微小型救援机器人机械手设计

根据复杂工作环境下微小型救援机器人的工作特点,设计了一种机器人机械手。依据机械手的关节空间和工作范围设计了机械手的结构,分析了机械手的受力情况,通过简化模型计算驱动力,选择合适的传动方式和壳体及齿轮材料,进行了三维实体建模,为机械手的仿真分析提供了必要的样机模型。实际应用证明,设计的机械手满足设计要求,能够实现预期目标。     

基于Matlab的七自由度机械手逆运动学分析及仿真

首先使用Denavit-Hartenberg法对机械手进行建摸并对其运动学数值进行计算。然后用Robotics Toolbox机器人工具箱编写该机械手的逆运动学程序。通过仿真,得到了各个关节时间与运动的关系图和运动轨迹图,实现了预定目标,验证了设计参数的正确性和可行性。     

Stanford机械手运动学仿真模拟

针对Stanford机械手,在Windows平台上,采用Visual C＋＋及OpenGL图形库,开发研制了Stanford机械手运动的三维动态模拟软件,对机械手在可行的运动空间中进行运动学仿真模拟。提供了一种在可视化环境下,直接研究机械手的运动关系、空间轨迹的手段。     

绿篱苗木修剪机械手运动学分析及仿真

针对人工对绿篱进行修剪造型时存在的效率低、劳动强度大的缺点,提出了一种能够对绿篱苗木进行几何造型的六自由度绿篱苗木修剪机械手,并通过D-H矩阵理论对修剪机械手的运动学正、逆解进行求解。此外,基于Pro/E与ADAMS的联合仿真技术对机械手进行三维建模及圆球造型的仿真。仿真结果表明刀具运动轨迹与预定的理论轨迹重合,证实了运动学方程的正确性,也说明了机械手进行几何造型修剪的可行性。仿真过程中腰关节、肩关节、肘关节、小臂转动关节、腕部回转关节及腕关节的最大角加速度分别为3.8°/s2、7.2°/s2、2.3°/s2、6.7°/s2、10.4°/s2及3.7°/s2,数值较小,说明机械手运行平稳。通过对修剪机械手建立运动学方程以及仿真分析,可以得到其运动规律及动力参数,为实际样机的研制奠定理论基础。     

双机械手运动学分析及仿真研究

双机械手运动学方程的建立及作业空间的分析是对其进行准确控制的基础,本文应用D-H变换矩阵法建立了双机械手的运动学模型。解决了机械手末端执行器的笛卡尔坐标空间位姿与机械臂各关节变量之间的转换关系。采用Matlab对机械手的作业空间进行分析,并进行了仿真实验。通过仿真实验验证了本文求解的运动学模型的准确性及有效性。     

七自由度仿人机械手的逆运动学分析

对一种7自由度仿人机械臂进行了运动学分析,在求出正运动学问题的基础上,运用位姿分离的方法对其逆运动学进行了运算。这种方法计算量比较小,适合实时控制。在MATLAB环境下,用Robotics Toolbox工具箱对该机器人的逆运动学、运动轨迹等进行了仿真,验证了计算的正确性。     

机器人操作臂逆运动学分析

在很多机器人应用问题中,人们感兴趣的是操作臂末端执行器相对于基础坐标系的空间描述。文章结合实验平台——5DOF操作型机器人,主要用D-H表示法研究了关节变量空间和末端执行器位置和姿态之间的关系,即运动学逆问题。     

一种改进BP算法在机械手逆运动学中的应用

通过对传统BP算法的分析，提出了一种改进激励函数的学习方法，并且在神经网络的每一层采用不同的学习速率，以提高训练速度；采用所提出的改进BP算法，训练多层前向神经网络，建立机械手逆运动学模型，仿真结果表明了该算法的有效性；与传统BP算法相比，大大提高了机械手逆运动学的精度。     

深井救援机械手的机构设计

救援设备的性能特点直接影响救援的效率和成功率,针对深井掉人事故的救援问题,提出了一种快速、高成功率的深井救援机械手代替消防人员实施井下营救．描述了机械手的总体设计方案,设计了机械手的定位、调位和夹持3个主要机构,阐述了井下人员在不同状态下机械手的工作过程,该机械手丰富了深井救援装备的研究成果．     

机械臂逆运动学避障最优求解算法

针对多自由度机械臂在障碍物环境下逆运动学求解存在多解性和碰撞问题,提出了一种将碰撞检测算法、最短行程方法与差分进化算法相结合的具有避障能力的机械臂逆运动学最优求解算法。首先,以六自由度机械臂为研究对象,对机械臂和障碍物进行建模,并建立求逆运动学解的目标函数,目标函数由末端执行器位姿误差函数、目标角度与初始角度之间的变化量函数、碰撞检测函数加权求和组成;其次,利用差分进化算法对目标函数进行最优求解,为了减小函数权重对求解速度和精度的影响,设计了一种自适应权重优化算法,使得求解关节角度在优化求解初期快速达到最短行程位姿角度附近,而在优化求解后期具有更高的求解精度,即可求得具有避障能力、行程最短且高精度的最优逆运动学解;最后,以UR5机械臂为例,通过MATLAB软件中的Robotics Toolbox工具箱对所提算法进行仿真验证,验证了所提算法的有效性。     

