一种串联机器人约束力的计算方法

针对串联机器人关节约束力的计算问题,在传统的动力学模型的基础上,引入解耦的自然正交补的概念和方法,利用旋量来表示相关的运动学和动力学变量,得到了1种基于解耦的自然正交补的关节约束力建模方法。在Mathematica 9.0中对平面3自由度串联机器人进行仿真验证,对各个关节所需的约束力进行了分析。分析结果表明,基于解耦的自然正交补的约束力建模方法的仿真结果正确、合理,验证了该方法的可靠性和实用性。     

一种工业机器人标准工时的计算方法

标准工时的制定是智能制造系统进行生产率管理的核心.基于传统制造系统标准工时的计算原理及概率论相关理论,针对智能制造系统中工业机器人的工作特点,将其标准工时的构成分为无故障工时、故障时间和管理工时,研究其标准工时的计算方法.其中重点探索了工业机器人故障因素对其标准工时的影响规律,并讨论了发生故障概率分布的获取.经实际案例数据验证,该计算方法可以高效、准确地估算工业机器人的标准工时.     

一种新型6-PRRS并联机器人工作空间分析

基于运动学逆解求取了并联机器人理论工作空间,在此基础上通过判断杆件间的干涉情况、虎克铰转角情况、杆件与运动平台之间的干涉关系修正了工作空间,获得了实际工作空间.通过上述方法计算得到的6-PRRS并联机器人工作空间具有较好的实用性.     

白车身焊接机器人干涉问题研究

以实际工程为研究背景,通过几何建模,建立白车身焊接机器人关节包络简化模型,根据多机器人问的启动时间差和焊点优先权设置,提出一种机器人干涉规避算法,解决多机器人在焊接生产线上的动态干涉问题,最后用ROBCAD软件建立KUKA机器人仿真模型,验证了该算法的正确性.     

一种判别Stewart并联机器人机构连杆干涉的新方法

连杆干涉是影响并联机器人机构操作空间的重要因素。采用几何方法,定义了迹线、活动交点、固定交点、同向、交叉、临界点和基准交点等概念,提出了一种判别Ｓｔｅｗａｒｔ并联机器人机构连杆干涉的新方法。该判别方法包含了两连杆公垂线与连杆交点位置的判断和公垂线长度与连杆直径的比较两个方面,即先判断活动交点、临界交点与交叉的基准交点的位置关系,再根据连杆所在直线公垂线距离来判断连杆是否干涉。这种方法具有简单、直观、全面的特点。     

一种平面机器人位置分析的符号解法

机器人机构的分析与综合问题,均可归结为求解非线性方程组,本文基于求解多项式方程组的数学机械化方法,提出了一种平面机器人位置分析的符号解法。     

一种利用位置误差模型的机器人位姿标定方法

针对机器人位姿标定模型中位置和姿态数据的权重不合理导致参数识别精度低甚至发散问题,给出一种直接基于末端位置坐标测量的机器人位姿标定方法,避免了位置和姿态数据量级不同对参数识别精度的影响。采用指数积方法,建立一种包含3点位置信息的机器人运动学模型。通过对运动学模型取微分,利用指数映射微分公式推导出机器人末端3点位置误差与几何参数误差之间映射关系的显示表达并给出参数误差识别方法。采用激光跟踪仪作为测量设备,以UR5机器人为标定对象进行运动学参数标定和验证试验。试验结果表明,机器人末端位置误差模和姿态误差模的平均值分别降低了90%和92%。     

侧围工位多机器人防干涉问题研究

以实际工程为研究背景,通过几何建模,建立车身侧围工位多机器人关节简化模型,通过构造机器人空间距离矩阵,提出一种多机器人干涉算法,成功解决多机器人在车身侧围工位生产线上的干涉问题,最后用ROBCAD软件建立KUKA机器人仿真模型,验证了该算法的可行性.     

一种腹腔镜手术机器人手术切口位置的标定方法

提出了一种标定患者手术切口位置相对机器人基础坐标系坐标的方法.在机器人小臂的下方安装两个不同倾角的激光源,通过几何关系间接获得患者切口的坐标,为机器人提供必要的腹腔镜姿态信息.利用MATLAB对标定系统误差及切口位置标定误差进行了分析,通过切口标定实验对标定方法及误差分析进行了验证.     

