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。

液压驱动型六轴机械臂运动学研究

针对煤矿工作环境的复杂性和不确定性,提出一种新型6自由度液压驱动串联机械臂,使其具备结构轻量化、控制精准化、操作简易化等特点。首先,以6自由度串联机械臂为研究对象,建立其运动学模型,推导运动学正、逆解;其次,利用极值理论和蒙特卡洛算法求解末端夹爪的工作空间,证明所设计的串联机械臂有效性;最后,选取机械臂运行的典型轨迹,使用不同的插值策略对机械臂运行的角度、角速度和角加速度进行对比分析。结果表明:6自由度液压驱动机械臂末端夹爪在五次多项式插值策略下运行平稳且连续,没有出现突变现象,可减小整机运行的柔性冲击,提升整机的使用寿命。

六自由度机械臂运动学参数辨识研究

为提升六自由度机械臂的绝对定位精度,提出了基于Modified-Denavit-Hartenberg(MD-H)方法的机械臂几何参数标定方法:在建立基于微分变换理论和MD-H建模方法的机械臂末端定位误差辨识模型的基础上,用最小二乘法求解去除冗余参数的误差辨识模型,得到机械臂几何参数误差,并通过修正运动学几何参数,实现了对机械臂末端绝对定位精度的补偿。对机械臂6组样本点实测结果表明:经过运动学参数辨识和补偿修正后,机械臂末端绝对定位精度得到显著提高,验证了该参数辨识方法的可操作性和有效性,为后续参数标定技术研究提供参考。

2P6R拼装机械臂的运动学分析

目前隧道管片修复加固工作自动化程度低,存在施工安全隐患大、效率低、成本高、工人劳动强度大等问题.为实现隧道管片加固钢板的自动化拼装,首先,提出一种2P6R拼装机械臂方案,建立机械臂正运动学模型.其次,采用解析法对机械臂进行逆向运动学求解,以限制关节超限作为代价函数进行冗余解的选取,并在Beckhoff C6030-0080的TwinCAT 3平台进行逆运动学求解测试,验证算法具有较好的实时性.再次,利用微分变换法求得机械臂的雅可比矩阵,识别并列举边界奇异及内部奇异位形示例.最后,利用图解法绘制出机械臂可达工作空间截面及完整的三维可达工作空间,并进一步对机械臂进行灵活度分析,绘制出灵活度分布图.研究结果表明:2P6R拼装机械臂可以满足隧道管片加固钢板自动化拼装需求,为机械臂的应用提供理论基础.

基于模糊PID的多自由度机械臂自动控制研究

在多自由度机械臂自动控制方法无法对偏离的轨迹进行跟踪,导致机械臂轨迹偏离值过高,因此,提出了基于模糊PID的多自由度机械臂自动控制方法。根据实际测定需求及标准,确定多自由度机械臂状态,对多自由度机械臂运动轨迹三维重建,结合模糊PID实现多自由度机械臂自动控制。测试结果表明,与传统方相比,本次所设计的基于模糊PID的多自由度机械臂自动控制方法最终得出的轨迹偏离值相对较低,控制效果较好,控制精度较高,具有一定的应用价值。

体育器材用多自由度机械臂运动轨迹控制方法

为增加体育训练的实用性和器材耐用程度,减少人力、物力资源消耗,降低受机械冲击产生的影响,提出一种应用在体育器材上的多自由度机械臂运动轨迹控制方法。分析关节转动的弧度,建立机械臂运动轨迹模型,依据模型内参数值求解各关节齐次变换矩阵,从正解和反解两个角度解析末端执行器位姿、固定关节坐标点,建立两者间的映射关系;以“353”多项式插值算法,确定关节速度、加速度和位置,实现最优轨迹控制。仿真分析证明:采用该方法的体育器材用多自由度机械臂运行轨迹更平滑、稳定性更高。

二自由度机械臂网络远程控制系统设计

文章设计了一种二自由度机械臂网络远程控制系统,该系统由当地机械臂系统和远程网络控制平台两部分构成。当地机械臂系统通过机械臂运动学模型实现对机械臂的运动控制;远程网络控制平台通过服务器端和客户端软件可以实现对机械臂的远程控制和监控。在系统开发过程中,设计了服务器端软件和客户端软件,完成了系统的功能实现和性能优化。该网络远程控制系统能够实现准确的机械臂运动控制,并具有良好的远程控制效果。

基于分段自适应的多自由度机械臂运动控制方法

常规的多自由度机械臂运动控制方法主要使用SOPD+(saturated output feedbackPD+)运动控制反馈器进行重力稳定补偿,易受机械臂收敛速度影响,导致控制位置误差较高。本文基于分段自适应设计一种全新的多自由度机械臂运动控制方法,即利用分段自适应技术确定了多自由度机械臂运动控制条件,设计了多自由度机械臂运动控制器,从而实现了多自由度机械臂运动控制。实验结果表明,设计的多自由度机械臂分段自适应运动控制方法的控制效果较好,控制位置误差较低,具有准确性,有一定的应用价值,为推动工业自动化发展作出了一定的贡献。

多自由度机械臂运动规划与轨迹控制技术研究

多自由度机械臂在工业生产中得到了广泛的应用,已经成为一种可以执行各种任务的机械装置。多自由度机械臂的发展与机器人自身的智能水平密切相关。如何使机器人在复杂环境下独立完成工作任务,成为该领域研究的核心问题之一。多自由度机械臂要求机器人具有精确稳定的轨迹控制能力,传统的人工设计控制算法往往难以应对复杂多变的环境和任务要求。如何实现多自由度机械臂运动时间最短,此外,保证运动过程中速度的平稳性已成为机器人运动学研究的关键内容。基于此,本文针对多自由度机械臂运动规划与轨迹控制技术进行详细探讨。

