关于机械手的间接位置问题的一种解法

本文讨论了机械手运动中的间接位置问题。作者将闭式运动链机构分析中所用的运动同一性条件进行推广,对机械手运动中的间接位置问题,提出一种较简便的求解方法。文中结合RRPRR及6R两种机械手对所提方法作了具体阐述。     

选矸机械手虚拟样机验证试验

根据矸石分选工艺及运动轨迹,确定选矸机械手每段轨迹运动规律为3-4-5次多项式,求解其末端动平台位置、速度、加速度曲线,并将其运动学分析逆解计算结果求得的主动臂转角导入ADAMS中,控制选矸机械手简化模型运动。分析模型末端动平台位置、速度、加速度曲线,对比运动规律规划,ADAMS运行曲线与规划曲线基本吻合,证明该结构可行性及其运动学分析结果正确性。     

三次元送料机构干涉曲线设计与研究

针对三次元自动冲压送料机械手出现的干涉问题,通过对送料机械手的运动周期及轨迹进行分析,提出一种参数化运动学分析法,方法简便且易于修改干涉曲线,可广泛应用。针对三次元自动送料机械手,通过对送料周期的合理规划,以及对机械手的运动学动力学分析,采用B样条曲线法,得出送料周期曲线和干涉曲线,并探讨了下模与机械手夹持器、冲压滑块与机械手夹持器的干涉关系。     

Motoman—L_(10)W焊接机器人间接位置的画法几何模型

Motomao—L_(10)W机器人是上海交大从日本引进的5R焊接机器人,对于其机械手直、间接位置的求解,以往依赖于建立数学模型,不仅复杂繁琐且难以实现,为快速而简便地解决此问题,本文就Motoman—L_(10)W焊接机器人的间接位置的求解建立了画法几何模型,为图形输入计算机做了第一步工作。     

具有简单重力补偿的机械手反馈控制

讨论在关节空间中机械手的反馈镇定问题。首先通过构造新的 L yapunov函数 ,证明了 PD控制规律加简单的 (期望位置的 )重力补偿可以全局镇定刚体机械手系统 ,改进了需要精确重力补偿的 PD控制规律。进一步利用机械手动力学方程中的无源性 ,提出了具有简单重力补偿的动态输出控制规律。由于期望位置的重力可以离线计算 ,因而大大地简化了所得控制算法的计算量     

水产养殖用水下移动机械手的耦合动力学分析

对水下移动机械手系统中本体与机械手之间的耦合动力学进行了研究,分别采用指数积方法和凯恩方程对水下移动机械手系统进行了运动分析和动力学建模并进行了求解,模拟了机械手在展开的过程中本体的运动,该研究工作对于进一步了解水下机械手的工作特点和开展机构的控制有重要价值。     

基于操纵子学模型的5自由度宏-微精密机械手运动的映射关系

针对宏-微机械手末端位姿、位置准确度的误差问题,受细胞学操纵子学说的启发,提出了基于操纵子模型的宏-微精密机械手运动的映射关系,研究精密机械手运动的影响因子和细胞学中的操纵子模型,分析机械手精密运动影响因子的影响方式和操纵子模型的结构组成及其工作机理,结合操纵子模型的工作机理,分析宏-微机械手的控制系统,在此基础上,求解机械手精密运动控制系统的操纵子模型,考虑在几何因素的影响下,得出机械手末端位置在影响因子前后的误差值,通过基于粒子群算法的比例-积分-微分(Proportional-integral-differential,PID)控制器对误差结果进行优化,得出基于时间乘绝对误差积分准则(Time multiplied by the absolute error integral,ITAE)的粒子群算法(Particle swarm optimization,PSO)变化曲线和PID最优的控制参数。结论表明由映射关系推导出的控制系统能够满足一定的精度要求,并能进一步提高机械手的运动精度,为生物控制在机器人中进一步的创新研究提供了理论基础和依据。     

