五自由度上肢康复机器人设计与分析

针对由脑卒中、脊髓损伤等造成的上肢运动功能减退、需康复的问题,设计了一款基于人体上肢尺寸的可穿戴式五自由度上肢康复机器人。使用改进的D-H参数法,建立了其运动学模型,结合数字仿真软件的机器人工具箱,验证了其模型的正确性;利用蒙特卡罗法得到机器人的工作空间云图,通过与各关节运动范围进行对比,验证了其工作范围的合理性。最后运用五次多项式插值法对其进行轨迹规划,获得了各个关节角的角度、速度、加速度的平稳曲线图。实验结果验证了上肢康复机器人结构设计的正确性和整个康复训练过程的可行性。

UR10机器人的运动学分析与轨迹规划

为了让机器人在作业过程中运动轨迹具有连续、平滑的特性,对6自由度机械臂进行了运动学分析和轨迹规划。以6自由度的UR10机器人为研究对象,以刚体运动的齐次变换理论为基础,应用改进的D-H法对UR10机器人进行了运动学建模,基于几何与代数法对机器人进行了正、逆运动学分析,得到笛卡尔空间中末端执行器的位姿与关节空间中机器人关节角度之间的映射关系,并通过实例验证了公式推导的准确性。最后,基于MATLAB机器人工具箱,应用梯形的速度混合曲线对UR10机器人进行轨迹规划的仿真实验。试验结果表明:基于梯形的速度混合曲线得到的轨迹规划,实现了机器人的运动轨迹的连续和平滑。