4自由度番茄采摘机软体机械臂运动学分析

综合考虑番茄采摘机软体机械臂在复杂环境中的使用需求,以此来确定番茄采摘机械的4自由度模型。对番茄采摘软体机械臂进行正运动和逆运动分析,同时确定机械臂结构、关节长度、自由度选择等参数,并绘制出三维模型,从而为下一步选择控制系统硬件及软件编程奠定基础。

六自由度机械臂运动分析及轨迹规划

针对韩国现代公司生产6R机械臂,以该机械臂为研究目标,通过改进后的D-H法建立模型,获取机器人的几何参数,最终提出一种有效的正逆运动算法。通过MATLAB软件进行模拟仿真,可以准确地验证正逆运动算法的有效性,并且详细描述了机械臂在关节空间中的轨迹规划,最后利用蒙特卡洛法得到机械臂各个反射角度的工作空间图。

六自由度机械臂逆运动学求解

对六自由度机械臂进行了正运动学分析与求解,并提出了一套解决六自由度机械臂逆运动学问题的算法,同时使能耗达到最少。首先从机械臂的结构特点出发,建立D-H坐标系,得到正运动学模型;然后通过对正运动学模型的可解性进行分析,采用矩阵逆乘的方法来得到机械臂逆运动学的完整析解;再通过求极值的方法来算出机械臂在运动过程中哪种运动轨迹耗能最少;最后用求解实例的方法验证正运动学模型和逆运动学求解的正确性。

两自由度机械手臂的交叉耦合模糊逻辑控制

针对两自由度机械手臂难以建立数学模型的问题,提出了一种交叉耦合的两级控制系统.利用MATLAB Simulink对建立的交叉耦合模糊逻辑控制器的性能进行了模拟仿真,并与传统的PID控制器、基于遗传算法优化的PID控制器进行对比分析.结果表明:搭建的交叉耦合模糊逻辑控制器对立臂转角和悬臂转角阶跃响应的稳定时间分别为0. 05和0. 12 s,该控制器具有较高的控制精度和收敛速度,在控制稳定性、响应速度和超调量等方面的性能均明显优于其他算法,对两自由度机械手系统具有优异的控制性能.

挤奶机器人的结构设计

挤奶是奶牛养殖的关键环节之一,高智能挤奶自动化装备引入奶牛挤奶系统中是发展趋势。为此,对挤奶机器人的结构进行了详细阐述和设计,使其能够实现合理饲喂和挤奶,并使奶牛更加舒适,有效控制牛奶品质和保证奶牛健康。在工作效率方面,挤奶机器人增加每日挤奶次数,提高了产奶量,且利于实现奶牛场的高度无人化、自动化,节省大量劳动时间和生产成本。

故障机械臂模型重构后的轨迹规划与实验分析

针对六自由度机械臂作业过程中,两个旋转或俯仰关节发生故障后的运动受限问题,提出一种基于D-H表示法的模型重构轨迹规划方法 .首先对故障前后的机械臂结构进行分析,锁定故障关节,将原六自由度机械臂转化为四自由度机械臂,然后采用D-H表示法对故障机械臂进行建模,并求取其运动学正逆解,再重新在任务空间中对机械臂进行轨迹规划.为了验证故障机械臂轨迹规划算法的有效性,进行了移动机械臂旋拧圆形门把手的实验,采集故障前后的机械臂运动数据进行分析,验证了所设计算法在直线、圆弧轨迹规划中的可行性.实验结果表明,在故障机械臂的工作空间内,模型重构后的机械臂仍能完成一定的作业任务.

四自由度机械臂的模型参考自适应双重控制

对于参数存在较大不确定性的系统,自适应控制存在的主要问题是在快速调节过程中过渡过程出现大的超调量.为了解决多关节机械臂在运动过程中转动惯量变化较大的问题,分析了基于确定性等价原则的自适应控制器和谨慎控制器的局限性,提出了一种模型参考自适应双重控制算法,并将其用于机械臂的位姿控制.三种控制算法的仿真和实验研究表明,双重控制器的控制性能优于基于确定性等价原则的自适应控制器和谨慎控制器的性能.