绳牵引并联机器人完备干涉判定条件推导

为克服以往因干涉分类不清晰、推导不完备而造成的在绳牵引并联机器人干涉计算中所存在的误判和漏判问题,推导包括各类干涉情况的完备判定条件并提出干涉求解策略。在明确干涉分类的基础上,根据绳与绳以及绳与末端执行器边缘之间公垂线垂足位置关系的各种情况,推导绳与绳干涉以及绳与末端执行器边缘干涉的数学判定条件;证明绳与末端执行器面干涉的充分必要条件。在此基础上,提出一种适用于绳牵引并联机器人的干涉求解策略。通过对一个典型的绳牵引并联机器人的干涉问题进行求解与对比分析,表明所导出的完备干涉判定条件可较传统方法更合理地确定干涉区域,从而为更准确地实施绳牵引并联机器人的控制奠定了理论基础。     

一种康复训练机器人的机构位置逆解

康复训练机器人的应用日益增多,同时机器人机构的正解和逆解是当前康复训练机器人的研究热点之一。选取某一康复训练机器人机构为研究对象,在综合对比分析后对肩关节康复训练机器人机构的构型进行了选择,确定将3-RRS球面并联机构来实现肩关节构型;在对其抽象简化后进行了运动分析,并在运动分析的基础上采用矩阵法和闭环矢量法相结合的方法详细推导了该机器人机构的位置逆解,得到了在期望执行动作的结果下机构的输入条件,也即在期望的康复训练结果下康复训练机器人机构3个支链的具体输入函数,获得了机构进行反向设计的函数。该分析计算能够以康复训练的最终执行动作作为设计目标和已知条件对机器人的机构进行设计,从而求得机器人机构的杆长、夹角等在内的各参数,在康复机器人的设计和研发过程中具有较高的实际应用价值。     

一种特殊6R机器人的位置反解

在实时控制中，6R机器人的位置反解具有非常重要的理论和实际意义。构造了一种特殊的6R串联机器人机构，结合了代数消元和结式消元法，得出了6组方程，求出了对应的全部8组符号解。     

一种基于数据融合的巡检机器人里程计算方法

为克服传统巡检机器人里程计算方法易受行走轮打滑而产生误差的难题,提出了一种基于数据融合的里程计算方法,提高了巡检机器人里程记录的准确性。针对双悬臂对称布置的巡检机器人构型,对其驱动轮打滑机理进行了分析,揭示了驱动轮打滑原因及规律;设计了一组里程测量单元,结合行走轮的编码器计数,提出了一种基于信任度的数据融合里程计算方法。通过在模拟线路和实际线路上进行大量实验,里程计算误差保持在0.15m以内,结果表明该方法有效提高了机器人里程计算的准确性,能够满足机器人定位、巡检及自主运行要求。     

机器人超声-电火花复合加工模具曲面的干涉预报与实验研究

对利用机器人进行超声－电火花复合精加工模具自由曲面进行研究,探讨加工过程预报干涉的方法和加工规律,为进一步实现模具自由面精加工自动化提供理论和实验基础。     

一种有效的工业机器人仿真方法

本文提出了一种高效、高精度的工业机器人仿真方法——影响系数法。该方法实现了在微型计算机上对工业机器人进行全面仿真。用FORTRAN语言在IBM-PC/XT微机上编制了工业机器人适用仿真软件RGSP,并用此软件在微型机上对日产PT-600弧焊机器人进行了全面仿真,为该机器人的改进提供了理论依据。     

机器人复合加工模具曲面的干涉回避与质量控制

提出一种由机器人和超声电火花复合研磨机等组成的自动研磨加工系统，对在模具曲面加工过程中出现的工具与工件之间可能产生的局部干涉现象进行了研究，通过干涉回避技术建立复合精加工表面质量的控制模型，并在试验中证实了理论的正确性。     

面向多联体叶片的机器人喷涂无干涉路径规划

多联体叶片存在曲面复杂、叶片间距小等结构特点。等离子喷涂为铸造多联体叶片的重要工序,可使叶片表面强化与改性,其喷涂质量直接决定叶片的成品率与性能。现有的机器人等离子喷涂的路径生成主要依靠手动示教,而喷涂过程中的喷涂距离与喷涂夹角无法量化导致喷涂质量不均且示教方法繁琐、效率低。基于此,提出一种面向多联体叶片的工业机器人等离子喷涂无干涉路径生成及光顺方法。首先,根据CAD模型,将多联体叶片型面转为非均匀有理B样条(NURBS)曲面,利用NURBS曲面解析特性,生成约束喷涂行距与喷涂叶片边缘距离的初始路径点;然后将喷涂焰流简化为方向包围盒,将干涉曲面转为三角面片,采用基于分离轴检测的方法进行碰撞干涉检测,生成考虑最小喷涂倾角约束的喷涂姿态。采用基于球面样条四元数插值变步长姿态优化方法进行姿态光顺,生成无干涉且路径光顺的喷涂路径。经过仿真与实验验证,提出干涉避免算法能有效避免喷涂过程中的干涉现象。对比未光顺路径,所提出算法机器人运行效率提高52.6%,机器人振动下降,运行更加平稳,其中关节加速度最大下降55.8%,最小下降2.9%,末端瞬时加速度最大下降39.6%,最小下降14.4%。     

一种三自由度并联机器人机构静力学计算

本文对一种新型的三杆三自由度机器人机构进行了静力学正方程和逆方程的计算,并给出雅可比矩阵及其逆。该机构具有静力学正反运动学计算极为简单,能写出显表达式的特点,本文为该机器人机构的受力分析和设计,奠定了理论基础。