一种穿鞋带机械手的运动学分析与仿真

针对制鞋企业劳动生产中穿鞋带作业工序劳动强度大、效率低等情况,设计了一种四自由度的"RRPR"型穿鞋带机械手的结构,利用D-H参数法建立机械手运动学模型,对机械手的运动学正运动和逆运动进行求解与分析,并通过MATLAB软件仿真对机械手的运动特性进行分析。结果表明,该机械手的运动平稳,运动特性良好,验证了机器手参数的合理性,为机械手的后续轨迹规划、控制等设计提供了重要参考。该方法大大提高了设计效率,亦适用于其它非冗余关节型机械手的运动学分析。     

并联机械手实验装置研制

研制了一种并联机械手装置,并对两台并联机械手对击小球的过程进行了研究。分析了该机械手的运动学问题,推导出其位置方程、速度方程。对机械手的运动和小球的运动建立了数学模型,并对机械手的位置、速度、角速度和运动轨迹进行仿真和试验。试验表明,该装置性能稳定、运动过程安全可靠,满足相关科研和教学使用要求。     

轻型液压平动搬运机械手研制

设计了轻型平动搬运机械手的手部、腕部以及伸缩臂的机械结构,并选用液压驱动控制方式控制机械手的旋转和抓放动作。在液压传动机构中,机械手的手臂伸缩采用伸缩油缸,手腕回转采用回转油缸,立柱的转动采用齿轮齿条油缸,机械手的升降采用升降油缸,夹持器的夹持采用夹持油缸。同时,对机械手的力学性能进行了分析,结果表明本机械手可以实现空间抓放物体,动作灵活多样,结构紧凑,重量轻,效率高。     

三自由度机械手的仿真研究

分析介绍了机械手的结构组成及工作原理,利用D-H法对机械手的运动特性进行了数学分析,基于SolidWorks建立机械手的三维模型,并将其导入ADAMS之中模拟各个关节在极限速度下的工作状况,得到了各零部件的运动特性参数曲线并分析其运动规律。介绍了利用ADAMS求解机械手运动学逆解的方法在此基础上联合MATLAB对机械手的跟踪性能进行仿真研究,结果表明机械手具有良好的跟踪特性,仿真的结果为机构的优化设计和样机制造提供了参考。     

危险弹药机器人机械手运动学仿真分析

运用D-H方法建立危险弹药机器人机械手运动学模型;采用蒙特卡罗方法求解机械手末端执行器的位置向量集合;在Matlab环境下,用点云图描绘出机械手工作空间。运用Robotics Toolbox对机械手进行运动学仿真,仿真出机械手末端执行器运动轨迹曲线、关节运动曲线和速度曲线,从而验证参数设计的合理性,也为进一步研究机器人的动力学、轨迹规划打基础。     

五自由度电液伺服机械手运动控制系统研制

针对电液液伺服机械手在实际应用过程中存在运动精度低、运动平稳性差,控制模型存在非线性的问题,利用电液液伺服机械手具有负载能力强,能量密度大的优势,对机械手运动控制系统进行了研制。首先采用闭链矢量法对TCP进行了准确的位置矢量表示;其次,引入5阶B样条插值方法和改进型粒子群优化算法,得到了连续的TCP空间位移轨迹,实现了TCP位置的最优轨迹规划;最后,引入常规PID,IL-PID,NDI等控制策略,采用分级控制管理方案,实现了机械手各关节的运动控制,并利用5自由度电液伺服机械手进行了仿真和实际实验。研究结果表明:该运动控制系统能够准确地控制机械手在高负载,高精度要求下进行规定运动。     

基于ADAMS轴承转运机械手运动学分析仿真

利用UG建模软件对四自由度轴承转运机械手进行实体建模。采用笛卡尔坐标系,通过齐次坐标变换对四自由度轴承转运机械手建立运动学模型,并对轴承转运机械手进行正运动学和逆运动学求解。将机械手模型导入ADAMS中转化为虚拟样机进行运动学仿真,分析了四自由度轴承转运机械手仿真结果的运动规律曲线。仿真结果验证了四自由度轴承转运机械手运动学方程的正确性,并获得了机械手运动时施加在滚动滑车和悬臂横梁的作用力。     

