机器人仿真研究的现状与发展趋势

机器人仿真技术是机器人研究领域中的一个重要部分。根据不同的仿真目标,选择相应的仿真软件是非常重要的。文中介绍了国内外常用的仿真软件及其特点。最后,展望了机器人仿真技术的发展趋势。     

一种三平移并联机器人的仿真研究

基于螺旋理论,分析3-RCR并联机器人的机构构型,得到该并联机器人的自由度。用三维建模软件ProE对该并联机器人进行建模,将机构模型导入到Adams中,基于Adams的虚拟仿真技术,验证机构的自由度,当该并联机器人动平台输出分别为圆轨迹和正方形轨迹时,对其进行运动学的仿真分析,分别得到驱动杆Part4、Part6、Part8的角速度、角加速度的变化规律,为3-RCR并联机器人后续的应用和研究提供了重要的参考。     

基于Adams和Matlab的自平衡机器人仿真

首先简述了机器人仿真研究的现状,以及机械系统动力学分析仿真软件Adams及Simulink在机器人仿真上的应用.然后应用拉格朗日方程建立了系统的动力学方程,应用Adams和Matlab对自平衡机器人进行了联合仿真.仿真结果表明,基于Adams和Matlab的自平衡机器人具有较好的动态特性.     

基于虚拟样机技术的攀爬机器人仿真分析

随着攀爬类机器人技术的不断发展,对能够攀爬复杂三维钢架结构的机器人的需求日益增多。针对一种带脚钉的特殊钢材塔架,提出了一种气动攀爬机器人本体设计方案。利用SolidWorks建立设计方案的三维模型,将其导入Adams中建立虚拟样机模型,并进行运动学及动力学的仿真,测量分析了重要的动力学参数,并运用Adams的二次开发技术,追踪了机器人模型总质心的坐标轨迹。验证了方案的可行性,研究了其运动及动力学性能,为物理样机的研制提供了重要的理论依据。     

巡检机器人越障运动学分析及仿真

设计了一种可用于薄煤层井下巡检的六履带式移动机器人。建立了机器人三维实体模型和运动学方程,介绍了机器人主要机械结构部件,分析了机器人越垂直障碍时的位姿,对机器人三维实体模型简化后Adams运动学仿真分析,验证了六履带机器人的可行性及可靠性。仿真数据分析表明机器人具有运动灵活,环境适应能力好,越障能力强等优点。     

冗余串联机械臂轨迹规划与控制

为了缩短产品开发设计周期,提高物理样机性能,利用虚拟仿真技术对冗余串联机械臂进行轨迹规划与控制.在Matlab软件机器人工具箱环境下进行轨迹规划,并进行逆运动学求解,逆解数据以样条曲线形式导入Adams软件.通过Adams软件与Matlab软件接口导出动力学模型,在Matlab/Simulink环境中进行控制系统设计,并利用独立关节的比例积分微分控制,实现Adams软件和Simulink软件的交互式仿真.仿真结果表明,冗余串联机械臂具有较好的运动特性和较高的轨迹跟踪能力,实现了机械臂末端的精确位置控制.     

复杂环境下四足仿生机器人控制系统结构设计

使用Adams对Pro／E造型的四足仿生机器人结构进行了仿真分析,为机器人控制器件,特别是驱动电机的选择以及步态的规划提供了重要的数据,并针对四足仿生机器人结构和控制性能的要求,以实现四足仿生机器人在复杂环境下稳定行走的运动策略为目的,设计了上下层分布控制系统。论述了控制系统方案及其控制机理,并详细介绍了机器人控制系统的硬件构成、软件体系及系统工作原理。     

复杂环境下四足仿生机器人控制系统结构设计

使用Adams对Pro/E造型的四足仿生机器人结构进行了仿真分析,为机器人控制器件,特别是驱动电机的选择以及步态的规划提供了重要的数据,并针对四足仿生机器人结构和控制性能的要求,以实现四足仿生机器人在复杂环境下稳定行走的运动策略为目的,设计了上下层分布控制系统.论述了控制系统方案及其控制机理,并详细介绍了机器人控制系统的硬件构成、软件体系及系统工作原理.     

