各关节的杆件坐标系。对机械臂各关节进行了运动学分析,对各关节末端运动空间进行了仿真。在对机械手抓捕目标飞行器分析之后,提出了一种保持平台、机械手和目标飞行器三者姿态稳定的抓捕目标方案。最后对该抓捕过程进行了运动规划,对各关节角运动情况进行了研究。     

基于行为的多自由度机器人运动规划

提出了一种有效的基于行为的多关节机械手的运动规划。该规划将低级的运动规划和高级的行为决策结合在一起，在将位于机器人工作空间中的障碍物快速映射到姿态空间中的算法基础上，通过传感信息来计算局部障碍物的信息，从而形成姿态空间中障碍物的模型。定义了几种类型的行为来描述机械手的运动，并给出了选择行为的规则。而这些行为都是用基于姿态空间的算法可实现的。该方法适于多关节机器人在非确定环境中实时规划的要求。     

机械手工作空间的计算

本文把运动参数变化无限制的机械手工作空间的计算归结为求解等式约束极值问题,因而可用传统的直接法及拉格朗日乘子法求解。对于运动参数变化受限制的任意机械手工作空间,本文将用非线性规划方法及离散算法进行计算。     

基于向量变换的五自由度机械手运动仿真

基于空间向量变换理论和计算机语言构建了一套底层空间向量变换驱动引擎。利用此驱动引擎提供的向量变换应用编程接口(API)函数的形式分析了一台五自由度写字机械手的运动学特性。结合驱动引擎和机械手的运动学特性开发了一套适合于此机械手运动特点的软件仿真系统。仿真实验表明精简高效的驱动引擎既使机械手的运动学分析变得简单,又能为写字机械手提供精确可靠的驱动数据,且接口简单,通用性强。     

细胞注射显微系统的空间精确定位方法

利用改进的激光三角测量法获得图像采集时丢失的高度信息，其相对误差小于0．4%，将该信息集成到伺服控制方程中就可以利用视觉信息来控制机械手在空间做三维运动．在图像空间控制机械手运动时，利用光学流方法获得每个采样周期后注射针在图像空间的位置，就可以消除系统存在的误差，使注射针沿预定的轨迹运动，完成细胞的注射．实验结果表明，利用该方法可以将轨迹误差从（11，10）像素，减小为（0，2）像素，从而方便地控制机械手在三维空间做精确定位和运动．     

五自由度机械手的两级计算机控制

本文讨论采用Apple PlusⅡ微机系统和M6800单板机构成的两级计算机对五自由度机械手的控制问题,提出了机械手由点位控制实现空间某一轨跡运动的控制方案。     

一种新型两自由度高速并联机械手的弹性动力学分析

对一种新型两自由度平动并联机械手进行弹性动力学分析. 采用有限元方法建立了并联机械手的弹性动力学模型．在该模型的基础上,分析了机械手在工作空间的前四阶固有频率的分布情况;研究分析了在外力和刚体惯性力激励下机械手动平台的位置误差;给出了构件在各个时刻的最大动应力及其出现的位置．研究分析表明：系统的固有频率与其位形有关;机械手动平台的位置误差主要是由高速运动时刚体惯性力引起的;机械手各个柔性构件的动应力谱是变幅应力谱．     

棉花异性纤维分拣机器人总体结构的优化设计

针对棉花分拣的具体情况,依据机器人的机构选型原则,对棉花分拣机器人进行了机构选型设计,提出了一种具有整体升降和小臂伸缩功能的五自由度串联关节型棉花分拣机械手.基于棉花的分布空间,利用几何法对机械手末端轨迹进行模拟,得出机械手工作空间主剖面的面积组成,由此确定了机器人机构参数的取值范围,并建立优化模型,得到了机器人机构参数的优化解.     

基于HTML5与WebGL的机器人3D环境下的运动学仿真

利用三维计算机辅助设计软件Remo3D建立机器人各连杆的三维模型,用标准COLLADA来描述机器人各连杆之间的相互连接关系,采用D-H法建立了5自由度机械手的运动方程,通过齐次矩阵的变换解决了顺逆运动学问题.利用HTML5语言和WebGL图形函数库的机器人三维仿真系统实现机器人的实时图形仿真,且无需安装程序可异地同步获取.另外,应用程序基于开放标准,可以在任何电脑或智能设备的现代浏览器上运行.     

