一种并联机器人轨迹规划算法研究

针对并联机器人工作空间微小线段间拐角处产生的冲击与振动问题,提出一种基于笛卡尔空间与关节空间相结合的机器人联合空间轨迹规划方法。在笛卡尔空间中采用三次非均匀有理B样条曲线对机器人末端执行器复杂的加工轨迹进行插补。为解决笛卡尔空间微小线段间拐角处的切向不连续导致轨迹突变的问题,基于并联机器人逆运动学模型,将笛卡尔空间轨迹规划算法所得插补点映射到关节空间,采取五次均匀B样条曲线进行第二次轨迹插补,平滑并联机器人运动过程中加速度及加加速度突变曲线。并在动力学层面验证所提算法的有效性。仿真结果表明:联合空间轨迹规划策略能使机器人末端执行器较好地改善连续高阶曲率导数的轨迹平滑问题,提高末端跟踪精度。实验结果表明:末端跟踪误差值最大减少21.12%,力矩最大值减少11.65%。

一种新型板材安装机器人的空间直线轨迹规划

针对自主研发的建筑板材安装机器人进行了空间直线轨迹规划的研究。对该机器人进行了运动学分析,并在关节空间中运用模拟CP控制方法配合五次多项式插值进行轨迹规划,从而保证了在运动控制中各关节运动的实时同步性和速度连续性。借助Matlab机器人工具箱和Labview编程软件进行了仿真与实验,完成了对机器人末端空间直线轨迹规划的任务。

空间椭圆弧轨迹规划的实现方法

用切线拟合和压缩圆两种算法实现了空间的椭圆弧轨迹规划。首先针对平面情况建立了数学模型 ,进而利用矢量旋转推广到一般的三维空间。仿真和实验均表明 ,压缩圆法的CPU耗时与圆弧规划在同一个数量级 。

五自由度机械臂运动分析及轨迹规划

基于以设计家庭服务类机器人的5自由度手臂,通过在SolidWorks中建模设计构建了5自由度机械臂的模型。运用D-H法建立了机械臂的数学模型,得到相关几何参数后分析计算了其正逆运动的算法。利用MATLAB软件仿真分析了其正逆运动的正确性,着重阐述了其关节空间的轨迹规划并给出了其在笛卡尔空间内的位移轨迹与工作空间。

六自由度机器人的运动学分析及码垛轨迹规划

现如今生产过程中的码垛场景多为专用的四自由度码垛机器人,通用性和灵活性较差。为提高码垛过程中机器人的通用性和灵活性,实现六自由度串联机器人的码垛,根据改进D-H法,在UR5机器人各关节末端建立固连坐标系,推导出UR5的正运动学变换矩阵及逆运动学各关节表达式。使用梯形速度控制,确定了码垛过程中直线轨迹部分的运动规律,得到了码垛过程中圆弧轨迹部分的坐标转换关系及机器人末端运动过程。在空间中规划出码垛时机器人末端轨迹,并进行仿真。绘制了各关节运动曲线,表明机器人在码垛过程中轨迹平滑,运行平稳,对六自由度串联机器人的码垛研究具有参考意义。

基于MatLab的多目标猕猴桃无损采摘路径规划

针对棚架式猕猴桃种植模式,为了解决多目标猕猴桃采摘中可能损伤的问题,设计了一种猕猴桃采摘顺序的方法。该算法首先在XOY平面上求解所有目标猕猴桃的中心点,以该中心点为圆心,然后求解各目标猕猴桃XOY平面上距离该中心点的距离,并以此为半径寻找同心圆。采摘的顺序采用由外圆不断向内采摘,避免机械臂采摘目标点的过程中不会因碰撞其他目标而造成损伤。同时,采用空间直线进行路径规划采摘,以提高采摘的效率。

工作平台可翻转的3D打印机装置结构分析

为了解决当前3D打印制造过程中一些具有悬臂或者空腔结构又不允许添加内部支撑结构的打印件无法制造的问题,设计出一种工作平台可翻转的3D打印机,介绍了其结构组成以及工作原理;通过对系统模型进行运动学分析,得到工作平台机构运动学正解与逆解,为结构的速度分析和运动控制等研究提供了基础。利用ANSYS仿真软件对系统建立仿真模型,得到工作平台结构和喷头结构的应力与模态分析,验证了设计方案的可行性。实现了工作平台可翻转的可能性,完成无支撑结构的曲面结构打印。

基于虚拟样机的六自由度弧焊接串联机器人的运动仿真

针对弧焊接机器人的特点,建立了六自由度串联机器人D-H运动学模型,对模型进行了运动学分析。提出了基于多项式函数插值法的空间轨迹规划方案,算例验证显示:手臂运行平稳,空间点全部在机器人工作空间以内。为模拟实际工作过程,进行了虚拟样机仿真,仿真曲线平稳,无骤变现象,验证了该机构的合理性。