消元法在开链机器人运动学逆解中的应用

用指数积公式法表示开链机器人的运动学方程，将吴消元法引入运动学逆问题的求解。通过吴消元法的特征列思想和符号运算的结合，实现了开链机器人运动学逆解的解析计算。结合实例说明了吴消元法在开链机器人运动学逆问题求解中的有效性。     

旋量理论和消元法在类达芬奇手术机器人逆运动学求解中的应用

由于达芬奇手术机器人构型特殊,不满足逆运动学解析解的存在条件,传统的运动学建模方法无法求出机器人逆运动学解析解.针对一种类达芬奇手术机器人构型,提出了一种结合旋量理论和消元法相结合的全新运动学建模方法,运用该方法成功求解出类达芬奇手术机器人的逆运动学解析解,解决了类达芬奇手术机器人精确解析解的求解问题.并通过MATLA...     

机器人仿真系统运动学逆解算

对目前应用的机器人运动学方程进行分析研究，揭示了采用传统运动学建模方法建立的运动学方程中存在的问题，并提出了改进措施。结合遥操作机器人仿真系统进行计算机仿真，结果表明了改进措施的正确性。     

机器人仿真系统运动学逆解算

对目前应用的机器人运动学方程进行分析研究 ,揭示了采用传统运动学建模方法建立的运动学方程中存在的问题 ,并提出了改进措施。结合遥操作机器人仿真系统进行计算机仿真 ,结果表明了改进措施的正确性     

神经网络在机器人逆运动学中的应用

研究了3种BP网络改进算法在机器人逆运动学中的应用。采用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，所提方法可以满足机械手逆运动学解的精度，确保快速达到全局收敛。     

RBF网络在PUMA560机器人运动学逆解中的应用

介绍了RBF网络及RBF网络基函数中心选取的重要性,将进化优选算法用于网络中心的选取.并利用D-H方法对PUMA560机器人进行研究,将正运动学推导结果作为训练样本.采用6个相同的12输入、单输出的RBF网络,实现PUMA560机器人运动学逆解计算,利用该方法大大减少了传统方法中的公式推导.计算结果表明,用RBF网络解决机器人运动学逆解问题精度高,收敛速度快.     

机器人仿真系统运动学逆解算方法分析

对目前应用的机器人运动学方程进行分析研究，对采用传统运动学建模方法建立的运动学方程中存在的问题，提出了改进措施。结合遥操作机器人仿真系统进行计算机仿真，结果表明了改进措施的正确性。     

基于Dixon-Sylvester法的一般5R串联机器人逆运动学分析

提出了利用三角正余弦函数形式的 Dixon和 Sylvester导出方程组进行线性消元的方法 ,该方法可得到既不引进增根又不失根的一元高次方程或一元高次超越函数。用此法对 5 R串联机器人的逆运动学进行分析 ,仅用 3个原始运动学方程 (传统方法用四个方程 )导出了只含一个变元的三角正余弦方程 ;该方法给出了 5 R机器人逆解一解、多解的统一求解模式。本文所提出的方法对一般空间和平面机器人逆运动学分析具有普遍意义     

基于运动耦合结构的并联机器人运动学正逆解

根据运动学等效的原则，在并联机器人中引入等效串联机器人及分支等效串联机器人，以等效广义坐标为中间变量建立并联机器人运动学正道解求解算法。该算法能有效处理结构带来的运动耦合，并且规划的软件具有自动生成迭代初始点、避免多解性以及便于实际应用等特点，从而为并联机器人的结构设计与创新提供了理论支持。     

基于BP网络的MOTOMAN机器人运动学逆解研究

探讨了BP网络在MOTOMAN机器人在运动学逆解中的应用。利用正解的结果作为训练样本，通过逐次训练6个输入节点、2个隐层、单输出节点的BP网络得到机器人从工作空间到关节空间的非线性映射，从而实现运动学逆解计算。     

MATLAB环境下六自由度焊接机器人运动学逆解及优化

通用工业机器人运动学方程有多组逆解,而机器人系统最终只能选择其中的一组解来驱动机器人进行工作,因此需要对多组逆解进行选择优化后作为机器人的最优解。由于逆解的求解过程非常复杂,因此通过分析焊接机器人的正、逆运动学求解过程,提出用MATLAB GUI编程来自动求解机器人的多组逆解,并采用最短行程的原则自动寻找机器人的最优解。与其他方法相比,该方法简单明了,计算速度快。最后给出两组计算实例来验证计算机求解结果的正确性。     

几何的6R串联型焊接机器人运动学逆解算法

对满足后三个关节轴线相交于一点的6R串联型焊接机器人,最多具有8组封闭逆解,而其求解方法很多。几何算法求解过程直观简单,几何意义明确,但目前相关文献中的几何算法大都不完整,基本是前三个旋转角度用几何算法,后三个旋转角度用其它方法。依据焊接机器人的实际工况,将机器人2、3连杆的位形和的正负相组合,把运动学逆解分成四类,每类具有明确的几何意义,用几何的方法求解各类对应的关节角度,得到4组封闭解,简化了复杂的轨迹规划。通过对OTC-NB4焊接机器人的实例求解,验证了算法的正确性和具有非常高的精度。     

