画像机器人手臂运动学研究

1前言随着机器人技术研究的深入和发展,人们越来越倾向于研究类似于人类,能够模仿人类特定行为的类人机器人。书写和绘画是人类的重要特征之一,因此研制能模仿人类的书写和绘画功能的机器人是人类的愿望之一。机器人要模仿人类的书写和绘画离不开机构设计。对于画像机器人来说,最重要的是多自由度机器人手臂的机构设计,因此,对画像机器人的手臂进行研究,具有重要的实践价值。2设计准则(1)根据画像机器人的设计要求和项目目标,从结构仿人和运动功能仿人的要求出发,提出了机器人画像手臂应该具有的自由度数是:上臂和前臂各设置1个转动自由度,…     

基于改进PYR型全方位关节的7自由度仿人手臂设计

在总结７自由度仿人手臂机器人设计与研制经验的基础上,针对ＰＹＲ关节刚度对机器人精度影响,以及关节结构优化设计问题,提出用实现关节力封闭的刚度保证器提高关节刚度,通过改进齿轮结构实现进一步小型化。从而实现ＰＹＲ型全方位关节高刚度、小型化设计。基于该关节给出７自由度仿人手臂机器人设计。     

钢丝绳传动5自由度机器人机构设计

提出一种用于物流系统的5自由度移动机器人系统,并对系统组成与功能进行了详细讨论。该系统机械臂由一种简洁高效的新型钢丝绳传动机构构成——行星8字形缠绕方式,整个结构紧凑高效,在减轻质量的同时提高对外做功的能力,并且解决了环形缠绕会产生的运动耦合联动问题,同时增加了关节的运动范围。还介绍了该系统的其他一些具体结构,如手部的丝杠螺母结构、钢丝张紧结构等。该新型钢丝绳传动结构在机器人研究方面具有一定的参考价值。     

5自由度机器人手臂三维建模及运动仿真

介绍了机器人的研究现状和发展趋势,通过Pro/Engineer软件建立了结构简单的娱乐型5自由度机器人手臂的3D模型并进行了手臂的运动仿真。本课题中机器人手臂的结构设计及仿真,为机器人手臂的设计提供借鉴和参考依据。     

仿人机器人腰机构控制及分析实验平台研究

介绍了一种新型的仿人机器人两自由度腰部结构,给出了该机构两个伺服电机的PID控制策略,建立了基于PC机CAN卡的网络控制平台,该平台可实现腰部机构的实时控制及实时机构控制响应特性分析,该平台还具有扩展性强、成本低的特点.     

可交互式面部表情机器人系统设计

面部表情机器人在国内研究还处于初级阶段。以模块化机器人套件为平台,设计了一个可交互的面部表情机器人,可以实现机器人头部的运动包括颈部左右旋转、上下点头、眼球转动、眉毛挑动、嘴巴张合等,进一步以实现各种动态表情,比如唱歌、大笑、微笑、忧郁以及与人对话等,从而表达机器人内在情感状态,最终使机器人能通过丰富生动的表情与人进行自然流畅的情感交流,为研究人机交互提供了可能。     

基于PMAC的仿人按摩机器人手臂控制系统设计

仿人按摩机器人手臂是按摩机器人的重要组成部分,其控制系统是中医按摩机器人完成按摩位置精确定位的关键因素。为了实现对仿人按摩机器人手臂精确控制,基于PC+PMAC运动控制卡设计了仿人按摩机器人手臂控制系统。通过PC与PMAC运动控制卡之间的通信对PMAC运动控制卡进行参数设置以及PMAC运动控制卡的PID控制器参数的优化。基于VC++软件开发平台设计了控制系统软件。仿真及实际应用效果表明,设计开发的仿人按摩机器人手臂控制系统实现了对手臂的控制,达到了设计要求。     

仿人按摩机器人手臂结构设计及改进

仿人按摩机器人手臂是以传统中医按摩理论为基础,结合机器人定位精度高,按摩力量精确可控,动作可准确重复,不会产生疲劳等特点,构建了中医按摩机器人平台。机器人手臂是仿人按摩机器人的关键,在深入研究按摩机器人手臂的工作机理基础上,充分考虑手臂的材料、结构和刚度以及手臂反应的灵活性、稳定性、安全性、拟人化等要求,对大臂、肩关节、肘关节、小臂、手腕等关键环节进行了设计及改进。经过性能对比分析,设计的仿人按摩机器人手臂达到设计要求。     

机器人手臂连杆放大机构的设计与分析

结合一种机器人手臂的研制设计，简单介绍了铰链四连杆比例放大机构的工作原理，并通过对具体结构参数的分析、说明四连杆比例放大机构在机器人手臂设计中的应用。     

机械式娱乐机器人手臂联动机构的设计与研究

针对目前娱乐机器人多自由度手臂机构设计存在成本高、发展速度缓慢等问题提出机械式手臂联动机构,即利用六杆机构实现手臂前、后、左、右同步或交错摇摆,从而完成鼓掌、欢呼的动作。将优化设计思想与Matlab相结合,利用外惩罚函数法对两次简化后的手臂异步联动进行建模优化,求解出参数并用分支定界法确定杆件参数;利用控制变量法对手臂同步联动进行参数优化,以SolidWorks、ADAMS软件为工具,建立其仿真模型,进行运动学仿真,结果显示,优化设计的六杆机构异步联动行程比系数最优、同步联动两臂相位差最小,能很好地满足机器人手臂娱乐需要。最终从六杆机构参数映射到手臂联动机构,为娱乐机器人手臂联动机构的设计和计算提供参考。     

