一种8自由度空间机械臂运动学及工作空间分析

针对太空环境,提出一种带有移动副的8自由度机械臂,可完成太空环境中的设备维修、物品抓取等工作。通过标准D-H参数法,推导了8自由度机械臂的位姿变换矩阵和正运动学方程;利用MatlabRobotics工具箱,建立机械臂的仿真模型,将仿真模型与机械臂运动学方程进行对比验证;采用蒙特卡罗法对机械臂工作空间进行求解,绘制了机械臂末端执行器的工作空间点云图;通过Matlab对机械臂进行轨迹规划仿真研究,绘制运动过程中各关节的位移、速度、加速度变化曲线,验证了机械臂结构设计的合理性,为后续的研究工作提供参考依据。     

载体位姿不受控的空间机械臂非完整特性研究

载体位姿不受控的空间机械臂系统,其载体和机械臂之间存在角动量守恒方程约束。由于该约束是非完整约束,所以普通的固定基座机器人运动学理论不能直接用来解决这类空间机械臂系统的运动学问题,基于这类非完整性约束,推出载体位姿不受控空间机械臂的运动学方程,在速度层次上分析这类载体位姿不受控的空间机械臂的运动学问题,并进行由于非完整特性引起载体位姿干扰与奇异问题的仿真研究。     

轻型协作机械臂运动学及工作空间分析

针对OUR-2机械臂的构形特点,对其进行运动学及空间分析。采用D-H方法建立了OUR-2机械臂的连杆坐标系,得到了以6个关节角度为变量的正运动学方程,并用MATLAB robotics toolbox对机械臂的正运动学进行了仿真。基于蒙特卡洛法分析了机械臂的工作空间,并利用MATLAB编程得到机械臂末端的工作空间点云图。     

六自由度机械臂轨迹规划的研究

为对六自由度机械臂进行轨迹规划,首先确定对六自由度UR10机械臂进行运动学建模,以齐次变换表述机械臂位姿,在此基础上采用D-H参数法对该机械臂进行位姿分析,并建立UR10机械臂运动学的数学模型。通过MATLAB机器人工具箱建立模型并对其进行仿真研究,得到其关节位置、速度及加速度的变化图和末端轨迹,最后通过五次多项式插值的方法对关节空间进行轨迹规划。仿真结果表明:所建立机械臂模型运行平稳,模型建立正确。     

推力矢量控制机械臂运动规划及仿真

提出了一种将推力器置于多自由度机械臂末端,并对末端推力进行矢量控制的四自由度串联机械臂。首先,对推力矢量控制的理论意义及研究现状进行了简要介绍,并提出了研究方向;其次,对该串联机械臂的结构和连杆参数进行了分析,采用D-H参数法建立了该机械臂的运动学模型,并采用代数法求解出正向和逆向运动学方程;最后,利用MATLAB中的robotics工具箱仿真分析了该机械臂的工作范围,并通过算例验证了所求解的运动学方程的正确性。结果表明,该结构类型的机械臂可作为推力器,并通过推力矢量控制方法调整空间飞行器的位姿。     

五自由度镀膜机械臂的运动学分析与仿真

以5自由度自动镀膜机械臂为研究对象,运用改进D-H法建立机械臂的运动学方程,并利用数值分析法对正、逆运动学方程进行分析求解.通过Matlab软件中的Robotics Toolbox工具箱对5自由度自动镀膜机械臂建模,蒙特卡洛法工作空间仿真和轨迹规划仿真,得到机械臂的工作空间图和末端执行器的运动轨迹及各关节的角位移、角速...     

