7自由度串联机器人运动学分析

以北京某大学自行研制的7自由度串联机器人为研究对象,对其运动学正解和逆解进行分析和研究。应用旋量方法推导出该机器人的运动学正解求解方程。在运动学正解求解方程基础上,采用位姿分离方法,将7自由度串联机器人的运动学逆解问题分解为位置逆解和姿态逆解两部分,并结合几何法和最短行程原则优化计算位置逆解和姿态逆解,继而完成了该机器人的运动学逆解求解。仿真结果验证了该7自由度串联机器人运动学逆解求解方法的正确性,且证明了该方法具有运算量小和精度高等特点。

六自由度串联机器人控制系统设计

针对六自由度串联机器人的控制问题,本文基于VC++平台对六自由度串联机器人控制系统进行设计研究。给出了机器人控制系统的整体设计方案,并对机器人控制系统的硬件和软件进行设计,同时通过机器人抓取的具体案例进行实验验证。实验结果表明,该设计既可以根据输入的位置坐标计算出每个关节转动角度,运动到指定位置进行作业,也可以实现运动和示教等基本功能,较好地完成搬运任务。该研究在工业生产上具有广阔的应用前景。

5自由度并联机器人设计方法

本论文以螺旋理论为基础 ,提出一种系统的结构综合方法 .根据各条支链对运动平台所提供的反螺旋约束的线性关系 ,研究了构成五自由度并联机器人机构的各条支链所有可能的运动副组合以及它们的空间几何条件 .利用这一方法 。

六自由度串联机器人自适应鲁棒控制算法的改进

针对鲁棒控制在六自由度串联机器人轨迹跟踪控制性能较差以及自适应控制收敛有限,容易造成机器人出现无法控制和往复震荡等现象。为此,综合考虑机器人动力传输与摩擦学特性,为降低测量误差对系统参数估计的影响,利用极大似然参数估计方法得到参数辨识的精确结果,同时将自适应鲁棒控制的积分参数估计调整为比例积分参数估计,在期望补偿自适应鲁棒控制算法的基础上提出改进自适应鲁棒控制算法。仿真验证表明,提出的改进算法显著提高系统的运动稳定性和可控性,轨迹的跟踪精度大大提高。

六自由度串联机器人轨迹误差分析与实验研究

为了研究六自由度串联机器人运动轨迹精度,建立了其轨迹误差模型,研究各误差源与末端轨迹误差的关系,在此基础上推导了误差源的线性模型。通过搭建非接触式激光跟踪测量平台,测量实验机器人末端绝对定位误差与轨迹误差,探究典型轨迹的误差形式。实验结果表明,动态误差源对末端轨迹的影响远大于静态误差源,轨迹精度远差于定位精度,随着速度增大,动态误差源影响越大,轨迹精度也越差。在不同条件下,圆弧和直线轨迹呈现出不同的误差曲线,但当速度变化时,曲线形式均变化不大。

钢丝绳传动5自由度机器人机构设计

提出一种用于物流系统的5自由度移动机器人系统,并对系统组成与功能进行了详细讨论。该系统机械臂由一种简洁高效的新型钢丝绳传动机构构成——行星8字形缠绕方式,整个结构紧凑高效,在减轻质量的同时提高对外做功的能力,并且解决了环形缠绕会产生的运动耦合联动问题,同时增加了关节的运动范围。还介绍了该系统的其他一些具体结构,如手部的丝杠螺母结构、钢丝张紧结构等。该新型钢丝绳传动结构在机器人研究方面具有一定的参考价值。

基于PLC控制的多自由度串联机器人系统研究

现阶段,机器人在现代工业制造领域发挥着重要作用。该文基于西门子S7-200和PEC-6600主控制器,采用伺服电机与步进电机作为多自由度串联机器人的运动驱动,搭建了机器人硬件系统。基于Step7-Micro/WINSP9和PLC-Config编程软件,对多自由度串联机器人控制系统进行编程。经调试,系统运行精确,达到了预期的控制要求,为多自由度串联机器人的研究提供了技术支撑。

一类六自由度串联机器人路径规划与模型仿真

以一类工业型六自由度串联机器人为研究对象,在关节空间和笛卡尔坐标空间对机器人末端执行器运动轨迹在建立机器人模型的基础上进行直线和圆弧两种路径规划[1]。在规划好的路径基础上引入插值点的位姿,将多个插值目标点在直角坐标系下的位置和姿态转化为关节坐标系下的坐标值[2]。在mATLAB中进行机器人模型仿真,验证机器人模型的正确性,使机器人按照预期规划好的轨迹完成作业任务。