工业机器人模块化设计研究

介绍了工业机器人模块化设计的概念,并且详细阐述了这种设计方式的过程及其对比传统设计方珐的优势,指出了模块化设计的关键技术是模块的划分和集成。以50kg负载工业机器人的设计为实例,对这一设计思路加以说明。     

输电线路除冰机器人竖直摆臂机构研究

研制除冰机器人代替人工方法进行导线除冰具有重要的应用前景。分析了除冰机器人前(后)臂运动特点,得到竖直摆臂机构的设计要求。根据竖直摆臂机构设计要求,采用四杆机构实现竖直摆臂运动。基于四杆机构的封闭性,应用解析法进行了四杆机构的机构综合,并用实例说明其应用。除冰机器人实验样机验证了四杆机构综合方法是正确的,四杆机构式竖直摆臂机构满足机器人的运动所有要求。     

喷浆机器人大臂机构仿真设计

运用计算机运动仿真技术,建立仿真数学模型,编制计算机仿真程序,分析了喷浆机器人大臂机构各杆件在工作中的运动范围,确定它们各自的形状与尺寸及其安装方式,验证了优化设计的理论结果,克服了常规方法效率低、成本高等缺点,得到了可靠的结果.     

基于模糊AHP的步行机器人设计方案评价体系研究

正确分析和评价仿人步行机器人的系统设计方案,对于仿人步行机器人的研究与应用有着重要的意义,对我国仿人步行机器人的产业化进程有着重要的影响.针对仿人步行机器人的各种应用需求和技术特点,利用AHP提出一种仿人步行机器人系统设计方案的多目标、多层次的评价指标体系,用FAHP法求其指标权重,并运用模糊综合评价模型对仿人步行机器人设计方案进行了综合评价.该模型为客观评价机器人设计方案提供了有效手段.     

新型四足步行机器人的腿机构设计

结合腿部机构的典型姿态,规划了四足机器人的合理步态。依据设计参数,运用三维模型软件UG建立了四足机器人的三维实体模型,导入ADAMS中添加约束和动力,进行运动仿真。仿真试验结果表明机构运动中腿部所受冲击力过大,因此进行机构方案改进,重新设计了小腿机构。改进的机构试验表明,四足机器人的腿部受力明显得到了改善,从而机构的设计得到了优化。     

管道机器人自带线缆机构设计与分析

有缆管道机器人工作距离较近,且容易在破损的管道中出现卡死的情况,在分析了这些缺点的基础上,提出了自带线缆管道机器人的整体机构设计和绕线器的机构设计,并对其行进距离进行了分析。为了使计算结果更加明显,选择的自带线缆机构所携带的线缆的长度为25米,通过计算自带线缆机器人和普通管道机器人的极限行进距离,得到前者比后者多行进10～12米的结果。结果显示,当机器人安装该机构时,其行进距离会大大的增加。     

关节式爬管机器人夹紧机构的优化研究

针对实现关节式爬管机器人夹紧机构的结构最优化的问题,应用三维造型软件SolidWorks建立了爬管机器人的虚拟样机,运用动力学分析软件ADAMS对该机器人的夹紧机构进行了运动仿真,通过ADAMS虚拟样机技术,检测了滚轮与管道的接触情况,优化了各个结构件的尺寸,完成了夹紧机构的优化设计,给出了夹紧机构动作的仿真曲线和优化路径曲线,得到了最优的数据结果。研究结果表明,当杆7所受的推力为65.041N时,该机器人能够稳定地运动,从而能够对电动机参数进行准确地选取,可为后期的实物验证打好基础。     

基于模块化设计方法的服务机器人结构设计

为了降低服务机器人的开发周期与成本,基于模块化设计方法,对服务机器人的机械结构进行了模块化划分,并对传动结构布局、传动实现、身体稳固性、模块化结构设计等内容进行了详细阐述。样机组装及实验结果表明,基于模块化设计方法的服务机器人产品开发周期短,其性能达到了设计要求。     

平面2自由度并联机器人的动力学设计

通过对平面二自由度并联机器人动力学的研究和系统存在耦合原因的分析,得出了机构设计的五点措施。采用这些措施对提高平面二自由度并联机构系统的动态特性、易控性,以及增强系统运行的稳定性和精度等都具有重要的作用。最后,通过两个算例验证了这些措施的可行性和效果,经过参数调整后的系统大大降低了驱动力矩和能耗。     

仿人面部表情机器人研究现状与展望

仿人面部表情技术在实现仿人机器人与人的情感交流上起着非常重要的作用.文中首先对美国汉森机器人技术公司和麻省理工学院、日本早稻田大学和东京理科大学,以及我国哈尔滨工业大学的表情机器人研究进行了分析比较.然后讨论了表情机器人研究在FACS理论、仿人头部机械设计和机器人情感等方面的关键技术.最后对表情机器人发展中亟待解决的问题及趋势做了展望.