双臂六自由度空间机器人广义雅可比矩阵的推导

本文建立了双臂六自由度空间机器人的运动学模型 ,基于此模型 ,推导出描述机械手末端运动速度与各关节运动速度关系的广义雅可比矩阵 (GJM) .较现有的其他推导GJM方法相比 ,导出的GJM求解公式显式、易求 ,可直接对GJM表达式中各参数赋值 ,求出GJM .本文的建模方法适合采用分解运动速度 (RMRC)控制方法 .计算机仿真中 ,给出了基于RMRC控制方法 ,利用本文导出的GJM求解公式实现了对机械臂的运动控制 .

基于广义雅可比矩阵的空间并联机器人运动学研究

针对自由漂浮空间并联机器人运动输出部分与载体之间存在运动耦合的问题,提出一种自由漂浮空间并联机器人广义雅可比矩阵的构造方法。基于螺旋理论建立速度映射关系,得到各分支输入速度与上、下平台的运动速度关系,结合动量守恒定律得到出上、下平台的速度运动关系,推导出自由漂浮空间并联机器人的广义雅可比矩阵,以6-SPS并联机构为例,进行数值计算和仿真分析对比,验证广义雅可比矩阵构造方法的正确性,也为自由漂浮空间并联机器人的精确控制奠定了基础。

含丝杠连杆驱动机构的机器人操作臂广义雅可比

对机器人轨迹规划问题中驱动空间与操作空间的转换关系进行了研究 ,提出广义雅可比概念 ,并给出一种广义雅可比计算方法。针对一种SCARA型含有丝杠连杆驱动机构的操作臂 。

半光滑方程系统的隐函数的广义雅可比的计算

本文主要讨论了在半光滑方程系统隐函数存在条件下,给出其广义雅可比的计算表达式,并证明了这个结论.

弱Lipschitz矢量函数的广义雅可比式

针对一类弱Ｌｉｐｅｃｈｉｔｚ矢量函数，定义了它的广义雅可比式，并给出相应的链式法则．

多面体投影算子广义雅克比的高效计算及拓展

多面体投影算子在现代优化中发挥着基础且重要的作用。近年来,多面体投影算子的广义雅可比的计算研究取得了重要进展。本文回顾了一些关于多面体投影和它们的广义雅可比的理论和计算发展。类似的分析也扩展到了强凸二次规划问题的解映射和连续分段仿射正则化函数的邻近映射。

一种三自由度冗余驱动并联模块的刚度分析

研究了一种三自由度并联模块的刚度建模方法.该模块采用冗余驱动技术,可满足搅拌摩擦焊作业高刚度、大工作空间/机座体积比要求.分析了该模块的结构组成与工作原理,并应用螺旋理论建立其刚度解析模型,所获广义雅可比矩阵与驱动/约束刚度矩阵物理含义清晰.借助有限元分析验证刚度解析模型的有效性,进而实现全域刚度性能预估,为该模块的刚度优化设计及物理样机开发提供了理论依据.

载体姿态无扰的自由漂浮空间机器人运动学特性研究

针对载体姿态无扰的自由漂浮空间机器人的运动学问题,引入具有非完整特性的载体姿态无扰约束方程,推导了载体姿态无扰的自由漂浮空间机器人广义雅可比矩阵。采用等效杆的概念,分析了普通状态的自由漂浮空间机器人和载体姿态无扰的自由漂浮空间机器人可达工作空间;基于载体姿态无扰的自由漂浮空间机器人广义雅可比矩阵所得到的奇异方程,研究了载体姿态无扰的自由漂浮空间机器人动力学奇异性。仿真结果验证了普通状态的自由漂浮空间机器人与载体姿态无扰的自由漂浮空间机器人运动学问题的差异性。研究结果为载体姿态无扰的自由漂浮空间机器人运动规划及控制研究奠定了理论基础。

自由浮动空间双臂机器人的鲁棒协调控制

研究自由浮动空间双臂机器人在本体位置、姿态均不加控制时,抓取物体运动情况下的动力学协调控制。根据空间双臂机器人抓取系统的闭链约束关系,推导出广义雅可比矩阵,针对抓取系统动力学模型的不确定性,提出一种鲁棒协调控制方法,来控制被抓物体的运动,使被抓物体的运动轨迹跟踪期望的运动轨迹,并保证内力跟踪误差的有界性。通过对自由浮动空间平面双臂机器人进行鲁棒协调控制仿真实验,结果表明了该方法的有效性。

差动驱动式移动机器人的运动规划

提出了差动驱动式移动机器人的运动规划算法.推导出差动驱动式移动机器人的运动学模型,给出了基于广义雅可比矩阵的差动驱动式移动机器人分解运动速度控制算法.计算机仿真验证了该算法的正确性.