基于RBF-BP算法的机械臂多自由度分拣控制系统设计

为提升机械臂设备的准确分拣能力,设计基于RBF-BP算法的机械臂多自由度分拣控制系统;利用RBF-BP前馈神经网络,规划机械臂设备的运动轨迹路线,实现基于RBF-BP算法的机械臂运动轨迹建模;确定工业相机在总功能框架中所处连接位置,根据机械臂选型情况,确定可编程逻辑控制器、变频控制器对于所选机械臂元件的调节能力,完成对系统功能模块的开发;借助传输信道,将Sorting分拣指令、ToolControl控制指令反馈回核心控制主机,建立完整的指令执行回路,再联合相关硬件设备结构,实现基于RBF-BP算法的机械臂多自由度分拣控制系统设计;实验结果表明,在抓取能力相同的情况下,应用RBF-BP算法控制系统机械臂成功分拣的工件数量为19件,机械臂抓取成功率为95%,说明所设计系统满足提升机械臂准确分拣能力的设计初衷。

一种井下救援机械臂的运动学仿真分析及实现

针对矿井狭小隧道救援的难题,提出一种六自由度救援机械臂。采用六轮矿难救援机器人平台搭载该机械臂,设计了机械臂的连杆结构形式,利用Denavit-Hartenberg方法建立了该坐标系的六自由度机械臂运动学方程,采用MATLAB对机械臂的运动学模型进行了仿真。仿真结果表明,救援机械臂的连杆结构参数合理,满足稳定运动的运动学要求。

基于LabVIEW的机械臂分拣系统设计

为了解决传统分拣过程中效率低下的问题,文中采用LabVIEW设计了机械臂分拣系统,通过将不同位置、形状的目标进行分拣,并在PC端获得对目标的统计信息,利用LabVIEW读取目标信息数据,通过判断选出合适的数据组,并将其转化为串口通信指令发送给机械臂控制板,解析指令后按步骤完成分拣操作。实验结论显示,系统上位机可同步显示目标数量,并绘制出目标物体在载物台上的坐标图,机械臂的操作精确度调整简便易行。

挤奶机器人机械臂控制方法研究

挤奶机器人的研制与应用对于我国奶牛养殖业发展具有促进意义。提出一种挤奶机器人机械臂控制方法,可实现无人化、自动化挤奶,有效提高挤奶工作效率和奶产量,大大节省生产成本和劳动时间,为我国挤奶机器人技术发展提供借鉴。

一种冗余自由度机械臂逆运动学解析算法

针对7自由度机械臂逆运动学求解问题,在考虑了空间构型的复杂性和冗余自由度机械臂自运动流形的基础上,提出了一种逆运动学的位置解析算法,即参照"自由度模块化"的概念,进而将仿人机械臂的7自由度划分为两个4自由度的模块化单元。通过控制自由度模块化单元,将复杂的空间构型转化为平面构型,减少了计算的复杂性;同时基于"锚点"和"虚拟连杆"的概念,实现冗余自由度机械臂的位姿参数化,从而实现了机械臂逆运动学快速求解。

快递柜存件六自由度机械臂设计

为实现快递的智能分拣装柜,设计了一款可在小型快递收发站应用的快递柜自动存件的六自由度机械臂。该机械臂通过扫描装置识别快递上的条形码,按照快件的质量、体积等因素进行分类,再进行存件工作。该机械臂采用球坐标形式,使用全液压驱动方式,模仿人的手臂和手腕运动,通过手部结构、腕部结构、臂部结构的设计,各部分缸体的设计计算,实现预定的功能。

六自由度机械臂运动轨迹自动生成方法仿真与实现

运用运动捕捉系统,结合机器人运动学方法,提出一种六自由度机械臂运动轨迹自动生成方法.首先,在运动捕捉系统下得到人手臂末端的Marker标记点的位姿信息;然后,通过数据处理得到标记点的位姿矩阵,并将其作为机械臂末端执行器的位姿矩阵,进而通过数据流通道将该数据传入机器人运动学仿真系统,在仿真系统中运用代数解法求机器人运动学逆解,并进行运动学仿真.最后,将逆解求得的6个关节角度传入机械臂本体,实现机械臂末端执行器按照运动捕捉系统下手臂末端标记点的运动轨迹而运动.仿真实验表明:该方法具有可行性.