工业机械手基本知识讲座 第五讲 机械手的电气控制(上)

一、概述机械手的电气控制系统是机械手的一个重要组成部份,它按照机械手的具体工作要求指挥机械手按照既定的规律进行运动。机械手需要控制的参数通常有工作顺序、运动轨迹、动作时间和速度等,利用这些参数便可定量地表达机械手的运动特征。机械手的运动,是由对机械手提出的具体工作要求决定的,这通常有二种情况:一是专用机械手。这类机械手往往是根据具体的设备和专门的用途     

工业机械手基本知识讲座 第五讲 机械手的电气控制(上)

一、概述机械手的电气控制系统是机械手的一个重要组成部份,它按照机械手的具体工作要求指挥机械手按照既定的规律进行运动。机械手需要控制的参数通常有工作顺序、运动轨迹、动作时间和速度等,利用这些参数便可定量地     

自动线机械手位置高速并联控制技术研究

为了提高自动线机械手的控制稳定性,需要进行机械手位置的高速并联调节控制。针对传统的反演控制算法存在输出误差大的问题,提出一种基于变结构比例-积分-微分(PID)模糊控制的自动线机械手位置高速并联控制算法。构建自动线机械手位置高速并联控制对象模型,进行控制约束参量分析,采用扩展卡尔曼滤波算法进行位置参数调节和融合处理,以提高参数的整定性,采用自适应的变结构模糊PID算法进行自动线机械手位置高速并联控制律设计,结合Lyapunov函数进行稳定性分析。实验结果表明,采用该算法进行自动线机械手控制稳定性较好,输出位置参数的误差较低,具有很好的控制稳健性。     

救援机器人中机械手运动轨迹的计算仿真

机械手是救援机器人的执行部件,救援作业主要依赖于机械手的运动。以自行研制的救援机器人为研究对象,建立正运动学方程,求解出机器人各运动构件与末端执行器在空间的位置关系,并在ADAMS中建立机械手参数化虚拟样机,对运动轨迹进行仿真。与计算结果对比验证,证实了采用ADAMS仿真技术对运动学方程解验证的可行性。     

易碎叶腊石块生产装配机械手结构的实现及运动控制

根据人造金刚石合成原料——叶腊石块生产工艺要求,设计了一种用于易碎圆柱内壁件作业的内撑式抓取与下压装配机械手.该机械手将抓取物件和装配物件动作一起完成,将按压动作的结构设计为桶状手掌,把抓取转运动作的内撑式圆弧三手指嵌套在桶状手掌的内圆柱面内,通过指掌联合完成在狭窄空间内的装配作业.在介绍机械手整体结构的基础上,讨论了推送气缸的选取及气压控制系统;研究了采用不同运动规律控制机械手转运作业时对作业过程稳定性的影响.通过对运动规律的理论分析,以及对机械手转运作业过程采用Adams进行运动仿真,表明采用修正梯形运动规律控制机械手的转运运动,可以获得较好的运动性能.研究结果为改良机械手系统的运行奠定了一定的基础.     

直驱手运动解耦与插值算法研究

针对直驱机械手的运动控制及轨迹插值问题,进行了相关控制算法的研究。首先,对直驱机械手的机械结构进行了分析,对其各个主要运动部件的特征进行了阐述;其次,对其进行了运动学建模,建立了关节空间与笛卡尔空间的映射关系,通过数值法对机械手的运动解耦问题进行了求解,并分析了此方法相较于传统方法的优越性;再次,采用S曲线结合三次样条插值对机器人进行笛卡尔空间的轨迹插补,目的是得到一种更加可靠的控制方法;针对S曲线介绍了规划过程中各个参数的求解和适配方法,并基于数值积分的B样条求解方法实现曲线拟合;最终,通过MATLAB仿真平台对算法的有效性进行验证。