基于集成学习的多自由度机械臂结构参数优化研究

在多自由度机械臂运动中存在关节转角范围小、角速度波动大的问题,严重影响到了机械臂的工作效率与质量。为了解决该问题,提出了基于集成学习的多自由度机械臂结构参数优化方法。通过定义多自由度机械臂末端执行器的位置坐标,计算出机械臂末端执行器的线速度,根据机械臂末端执行器的角速度与关节角之间变化量的关系,构建了多自由度机械臂运动学方程,通过计算机械臂运动方程的正解和反解,分析了多自由度机械臂动力,结合集成学习算法对机械臂运动轨迹的记忆学习,并根据机械臂各关节的转角范围和约束条件,构建机械臂结构参数优化函数,实现了机械臂结构参数的优化。试验结果表明,这种方法不仅可以通过扩大关节转角的范围来保证机器人运动的稳定性,还可以通过降低关节角速度的波动来提升结构参数优化效果。实际应用效果好。

八自由度机械臂位置运动学模型解析解

采用D-H法建立了八自由度农业机器人机械臂连杆坐标系,得到以关节变量为输入的正运动学方程。在正运动学方程的基础上,根据农业机器人实际工况以及机械臂自身的结构特点,设定了约束条件,进行了逆运动学分析,得到了各关节变量的解析表达式,并对正运动学与逆运动学计算结果进行了相互验证。采用ADAMS仿真软件建立了机械臂的仿真模型,进行了运动学仿真,仿真结果与理论计算相符。搭建实验平台,实验验证了正运动学与逆运动学求解结果的正确性。

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。

高精度解耦六自由度机械臂逆运动学解法

根据6自由度机械臂正交解耦的结构特点,采用位姿分解方式,将6自由度逆运动学降为3自由度位置逆运动学、3自由度方向逆运动学;利用欧几里德范数导出机械臂定位、定向的逆运动学解析解,使机械臂高速、准确运动。在定向控制方面,提出一种以单位四元数为目标输入的控制形式,只需计算两个角度逆解,既简化计算,又利于实际操作;利用逆运动学计算机械臂的工作空间和奇异点空间,借助移动机器人车体自由度弥补因计算以及关节长度不够引起的奇异位形,极大扩展了机械手臂的有效运动区域。

位姿水平的冗余自由度机械臂运动学逆解算法

本文通过分析七自由度机械臂构造特点,用曲面几何理论得到肘关节在笛卡尔空间中的点集,参考各关节角运动范围,可以求出冗余自由度机械臂逆运动学的全部构型解,从而可以方便地实现实现机械臂的全局优化。此方法既提高了解的精度,又减少了运算量,同时为速度解的解算提供了便利条件和新的思路。

六自由度机械臂运动学分析与仿真研究

运用D-H参数法确定机械臂的参数、坐标系,建立机械臂的运动学方程。在Matlab软件中进行数值计算,通过分析机械臂的工作空间,得到了机械臂工作空间图。在Matlab工作环境下,用机器人工具箱Robotics Toolbox对所建六自由度机械臂运动学模型的正运动学、逆运动学、轨迹规划进行验证与仿真,得到了各关节的角位移、角速度、角加速度与时间的关系曲线。研究表明,该机械臂运动空间设计直观、精确,为机械臂控制系统设计、动力学分析及轨迹规划提供了理论基础和参考依据。

一种五自由度机械臂逆运动学求解的几何法

针对五自由度机械臂自由度不足而导致的基于笛卡尔空间轨迹规划产生的目标末端位姿,可能不存在运动学逆解的情况,提出了一种基于自由度约束的末端位姿描述,并根据该位姿描述得出了一种五自由度机械臂逆运动学求解的几何方法。该方法基于机械臂模型的几何特性,通过将轨迹规划和运动学逆解2个阶段进行一定程度的结合,确保了轨迹规划得到的目标末端位姿的运动学逆解的存在性。通过仿真实验分析,证明了该方法的可行性与精确性。

六自由度解耦机械臂的逆运动学通解

为求解六自由度解耦机械臂逆运动学通解,提出一种基于欧几里得范数的位姿分解逆运动学求解方法。先推导前3个关节角的解析解,快速、准确的获取机械臂的腕心位置;再利用已知的执行器姿态,计算后3个关节角,经六自由度机械臂的正逆运动学仿真互验,验证了方法的有效性。

基于ROS的机械臂建模与运动规划

在Ubuntu16.04上利用ROS-Kinetic搭建多关节机械臂运动规划仿真平台.在SolidWorks中构建机器臂实体模型,并以STL格式写入URDF文件,通过MoveIt提供的相关APl接口配置机器人运动控制文件;基于快速搜索随机树及其改进的搜索随机树算法采用Matlab编程结合AABB边界箱碰撞检测及直接调用OMPL对算法库两种方式进行障碍物路径规划仿真对比,结果表明:OMPL库能简化规划过程以及改进的搜索随机树算法双向引导策略;利用MoveIt框架下的Python接口在Rviz界面实现了笛卡尔空间中机械臂的直线与圆弧插补,轨迹相对平滑.

混联二自由度机械臂的运动学研究

提出了一种混联机械臂,该机械臂是串并联混合机构,具有串联机构工作空间大和并联机构承载能力高的优点,可以实现较大活动空间内对重物的搬运仓储。对该机械臂进行了自由度分析,得到该机械臂的自由度为2,具有平面内的一个移动和一个转动自由度。基于几何解析法分析了该机构的运动学正反解,并且给出了5组正反解分析数值算例,验证了正反解分析的正确性。

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.