救援机器人双臂结构设计与运动学分析

基于救灾的复杂环境及实际工作要求,设计了一种新型救援机器人所搭载的双机械臂。利用D-H方法建立双臂的运动学模型,得出双臂末端点的位姿,并求出机械臂的逆解。把三维模型导入ADAMS中得到双机械臂的虚拟样机,对机械臂的虚拟样机工作区域进行求解分析,并通过机械臂模拟实际工作,得出其运动曲线,验证了所建运动学模型的正确性及设计结构的合理性。借助于MATLAB软件采用蒙特卡洛法生成双机械臂工作空间云图及协作空间,为确定机器人的构型、机械臂的长度优化提供了依据,仿真结果表明了机械手臂具备灵活作业的条件,同时为后期的双臂的轨迹规划及控制打下坚实的基础。     

考虑关节铰隙机械臂末端位姿精度的模糊控制

以空间3R含铰间隙机械臂为研究对象,考虑关节铰隙机械臂末端位姿精度的模糊控制方法。首先,利用D-H坐标变换法建立不含间隙和含间隙的机械臂运动学模型,分析铰间隙对机械臂末端位姿精度的扰动影响;其次,通过所建立的含间隙三维模型并进行运动学仿真,研究其位姿误差大小;再次,基于减小误差提高精度设计模糊控制器,通过角位移来补偿末端位姿误差,从而得出相应的角位移补偿量;最后,采用补偿后的角位移对含间隙模型进行运动学仿真分析,得出其补偿后的位姿误差。研究表明,采用模糊控制方法,机械臂在x、y方向上末端位姿误差明显减小,其控制效果较好,而在z方向上的误差也有所降低,可见,在模糊控制策略下,补偿后的角位移对关节铰隙机械臂末端位姿的精度误差有明显的减小作用。     

三维串并联机械臂的运动学分析

机械臂的串并联能有效的弥补机械臂单一的串联或并联在工作稳定性、工作空间等性能上的不足。根据人手臂的骨骼设计了一种三维串并联机械臂,并对串并联机械臂做了运动学和动力学分析,运用Lagrange方程作了进一步的分析;用ADAMS对三维中的机械臂的末端位姿(位移、速度及加速度)和位置(机械臂的角度)做了运动学仿真,以此来分析实际情况中机械臂运动情况。     

多机械臂协作空间分析与仿真

针对多机械臂协作系统模型的协作空间及奇异点问题,采用蒙特卡罗法和包络法进行分析.采用标准D-H参数法建立坐标系,在Matlab中建立机器人运动学模型,求出机器人的正运动学方程;采用蒙特卡罗法得到各机械臂的工作空间,采用包络法提取公共区域点,得到多机器人协作系统的协作空间及各个机械臂在协作空间内的关节角范围;提出了一种计...     

危险作业机器人机械臂设计及其运动学分析

从危险作业机器人的任务需求出发创新设计了一种带有平移自由度的六自由度机械臂,建立了机械臂的虚拟样机模型,机械手工作域的仿真分析表明较好的满足了设计要求。同时,运用D-H法建立机器人的连杆坐标系,进行了正向运动学分析,推导出机械臂的运动学方程以及手爪坐标系相对于基坐标系的位姿矩阵,针对运动学方程的特点,提出了解析法和基于正向运动学分析的可行解估计法相结合的试探搜索算法进行逆运动学求解,实例分析和编程验算表明该方法稳健可靠,计算精度和处理速度能够满足机器人实时在线控制的要求,并且可以应用于机器人轨迹规划和跟踪控制。     

基于旋量理论6自由度双臂作业系统正运动学与工作空间分析

机械臂的轨迹规划和控制的前提，是进行机械臂的正运动学分析。目前，主要的分析方法为D-H参数法。提出了一种比D-H法更快捷、更简单、利于计算的旋量理论方法。通过指数积公式对双臂作业系统进行运动学建模并建立正运动学方程。运用Simpack软件对双臂作业系统进行仿真分析，通过仿真的结果和正运动学方程所求解的结果对比，验证了通过旋量理论建立的正运动学模型的正确性。利用Matlab软件进行工作空间的分析，通过工作空间云图的对比，得到双臂作业系统的工作空间。     

双臂协作机器人动态精度设计及工作空间分析

针对双臂协作机器人在票据自动报销处理过程中,票据高速移动、翻转、高精度动态对位及机械臂完备工作空间设计等问题进行详细分析。通过D-H约定建立机械臂空间坐标系,求解相应正逆运动学方程,并根据正运动学方程求出机械臂末端工作空间云图,运用蒙特卡洛法遍历双臂相对距离取值范围,求取工作空间最大交会情况下双臂相对距离。对末端执行器不同对接位置进行仿真研究,分析末端执行器平均加速度波动情况,获得动态精度最优情况下的位置参数,为双臂机器人动态精度设计及精准控制奠定基础。     