一种三自由度运动平台机构的优化设计

在分析三自由度平台机构特点的基础上,以平台运动范围、平台台面尺寸要求等为约束条件,以平台可控性能和平台结构尺寸的加权综合最优为目标函数,采用加速遗传算法,对一款带防扭臂的三自由度平台的机构参数进行了优化,并将优化结果运用到平台的设计中。应用结果表明,该平台在保证良好运动性能的同时,满足了平台小型化的设计要求。

可重构空间故障容错机械臂设计

从机械臂运动学的角度 ,定义了故障容错机械臂、故障容错机械臂的阶、通用故障容错机械臂和特定任务故障容错机械臂 ,论证了通过运动学关节冗余也同样可以提高机械臂系统的可靠性 ,故障容错机械臂所应该具备的自由度数 ,以及针对不同的任务要求 ,设计故障容错机械臂的方法。通过将任务空间抽象简化为一系列的特征点 ,建立机械臂参数与理想值相关的罚函数 ,选择有效的优化算法 ,设计出了通用一阶故障容错平面位置机械臂 ,通用一阶故障容错空间位置机械臂 ,以及特定任务一阶故障容错平面位置机械臂 ,建立起完整的故障容错机械臂的设计方法。

引信双自由度后坐保险机构动态响应特性分析

引信双自由度后坐保险机构是一种能适应低发射过载的典型后坐保险机构,但该机构的理论分析却一直不完善。针对模态分析法无法正确得出引信双自由度后坐保险机构位移响应数值解的问题,在对运动过程进行详细分析的基础上,讨论了该机构运动的数学模型及其求解初始条件,运用分段求解耦合微分方程组的方法得出机构位移响应。算例表明,理论分析及机构位移响应的数值解与工程研制试验结果一致。

基于Pro/E的三自由度机械臂末端执行曲线轨迹匀速运动的仿真与实现

文章以三自由度机械臂末端在一定的运动范围内沿规划好的曲线轨迹做匀速运动为目标,首先在Pro/E软件中建立机构模型,然后进行仿真分析定义,最后求解得出关节运动规律曲线,研究方法及获得结果为进一步研究关节处驱动电机的控制方法提供了一定的依据。

六自由度水果采摘机械臂结构设计与试验

首先从数学模型建立、正运动学和逆运动学几个方面对水果采摘机械臂总体设计状况进行分析,随后重点分析六自由度水果采摘机械臂的主要结构及参数设计计算,对六自由度水果采摘机械臂的运动和任务进行设计规划,最后分析机具的实际效果及创新点,通过搭建采摘试验平台,对规划设计结果进行综合分析。研究中选取3kg六自由度机械臂作为研究对象,构建机械臂采摘运动模型,随后使用第五关节分离法解决机械臂自适应调整问题,并计算验证机械臂运动中的轨迹,最后使用试验分析方法对采摘效果和时间进行验证分析,采摘机械臂可以直接利用双目识别以及定位系统所提供的坐标,实现运动规划并完成果实采摘。采摘试验分析发现,单果采摘时间为25.5s/个,多果实采摘中使用关节角加权最小设定连续采摘任务,能够促进果实采摘时间的逐渐降低,提升采摘效率,降低生产成本与能耗。

两级升降多自由度机械臂设计及运动学

针对目前航空发动机主泵装配主要靠人力搬运这一问题,设计了一种结构为二级升降多自由度机械臂安装设备,该系统采用两级升降多自由度升降机械臂虚拟建模,通过机器人自动化水平的搬移和装配,不仅简化了重体力人工装配,降低了操作者的劳动强度,还提高了搬移和装配质量和生产效率.通过Pro/E虚拟建模技术验证了设计的可行性.该系统建立的二级升降多自由度机械臂的动力学模型,为进一步研究可提供理论依据.