1P5R医用机器人的反解算法研究

本文研究了一种用于病人手术的1P5R医用机器人.针对该种机器人的具体结构,提出了一种新的位置反解算法.首先建立6个简单的运动学方程,经过消元后得到了一个一元12次多项式方程.说明在该种特殊情况下机器人的位置反解最多存在12个根,最后用数值算例进行了验证.

1P5R机械手运动学分析算法研究

为了研究1P5R(1个移动关节5个旋转关节)机械手新的建模情况,应用四元数和对偶四元数的矩阵形式,对空间1P5R机器人的位置正运动学和逆运动学进行分析,然后分两次采用Groebner基进行消元和降低次数,最后采用迪克逊结式进行消元,得到没有增根的一元16次方程,从而得出16组的解。这种与以前的方法有所不同,是算法的有益的补充。

基于对偶四元数的1P5R串联机械手的位置反解

本文介绍了对偶四元数的理论及其在串联机构中的建模方法,对空间PRRRRR机械手的位置反解进行了分析,通过对获得的四个位置约束方程构造Dixon结式,得到一个6×6的行列式等于零的矩阵,导出了一元16次方程,并使用数值算例验证了其全部根。此方法简洁明了,易于程序实现,为空间1P5R机械手的应用提供了新的理论基础。

1P5R型管片拼装机构分析及设计

以宁波轨道交通3号线一期工程的类矩形盾构机为依托,分析了类矩形管片拼装的难点。利用机构学知识,综合传统圆形拼装机构和该工程管片的特点,创新研发了一种1P5R串联型拼装机。结合对该拼装机机构形式和结构原理的介绍,探讨其特点及优势:体积小,动作灵活,可以实现90°以上的姿态调整;既能够完成类矩形圆周管片拼装,又能完成大长度中立柱的拼装。

基于倍矩阵的1P5R串联机械手逆运动学分析

将倍矩阵引入到串联机械手运动学分析的建模中,结合四维旋转矩阵,提出了一种空间1P5R串联机械手逆运动学分析的新方法。基于倍矩阵和四维旋转矩阵对空间1P5R串联机械手进行运动学建模,直接得到14个逆运动学约束方程;将14个方程通过线性消元和Sylvester结式消元,得到只含1个关节变量的一元16次方程。通过数字实例求解和SolidWorks软件仿真验证了所提方法的正确性。所提方法最大的优势在于可直接获得14个逆运动学约束方程,不需要进行矢量运算或者投影等,为空间其他串联机械手的逆运动学建模提供了一种新思路。