空间机器人连续运动轨迹控制建模和仿真研究

基于地面机器人常用的D-H建模方法和空间机器人(SR)满足的动量守恒和角动量守恒原理,提出了SR连续运动轨迹控制建模算法.首先基于地面机器人雅可比矩阵的思想和D-H法,建立了适用于空间机器人的运动学模型;其次研究了空间机器人的广义雅可比矩阵计算及其连续运动轨迹控制的有效算法;最后通过计算机仿真验证了所提出算法的有效性.本文基于D-H方法的SR概念模型和运动学模型可推广到包含旋转关节和平移关节的树型结构链杆的任何SR.

差动驱动式移动机械手的运动规划

提出了差动驱动式移动机械手的运动规划算法。首先推导出差动驱动式移动机械手的运动学模型,其次给出了基于广义雅可比矩阵的差动驱动式移动机械手分解运动速度控制算法,最后用计算机仿真验证了该算法的正确性。

多个自由飞行空间机器人协调操作运动规划

本文提出了在空间微重力环境下多个自由飞行空间机器人协调操作运动规划算法。首先推导出多个自由飞行空间机器人协调操作的广义雅可比矩阵 ,其次给出了基于该矩阵的多个自由飞行空间机器人协调操作分解运运速度控制算法 ,最后用计算机仿真验证了该算法的正确性。

空间机器人仿真推演系统中的建模与仿真研究

基于一套正在研制开发的空间机器人仿真推演系统,提出了一种新的空间机器人的建模与仿真方法。首先简要介绍了该仿真推演系统的组成结构,然后着重阐述了仿真推演系统中空间机器人运动学的建模,最后展示了基于Orbiter空间飞行模拟器的空间机器人建模与仿真效果。

轮式移动机械手的运动规划方法

为了解决移动机械手协调控制问题 ,研究了轮式移动机械手的运动规划方法。首先推导出轮式移动机械手的运动学模型 ,提出轮式移动机械手广义雅可比矩阵。其次给出了基于广义雅可比矩阵的轮式移动机械手分解运动速度控制算法 ,把移动机械手末端效应器的运动同时分解为机械手的运动和移动平台的运动。最后 。

柔性臂空间机器人的一类运动学方程及轨迹规划

用柔性机械臂连杆末端的弹性变形以及变形角度来表示空间机器人柔性臂的弹性运动变量,克服了用无穷维振动模态变量来表示弹性变形给系统运动学建模带来的困难;基于广义雅可比矩阵的思想,建立了柔性臂空间机器人＂双广义雅可比矩阵＂形式的运动学模型,该运动学模型描述了柔性臂弹性变形对空间机器人的运动影响;以运动学方程为基础,设计了柔性臂空间机器人的惯性空间内连续轨迹规划算法。仿真表明,规划的机械臂关节运动规律可以补偿柔性连杆振动给机械臂末端位置带来的影响,使机械臂末端位置准确沿着期望的轨迹运动。

自由飘浮空间机器人地面实验系统

针对空间机器人的运动的地面模拟,基于运动学等效原理提出一种用固定基座机器人模拟空间机器人运动的方法。运用该方法,在地面用两个基座固定的六自由度工业机器人组建了一套空间机器人的地面模拟系统。应用该系统成功模拟了自由飘浮空间机器人捕获自由运动目标的运动,实验结果证明了该方法的有效性。

双臂空间机器人姿态控制的再生核解法

对于双臂 n自由度(n为正整数)空间机器人的姿态控制问题,在控制算法中,利用再生核替代传统的Fourier基函数,能克服 Fourier变换不能用于局部分析的缺点,且对奇性敏感,求解稳定,并能提高控制精度,因此该文给出了一种基于再生核理论的最优控制算法.同时给出了双臂n自由度空间机器人广义雅可比矩阵的求导公式.该求导公式较以往的推导方法具有显式、易求的特点.在数值试验中,针对双臂三自由度空间机器人的模型进行了仿真,结果表明,利用文中提出的再生核解法解决双臂空间机器人的姿态控制问题是有效的.

速度分解控制算法在移动三维机械臂上的仿真

提出在一个7-DOF移动三维机械臂模型基础上的分解运动速度协调控制算法,实现了移动本体和末端执行器的协调运动控制.通过移动三维机械臂的仿真说明了移动三维机械臂具有移动操作特性,并拥有很大的工作空间.三维仿真结果证明了所提出方法的有效性.

自由浮动冗余度空间机器人的姿态稳定控制

研究了自由浮动冗余度空间机器人的姿态稳定控制问题。针对自由浮动空间机器人姿态稳定控制的主要特点,通过分析自由浮动冗余度空间机械臂惯性矩阵的伪逆和零空间特性,结合空间机器人的运动学方程推导出了基于本体姿态稳定的广义雅可比矩阵。采用基于该矩阵的分解运动速度控制方法,保证机械臂末端执行器在跟踪期望轨迹的同时不对本体姿态产生干扰。最后,对平面三自由度空间机器人进行了仿真实验,实验结果表明了该方法的有效性。