一种求解冗余机械臂逆运动学的自适应动态差分进化算法

针对冗余机械臂逆运动学难以直接求解且具有多解的问题,提出一种基于改进差分进化算法的逆运动学求解方法.以KUKA LBR iiwa七自由度机械臂为研究对象,验证该方法的有效性.针对基本差分进化算法易陷入局部搜索问题,引入自适应变异操作和随机变化交叉操作,使算法可根据迭代进程调整搜索强度.基于Denavit-Hartenb...     

移动机械手运动学模型及其操作度

对3自由度移动平台以及固定在其上的4自由度机械手组成的差动驱动式移动机械手进行了运动学分析,得出基于雅克比矩阵的统一运动学微分方程,最后对移动机械手及移动平台的可操作性进行了分析,得出了当机械手处于某种构形的时候,移动平台的运动对机械手的操作性无贡献.     

4自由度串联式机械手轨迹运动学的分析

为了实现4自由度串联式机械手的轨迹控制,为实验室设计一种4自由度串联式机械手的结构,基于D-H坐标变换理论,建立了该机械手位置运动学模型,研究了该模型的正、逆解问题。通过计算机仿真,验证了该模型及其正解的正确性。以此为基础,分析了该4自由度串联式机械手的工作空间,并导出该模型逆解的解析式,为实现该机械手的轨迹的精确控制奠定了基础。     

并联机器人机床运动学正,逆解

基于一般ＳＴＥＷＡＲＴ机构研制的并联机器人机床是新一代智能化金属切削加工机床。然而，机床的运动学位置正、逆解呈强非线性，求解困难，出于机床精度的需要，本研究的模型样机在结构上采用了滚珠丝杠传动，因此又带来了关节运动耦合，导致机床运动学位置正、逆解求解更加复杂。利用运动学等效的原则，引入整机等效串联机构及分支等效串联机构，以等效广义坐标为中间变量建立机床运动学正、逆解求解迭代算法。仿真与控制实验表明     

空间4-UPU并联机器人的运动学研究

运用自然坐标法研究了空间4-UPU（万向铰-移动铰-万向铰）并联机器人的运动学正解问题．通过共用并联机器人两两构件间的公共点或公共向量的笛卡尔坐标减少自然坐标的数量,从而简化了整个分析过程．在用自然坐标法处理多体机器人系统时,由于变量仅仅引进了末端执行器上关键点的笛卡尔坐标,因此,约束方程或者是二次的或者是线性的,这就使得并联机器人的运动学分析中不会出现任何超越函数．该建模过程方法简单、统一,非常有利于计算机编程处理．     

Inverse kinematics model of parallel macro-micro manipulator system

An improved design, which employs the integration of optic, mechanical and electronic technologies for the next generation large radio telescope, is presented in this note. The authors propose the concept of parallel macro-micro manipulator system from the feed support structure with a rough tuning subsystem based on a cable structure and a fine tuning subsystem based on the Stewart platform. According to the requirement of astronomical observation, the inverse kinematics model of this parallel macro-micro manipulator system is deduced. This inverse kinematics model is necessary for the computer-controlled motion of feed.     

一种新型三自由度并联机构逆运动学及其工作空间分析

以一种新型三自由度并联机构2-RPU&SPR为研究对象,对其逆运动学及工作空间进行分析.首先,利用矢量法对其逆运动学进行分析,推导出机构位置反解的显式数学表达式;随后,利用极限边界搜索法,根据并联机构位置反解及其它约束条件,获得其工作空间,最后通过数值仿真对逆运动学数学模型以及机构工作空间搜索方法进行了验证.     

3-RRRT并联机器人的位置正解研究

本文介绍了一种新型3-RRRT并联机器人的特点,推导了该机器人的位置反解方程,获得了其位置反解,采用数值方法给出研究了该并联机构的运动学正解.运用Matlab软件计算进行了验证.     

面向重大自然灾害的救援装备研究现状及发展趋势

随着地震、地质及洪涝等自然灾害多发频发,救援装备成为救灾应急力量体系的重要组成部分,中外围绕高机动、多功能、模块化、轻量化救援装备展开了深入的研究和应用。从快速抵达、救援处置、装备转场、协同救援及解决救援现场最后一公里的难题对中外的救援装备进行了论述,同时对中外救援装备的特点和性能进行了对比分析,提出了现有救援装备面临挑战问题,在此基础上提出了救援装备发展的方向和发展趋势,同时对救援机器人的发展进行了展望,以期对中国的应急救援装备的发展和处置能力的提升提供参考和借鉴。