6_PUS并联支撑机器人柔性动力学研究

介绍了采用Adams联合Ansys研究多体并联机器人柔性动力学问题的详细方法。利用Pro/E的实体建模和Ansys的柔性化处理,建立了6_PUS并联支撑机器人的多柔体系统模型,并借助于Adams动力学仿真得到了6_PUS并联支撑机器人的速度、加速度和力曲线。研究发现6_PUS并联支撑机器人的速度和加速度具有一定的对称性,而力具有明显的峰值大、平均力小,以及效率低的特征。研究结果不但验证了柔性杆的设计能够满足机器人的要求,同时也为这类并联机构的设计和直线电动机的选择提供了参考。     

重型压力容器马鞍形焊缝焊接机器人设计分析

设计和研究了一种适用于重型压力容器马鞍形焊缝焊接机器人。利用几何方法建立了马鞍形焊缝数学模型,为焊接机器人机构设计与运动学仿真提供了理论依据。介绍了焊接机器人本体机构组成与工作原理,并对机器人本体机构进行了设计。利用Solidworks软件建立焊接机器人虚拟样机,并将其导入Adams软件进行运动学仿真。对优化后的焊接机器人进行焊接试验,试验结果表明焊接机器人焊接质量稳定,能够满足重型压力容器马鞍形焊缝焊接作业要求。     

基于MATLAB与ADAMS的机械臂联合仿真研究

为提高机械臂设计效率,充分利用了虚拟仿真,搭建了机械臂的虚拟仿真系统。首先在Solidworks中建立了四关节机械臂的实体模型;然后将其导入动力学仿真软件Adams中,进行运动学及动力学仿真;最后通过Adams与Matlab的接口模块Adams/control,利用Matlab/Simulink模块搭建了机械臂的联合仿真控制系统,实现基于Matlab与Adams的机械臂的联合仿真。仿真结果表明机械臂系统具有较好的动态响应特性及较好的轨迹跟踪能力。     

多智能体仿真技术在多机器人系统中的应用

首先对多智能体系统及多智能体仿真技术进行简要的介绍,并引入了SeSam多智能体仿真环境。然后基于多智能体技术及SeSam仿真工具,对一个多移动机器人系统进行了系统建模和仿真研究     

基于MSRS的机器人仿真

越来越多的行业应用计算机技术来进行仿真,并利用网络技术实现远程控制。机器人领域的研究费用巨大是很多学者的困扰,仿真软件尤其是机器人软件平台的出现大大减小了这一困扰。微软机器人工作窒Microsoft Robotics Studo（MSRS）软件作为一种新兴的专业机器人仿真软件,在机器人仿真方面有其特有的优点。     

工业机械手运动学仿真

使用Pro/Engineer建立了工业水平多关节机械手3D模型,并使用Adams作为仿真工具,实际分析了机械手的运动学和动力学特征:介绍了机械手设计的过程与方法,取得了优化的3D设计参数,为3D建模与优化提供了一种实际方法.     

座舱盖打磨下料机器人离线编程仿真

尝试通过机器人离线编程技术来解决座舱盖复杂曲面机器人打磨下料轨迹难以获取的难题,重点介绍了利用Tecnomatix PS辅助机器人离线编程的方法。首先运用SolidWorks三维建模技术建立机器人工况模型以模拟打磨机器人的工作环境,同时结合Tecnomatix PS的虚拟仿真技术实现了打磨机器人的离线编程和仿真,最终得到离线程序。基于Tecnomatix PS的编程作为整体离线编程方法的一部分,通过验证,其输出结果能够满足后续编程步骤的需求。     

基于ROS的机器人宇航员模型构建与仿真验证

随着我国空间站项目的稳步推进和机器人技术的发展,研发可以协助甚至代替宇航员进行危险舱外操作的机器人宇航员成为亟待研究的课题。首先建立了双臂仿人机器人宇航员的URDF模型,而后基于机器人操作系统提供的三维仿真工具Rviz,构建机器人宇航员的三维虚拟运动仿真环境,并进行了仿真实验。实验表明,机器人宇航员可以完成物体抓取、搬运等任务,证实了机器人宇航员模型结构的合理性。     

基于OpenGL的机器人装配仿真

在实际的科研和学习中由于各种因素，仿真是非常重要的一环，文中通过OpenGL，结合VC 可视化编程技术和MSComm串口控件，开发出一种开放性的机器人装配零件的仿真软件。经实验证明效果良好。     

一种检测用可变刚度连续型机器人设计

设计一种新型结构的连续型机器人.该机器人以螺旋弹簧为主干,采用线驱动的方式,可实现平面内单自由度弯曲.通过建立机器人运动学模型,得到驱动线位移-柔性关节弯曲角度的对应关系.提出一种通过改变驱动线张力实现连续型机器人变刚度的方案,对柔性关节分别建立力学模型和Adams模型,进行理论和仿真分析,通过实验对所提出的运动学模型...