四自由度机器人的建模和仿真

以SCARA四自由度机器人为研究对象,利用Pro/E软件建立了四自由度SCARA机器人的各连杆模型,并将各连杆装配为三维模型导入到MATLAB软件中。采用D-H方法建立了四自由度机器人的运动学模型,对四自由度机器人展开了运动学分析,描述了四自由度机器人末端位姿,对四自由度机器人操作界面进行了设计,并构建了四自由度机器人仿真平台。目前阶段得出的仿真结果表明了四自由度机器人仿真平台的可操作性,仿真方法是有效的。     

机器人焊接复杂焊缝的仿真

为了实现焊接过程中对复杂焊缝的焊接,运用Pro/Toolkit与Visual Studio 2005搭建的Pro/Engineer二次开发环境对PUMA焊接机器人进行参数化建模,实现在Pro/Engineer中快速调查整机器人主要参数;运用D-H参数法在MATLAB中对机器人建立空间位姿模型,运用MATLAB软件对机器人进行运动仿真,精确控制焊枪嘴运动轨迹,以实现对复杂焊缝的焊接。仿真结果表明,建立的仿真模型可以实现对复杂焊缝的焊接。     

一种多软件联合仿真分析方法

比较多种仿真软件的功能、特点的基础上提出了一种多软件联合的机械设计分析方法,论述该方法的原理与特点,研究其实现方法与具体步骤,并对多种软件之间的无缝连接、三维模型的建立与导入、仿真结果的后处理方面进行具体研究。将此方法应用于某水下机器人结构锁装置的运动学仿真,在UG中建立结构锁装置三维装配模型,然后把模型导入ADAMS和ANSYS,利用MATLAB计算出系统在恶劣海况下的动力曲线,在ADAMS中进行结构锁装置的起吊过程动力学仿真分析。这种方法将有助于设计者进行复杂机械系统的设计与性能的优化研究。     

弧焊机器人运动学仿真软件的设计与开发

为提高焊缝跟踪的效率,降低焊接成本,开展了弧焊机器人运动学仿真的研究.本实验室中机器人为六自由度的弧焊机器人,应用Pro/engineer软件进行机器人单体建模,建成七个单体,然后导入到VRML中进行组合移动,在VRML中每个单体作为一个结点.在MATLAB环境下制作软件界面,运动角度及位置的精确移动也采用MATLAB进行矩阵运算,利用D-H方法和代数法求解机器人的运动学的正解及逆解问题.结合VRML和MATLAB,开发出高效低成本的弧焊机器人的运动学仿真软件.     

一种简化的机器人运动学分析方法及其仿真研究

Pb-211是一种用于喷漆、装配、绘画和教学研究的6自由度液压机器人。本文为其建立了D—H坐标系,并对其进行了正向运动学分析,采用Ulrich二步迭代法和Paul变量分离法相结合的方法解决了逆运动学的问题,建立了典型关节型机器人的正、逆向运动学求解算法,这种方法可简化解析计算,加快迭代速度,同时求得的解具有实用性,可用于实时控制。仿真研究证实了以上结论。     

一种机械式分度机构的三维建模设计与运动仿真

凸轮型分度机构以结构简单、能自动定位、动静比可任意选择、能实现复杂运动要求等优点广泛应用于机床中,但其分度过程的缺点是:只能按照工位数目确定分度转位角度,实现同一方向的单一分度,不能实现无级分度,也难以满足有些情况下同一工作台上需往返双向转动的要求。设计一种以齿轮和单向轴承作为主要传动连接方式的新型机械式分度机构,满足了分度盘既能无级转动、又能往返双向转动的多样性需要。通过UG软件设计了该机构的三维模型,实现运动仿真,观察转盘转动情况,从理论上验证该方案的可行性。此研究为分度要求多样性和工程样机的研制提供理论依据。     

便携式四轮履机器人的设计与仿真

提出了一种新型地面机器人,并详细阐述了该机器人的工作原理和设计方案,使用 Solid Edge进行三维建模、运动仿真.该机器人结合了履带和轮两种行进机构的优点,具有很好的地面自适应性,越障能力强,结构稳定可靠.     

基于Adams的冲压机器人运动学仿真分析

本文所涉及的RV-4F-D工业机器人是一种用于冲压生产线的上下料机器人,该机器人通过一次拾取完成上料、下料动作。借助Pro/E软件的强大建模功能进行三维实体建模,然后通过Pro/E和Adams良好的数据共享能力,将模型数据保存为parasolid格式,导入Adams软件,根据实际运动情况添加相应约束。通过对机器人末端添加点驱动来实现机器人的轨迹规划,完成运动学仿真。通过测量各关节部件的位移、速度、加速度变化情况,观察各关节相关曲线的变化趋势,为冲压机器人轨迹优化及后续动力学仿真分析奠定基础。     

基于Robotics Toolbox的拆除机器人GUI仿真平台设计

以拆除机器人工作装置为研究目标,采用MATLAB Robotics Toolbox建模,并在GUI中调用Robotics Toolbox程序,建立了该装置运动学仿真图形用户界面。在该平台可以进行正、逆运动学仿真研究,快速绘制工作装置总工作空间和特定姿态角下的工作空间,在工作空间利用鼠标自动拾取目标点的坐标数值并进行运动学逆解计算,动态显示运动轨迹等。仿真实验表明其有效性和实用性。     