基于旋量理论和Paden-Kahan子问题的6自由度机器人逆解算法

机器人逆解中运动学模型的建立主要采用Denavit-Hartenberg(D-H)参数法和旋量法。D-H参数法相对成熟,在机器人运动学分析中得到广泛应用。旋量法实际应用相对较少,但旋量法中机器人各连杆坐标系相对于底座建立,具有明确的几何意义。基于旋量法建立起的机器人运动学模型,其逆解常采用Paden-Kahan子问题方法加以求解,单纯的Paden-Kahan子问题法只能解决低自由度机器人的逆解。针对后三个关节相交于一点的6自由度关节机器人,基于旋量理论建立起机器人运动学模型,利用经典消元理论和Paden-Kahan子问题相结合的方法,提出一种机器人运动学逆解算法,并给出此类机器人运动学逆解的显式求解结果。以库卡KR-150机器人为例,利用该算法进行运动学逆解,验证了算法的正确性。     

工业机器人运动学逆向建模

针对工业机器人在缺乏运动学参数的情况下,进行机器人运动学逆向建模的研究,给出了机器人机座坐标系位置及杆件参数的识别方法,建立了机器人的运动学方程。并分析了计算的末端位姿与示教器显示末端位姿存在的偏差,指出从机器人示教器上读出的关节转角数据存在舍入误差,采用遗传算法分别以位置误差和位姿误差为目标函数进行了辨识。辨识结果表明,以位姿误差为目标函数来辨识关节转角误差的辨识结果是准确的。试验结果表明,提出的机器人运动学逆向建模方法是有效的。     

虚拟环境下基于逆运动学的电缆建模与仿真技术

为了提高电缆的装配效率,提出一种虚拟环境下电缆几何模型的建模与仿真方法,将电缆模型看作是由一组刚性杆件通过关节串联而成的机器人操作臂,根据末端与始端的相对位姿,利用逆运动学原理反求各杆件的最终形态。最后,利用过控制点的B样条曲线对电缆模型进行光滑处理,逼真地模拟电缆的实际形态。结果表明,该方法可以实现电缆的变形仿真,且计算时间量不大,满足虚拟环境的实时性要求。     

6—3型Stewart平台并联机构的运动学正解

针对6—3型Stewart平台并联机构运动学正解的问题,提出了一种新型的快速数值解法,该数值法能得到一个精确的惟一解。该方法主要是利用了6—3型Stewart平台的运动学反解的一些特性,得到一个有关杆长的微变量与动平台的微变量之间的线性方程式。再通过叠加杆长的连续的微小变量,得到6—3型Stewart平台的运动学正解。最后以反解为已知条件,通过算例进行了验证。同时采用Mathematica符号软件来提高求解位姿的计算效率。     

双横臂悬架运动学特性设计分析

为了提高汽车的操纵稳定性、行驶平顺性等性能,通过对"平方和加权法"及"目标规范法"进行的理论分析以及优化结果对比,优选运用"目标规范化方法"建立综合优化目标函数。应用多体动力学仿真分析方法,对前轴双横臂悬架进行三维建模以及运动学仿真分析,选取适当的硬点坐标作为设计变量,以前轮定位角及轮距的变化为目标进行运动特性优化设计。优化后使得悬架运动特性有了显著的优化提高,有效地缩短了产品开发周期,减少试验成本。     

基于MATLAB和RobotStudio的6-DOF机器人运动学分析与仿真

针对船体密封舱、箱柜等狭窄空间普遍存在的机器人难以工作问题,提出了一种新型6-DOF(degrees of freedom)机器人。首先分析了该机器人的机械结构,基于D-H坐标理论建立了机器人D-H坐标表格以及机器人正、逆运动学方程,其次应用MATLAB对机器人的运动学进行了仿真,结果表明所得的机器人正、逆运动学方程完全正确;最后设计了虚拟样机,利用RobotStudio仿真分析了机器人箱体焊接的优点;为进一步验证设计的机器人运动性能,与通用6-DOF机器人做了对比分析。研究结果表明新型机器人运动的可行性,为设计适应箱柜等狭窄空间的工业机器人提供了理论依据。     

一种高精度求解多轴机器人逆运动学的方法

提升多轴机器人逆运动学的求解精度与速度是保证机器人轨迹规划与实时控制性能的基础,也是机器人领域密切关注的难题。提出一种高精度、高效率地求解3至6R串链机器人逆运动学的方法。首先,将用于描述机器人位置与姿态的旋转变换阵与单位四元数采用半角正切的形式表达,建立与关节角度无冗余的机器人位姿方程。其次,分析Dixon结式求解多元高阶多项式的方法,将其应用于求取3R与一般6R机器人的逆运动学解析解。利用多项式环的特性处理矩阵,能够有效避免计算奇异性的产生。通过分析以矢量表达的Dixon矩阵,消去矩阵中的一些无效项,降低矩阵的阶数,避免阶次组合爆炸问题的发生。仿真实例表明,任意可达姿态下,6R机器人的逆运动学解一般能达到8组,这一多解的性能提升机器人的灵巧度。一般6R机器人逆解的单次计算时间不高于4ms,位置及姿态误差(相对)均小于10^-15,验证所提出的逆解方法的实时性和精密性。本文所做工作为精密操作机器人的运动学研究提供了理论依据。