基于ADAMS的3-RPS型并联机器人位姿的正解与逆解

以ADAMS软件为基础,给出了一种基于ADAMS的求解3-RPS型并联机器人位姿的正解与逆解方法.先给定机械手的位姿,经过仿真测量得出驱动杆的位移时间曲线,用后处理模块对测量得到的曲线进行处理,得到驱动杆位移样条函数,从而得到逆解.把得到的逆解作为驱动加在驱动杆上进行仿真,得到机械手的位姿,经过仿真测量得出机械手的位移曲线,经过后处理模块对测量得到的曲线进行处理,得到机械手的位姿样条函数,从而得到正解.这种方法不需大量的数学计算和计算机语言编程工作,非常快捷、方便、准确.从分析结果可以看出这种分析方法所得到的解完全可以用到实际中.     

一种分类机械手的研制与开发

提出了一种用在晶体角分类机上替代工人来完成卸料及分类工作的机械手.该分类机械手是机械、电气传动、气动控制、嵌入式微控制器和微电子器件相结合的产物.机械部分构成了分类机械手的骨架;步进电机等使分类机械手实现了准确运动;气动元件使分类机械手变得灵巧、简捷.借助于系统状态变换等方法,以微控制器C8051F206为核心的分类机械手控制器的软件给予了分类机械手某些简单的人工智能,使其能准确无误地重复完成卸料及分类任务.分类机械手的基准定位与步进电机步进计数控制的结合可使其长期运行无积累误差.经在工业现场的长期使用证明,该分类机械手设计合理、工作可靠.     

轮式移动机械手的优化构形

为了揭示移动平台和机械手间的本质关系,可将移动机械手加以简化,采用等质量矩阵方法研究了轮式移动机械手的优化构形,得到了最大操作度方向与移动机械手构形间的关系,此关系为进一步研究移动机械手的协调方法打了一定基础。     

基于腕力传感器的操作臂惯性参数在线识别

论文基于腕力传感器的输出信号探讨了一种在线识别机器人操作臂末端惯性参数的方法，该方法考虑到了腕力传感器接入对机器人系统动力学特性的影响，同时利用腕力传感器真实反映机器人系统力作用和力传递的特点，既能包括机器人关节特性的影响也可以避免理论辨识方法可能出现的“虚幼模型”的问题，该方法还可以用来辨识机器人操作未知工件或工具的惯性参数，这对经常更换操作对象的机器人的精确控制和动力学仿真是非常重要的。     

轮式移动机械手的点-点运动规划方法

基于轮式移动机械手的移动性与操作性间的关系和轮式移动平台的优化运动区域,提出了一种新的轮式移动机械手点－点运动规划问题的优化准则,此准则不但包括移动平台的运动代价和机械手的代价,而且还包括移动机械手偏离优化构所需的运动代价,最后通过仿真证明了此协调方法的可行性。     

轮式移动机械手的点一点运动规划方法

基于轮式移动机械手的移动性与操作性间的关系和轮式移动平台的优化运动区域, 提出了一种新的轮式移动机械手点一点运动规划问题的优化准则,此准则不但包括移动平台的 运动代价和机械手的代价,而且还包括移动机械手偏离优化构形所需的运动代价．最后通过仿 真证明了此协调方法的可行性．     

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。     

应用机械臂混凝土3D打印技术的空心曲面建筑物的设计和建造

以机械臂混凝土3D打印系统为硬件平台,以Rhino和Grasshopper为软件平台,研制出一套集设计、模拟、建造一体化的制造平台,并为此制定了设计模式、原则和程序.研究结果表明：机械臂混凝土3D打印技术可以提高空心曲面建筑物加工的精度和效率,能够完成空心曲面建筑物从生形、模拟、优化到建造的一体化制造过程.     

轮式移动机械手的多点运动规划方法

基于轮式移动机械手的移动与操作间的关系和轮式移动平台的优化运动区域，提出了一个新的轮式移动机构手多点运动规划问题的优化准则。此准则具有明确的物理意义，不但包括移动平台的运动代价、机械手的运动代价而且还包括移动机械手偏离优化构形、交换构形偏离优化值所需的运动代价，最后通过仿真证明了此协调方法的可行性。