基于MATLAB的MH24机器人3D建模仿真研究

在机器人的建模仿真研究中,多关节机器人因其结构复杂易导致建模不准确,机器人在仿真运动过程中难以体现实际的运动情况。为提高多关节机器人仿真运动时的模型逼真效果,提出了一种结合机器人工具箱和三维绘图软件构建机器人3D仿真模型的方法。以安川的MH24通用机器人作为研究对象,对各关节结构和连杆参数进行建模分析,求解该机器人的正逆运动学方程。使用Solid Works绘图软件建立机器人各关节的3D模型,通过机器人工具箱对各关节3D模型和D-H参数模型进行整合,构建了逼真的MH24机器人3D仿真模型,完成了机器人各连杆的动态仿真驱动和末端执行器的轨迹规划仿真分析。通过正运动学方程和求解的机器人末端执行器的位姿矩阵值验证了3D建模的精确性。     

基于RBF神经网络的MOTOMAN-UPJ型机器人运动学逆解

利用D—H参数对MOTOMAN—UPJ型机器人建立坐标系,推导出正运动学公式。将由此得到的运动学正解作为训练样本,利用RBF神经网络的局部逼近的优点,将求解机器人运动学逆解转化为对神经网络的权值进行训练。实现了机器人从工作空间到关节空间的非线性映射。使用12输入,单输出的RBF网络,对6自由度的MOTOMAN—UPJ机器人进行了计算仿真,验证了该方法的可行性。与传统解析法相比,大大减少了求解运动方程的计算量。与BP神经网络相比,加快了收敛速度,解决了实时性差的问题。     

液压支架顶梁焊接机械臂的运动学分析与仿真

针对液压支架顶梁焊接过程中焊接工艺不完善、焊接难度大的现状,设计一种五自由度焊接机械臂,以保证顶梁的焊接效率和质量。基于改进D-H参数建模方法,对顶梁焊接机械臂进行正、逆运动学分析求解;采用蒙特卡罗法对液压支架顶梁焊接机械臂的有效工作空间进行分析;使用MATLAB中Robotics Toolbox工具箱对焊接机械臂进行建模和轨迹规划分析和仿真,得到各关节的角位移、角速度以及角加速度曲线;使用Adams得到机械臂的实时跟踪轨迹,经验证可知MATLAB的轨迹规划是正确的。分析仿真结果可得,设计的顶梁焊接机械臂轨迹平稳并连续,满足运动学要求,为后续顶梁焊接机械臂的动静力学分析和优化设计以及运动控制奠定了基础。     

偏置式空间机械臂关节角参数化逆运动学求解

针对偏置式空间7自由度(DOF)冗余机械臂,提出了一种基于关节角参数化的运动学求解方法。根据空间机械臂的结构特点对其臂型进行了分析,采用D-H(Denavit-Hartenberg)法建立空间机械臂坐标系。采用D-H法对空间机械臂操作空间进行了描述,在考虑运动学约束的基础上,得到了以关节角为变量的正运动学模型。通过分析逆运动学模型的可解性,采用矩阵逆乘的解析法求解了该类机械臂逆运动学的完整解析解。在Matlab环境下,使用Matlab Robotic Tools对机械臂的初始姿态进行了仿真。通过给定的机械臂末端位姿,根据推导的逆运动学算法对空间机械臂各个关节的角度进行了求解。机器臂的运动学逆解算将作为机器臂运动规划和轨迹控制的基础。     

可重构冲压机械手的设计与运动学分析

利用模块化设计思想对可重构冲压机械手进行模块划分与设计,然后利用设计的模块组成一种常用的圆柱坐标式冲压机械手和一种利用夹具的折弯机械手,并以折弯机械手为例进行运动学分析,得到运动学正逆解。并利用CREO对折弯机械手的一次运动过程进行运动学仿真。仿真结果表明:该机械手可以完成物料搬运与制件折弯的任务,为冲压自动生产线提供了参考。     

冗余度机械手逆运动学果蝇优化算法的改进

逆运动学问题是冗余度机器人运动控制、轨迹规划和动力学分析的基础,也是机器人学中最重要的问题之一.以末端执行器位姿的误差最小为优化目标,建立适应度函数,将求解冗余度机械手的逆运动学问题转化为一个等价的优化问题,在优化算法的基础上通过杂交变异果蝇优化算法(HMFOA)进行冗余度机械手逆运动学问题的求解.采用嗅觉搜索杂交突变...     

并联平面平动机器人运动学分析及其仿真

提出了一种具有2个自由度的新型并联平面平动机器人,该机器人的运动平台和静平台之间由2个相同的分支相联系,每一支链都含有2个平行四边形机构,所有运动副均为转动副,其优点是运动副简单、末端为一刚体的平动.本文分析了其位置正、反解,并对其运动进行了模拟仿真.该机器人可广泛应用于切削加工、零件搬运及空间机器人的平动部分等方面.本文的分析结果可用于该机器人的设计、轨迹规划及实时控制中.     

一种3-RPPS六自由度并联机构运动学分析与仿真

提出了一种新型六自由度3-RPPS并联机构,并介绍了其解耦特性和参考坐标系。建立了机构的运动学模型,得到机构运动学的位姿和速度解析表达式;采用极坐标边界搜索法求解机构的工作空间并计算工作空间的体积。通过数值仿真,得到了给定动平台运动规律下,支链的长度和速度变化规律以及机构的定姿态位置工作空间和定位置姿态工作空间,并优化得到工作空间体积最大时结构参数的取值范围。     

粉末压制过程运动仿真的研究

粉末压制过程的计算机模拟技术是用于指导和优化粉末冶金压制工艺和模具设计的关键技术,已成为粉末冶金工业发展的研究热点,简述了粉末压制过程计算机模拟系统中的运动仿真模真原理,结构以及主要功能,并提出了相应的设计方法。