基于MATLAB的四自由度机械臂运动学仿真研究

运用D-H法建立机械臂运动学方程,根据所求方程采用数值法进行分析,并用MATLAB软件对分析结果进行仿真,得到机械臂的可达工作空间图。用Robotics Toolbox对该机械臂的正运动学、逆运动学、轨迹规划进行仿真,得到各关节角的位移、速度、加速度与时间关系曲线,为后续机械臂控制系统设计、动力学分析以及轨迹规划等提供理论基础。     

6R机器人正运动学分析方法研究

6R机器人正运动学分析是指给定各关节的关节空间变量值,求解末端执行器在工作空间的位置和姿态。利用6R弧焊专用机器人的机械本体结构,在D-H坐标系和旋量理论坐标系下建立了末端执行器的运动学方程,利用MATLAB软件求解位姿矩阵;在虚拟样机软件中建立了机器人运动学模型,进行运动学仿真得到末端执行器不同状态下的位移曲线。并将三种方法所得末端执行器的位姿进行了比较,验证了这三种方法的正确性。研究结果为后续的动力学分析、轨迹规划奠定了基础。     

基于ADAMS的危险作业机械手工作轨迹分析

利用SolidWorks软件创建机械手的虚拟样机模型,采用D-H法对机械臂进行正向运动学分析和解算,为进一步验证解的正确性,运用ADAMS软件对机械臂运动特性进行仿真分析,得到了机械手处于2种抓取位姿时手爪形心随大臂俯仰的轨迹曲线,与经过正向运动学分析由Matlab绘制的曲线相吻合,这就证明了正向运动学分析的正确性。同时,基于ADAMS的机械手工作轨迹分析,为机械臂的优化设计及运动控制提供了参考依据。     

基于蒙特卡洛法六自由度机械臂工作空间研究

以六自由度机械臂作为研究对象,分析了机械臂机械结构特点,利用D-H法则完成了机械臂的运动学建模。采用蒙特卡洛法求解得出机械臂的工作空间,利用MATLAB绘制了该机械臂工作空间的三维点云图,并进行了位置分析。     

机械臂全工作空间域非参数约束位姿误差估算

针对机械臂全工作空间域位姿误差估算,提出了非参数化约束的运动学误差综合解算与动态估算方法。基于误差等效微分变量和多关节运动的连杆坐标系误差等效微分变换,构建了机械臂运动学动态非参数化约束的位姿误差模型。将多因素产生末端位姿误差归结为与关节转角变量有关的周期性动态函数变化,实现了机械臂综合误差的动态函数化描述。根据多连杆坐标系关节运动耦合规律,设计了多关节运动空间坐标系位姿在线解耦变换与补偿算法。全工作空间域验证实验中,误差估算值与测量值之间的位置坐标的最大绝对值偏差小于0.01 mm,姿态角的最大绝对值偏差小于0.03°。实验结果表明,该方法可提高机械臂全工作空间域位姿误差估算的精度与可靠性。     

六自由度机械臂运动学及奇异性仿真分析

针对六自由度串联机械臂的运动问题,对机械臂运动学数学模型、末端位置误差、机械臂奇异形位等方面进行了研究。针对机械臂的运动学模型问题,基于D-H法建立了机械臂的正逆运动学模型,并利用Matlab建立了运动学模型的仿真验证程序;利用该模型,通过给定关节转角误差,对机械臂末端位置误差的敏感方向进行了仿真分析;通过推导其末端雅可比矩阵,分析了机械臂在工作空间内的奇异形位。研究结果表明:机械臂运动学模型结果与实际结果误差很小,验证了运动学模型是正确的,并且机械臂存在两个极限位置奇异。     

擦桌机器人的运动学分析与仿真

为了保证擦桌机器人工作的稳定性,以自行研制的擦桌机器人为研究对象。通过对擦桌机器臂的结构进行分析,运用D-H坐标表示法建立机械臂数学模型,应用MATLAB对该模型建立的机械臂正向运动学方程,仿真得到擦桌机械臂的工作空间,为后续研究擦桌机器人的动力学和控制提供理论基础。