基于六自由度串联机器人的电火花铣削加工实验研究

传统电火花铣削加工需在特定加工机床上实现,被加工工件尺寸与形状受机床限制,故将电火花铣削加工与六自由度串联机器人有机结合在一起,以此开展了一系列电火花铣削加工实验。首先,通过直线沟槽铣削加工探究电极尺寸、脉冲宽度和电极扫描速度对材料去除率和电极损耗率的影响;其次,通过曲线沟槽铣削加工探究本装置的加工精度,通过方形平面槽铣削加工研究铣削轨迹、轨迹重叠方式对加工的影响;最后,将基于六自由度串联机器人的电火花铣削加工装置应用于曲面工件的铣削加工。结果表明:基于六自由度串联机器人的电火花铣削加工具有很高的加工自由度且能实现较高的加工精度,具有很大的应用潜力。

5 自由度机器人操作器运动学逆问题的解析解

为求解5自由度机器人操作器的运动学逆问题,本文提出了一个完整的简化求解方程组,并利用此方程组求得具有解析解的5自由度操作器的8类结构形式及具有球型手腕的6自由度操作器的运动学逆问题的解析解.

五自由度串联机器人手部特殊的转动自由度

应用反螺旋理论，讨论当反螺旋是个ｈ≠０旋量时，允许转动轴线在空间分布规律．着重对五自由度串联机器人Ｍｏｔｏｍａｎ的运动性质作出分析。

5-DOF并串联机器人运动学分析及仿真

并联机器人强度刚度较高,但是工作空间较小;串联机器人工作空间较大,但强度刚度较小。混联机构因兼顾了并联和串联机构的优点而具有更加广泛的应用前景。文中介绍了一种新型五自由度并串联机器人来实现复杂曲面的加工。应用螺旋理论对其运动性质进行分析并计算了自由度。通过数值法推导了机器人的正解,运用解析法推导了机器人的反解。用SolidWorks构建了机器人的三维模型并导入到ADAMS中对其进行运动学仿真。仿真结果显示,该机器人能够实现复杂曲面的加工,可以为工业生产提供帮助。

基于ANSYS的串联机器人结构分析与优化设计

随着工业4.0与中国制造2025的提出,对工业机器人智能制造提出了更高的要求。目前,工业机器人存在工作效率低、重复定位精度底和稳定性低等问题。为解决这些问题,以自主研发的607型六自由度串联机器人为研究对象,首先,运用SolidWorks对机器人进行三维建模及样机装配;其次,利用ANSYS对机器人处于危险位姿下的结构强度进行有限元静力学与模态分析,仿真结果验证了机器人强度的可靠性;最后,对机器人占重比高及受力较为复杂的大臂进行了结构优化设计,优化后,其质量降低7.7%,位移形变降低10.6%,等效应力降低19.4%,使机器人刚度性能有所提升,同时实现了轻量化的目的。

串联机器人模态仿真与实验

针对HW700型六自由度串联机器人某一固定位姿,采用有限元仿真与锤击实验测试法相结合的方法对其进行模态分析。在模态仿真与实验中,计算得到了机器人前6阶模态振型与固有频率。在实验结果中,通过稳态图得到其基频为105.36Hz,达到了较高水平,显示出机器人整机具有良好的刚性和稳定性。对比仿真与实验结果,结果误差率最高为8.6%,两者具有较高的拟合度,可作为相互补充,有效验证了三维建模的正确性,并改善了机器人模态参数获取繁杂的问题。研究结果为机器人进行振动故障诊断及结构优化设计提供了重要参考依据。

串联机器人在高职教学中的应用

文章主要分析了目前各大高职院校所面对开设机器人课程中所遇到的多项难处,针对现今成本高、不开放、可视性差和参与动手能力差的特点,介绍了6自由度工业串联机器人的教学使用结构分析、关节传动组成、电机气动参数等,然后讲述了串联机器人的教学应用特点和可以进行的教学项目设计。

基于6自由度串联机器人的电火花铣削加工轨迹规划及伺服控制策略研究

针对传统电火花铣削加工所存在的灵活性不足和被加工工件尺寸受限等问题,提出了基于6自由度串联机器人的电火花铣削加工方法。基于四元数理论建立了工具电极复杂轨迹规划方法,实现了工具电极变姿态铣削加工。为了解决串联机器人无法满足电火花加工对放电间隙实时调整的快速响应要求,提出了工具电极垂直轨迹回退的伺服控制策略,实现了对加工间隙的快速调整。利用机器人的3个自由度和6个自由度分别开展了工具电极定姿态和变姿态下的电火花铣削加工实验,实验结果表明当工具电极变姿态时,加工过程中工具电极端部与工件表面发生放电,铣削加工轨迹的槽宽略大于工具电极直径,因此工具电极变姿态电火花铣削加工曲面工件时精度和效率更高。最后,在半球形工件上实现了电火花铣削加工三种复杂轨迹,验证了基于6自由度串联机器人电火花铣削加工技术的可行性和有效性,具有很大的市场应用潜力。

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。

一种新型3T2R并联机器人

理想的少自由度并联机构的所有分支最好具有完全相同的结构,保持结构的对称,以满足各向同性的要求。以单开链支路为单元,提出了一种新型的对称的少自由度的并联机器人机构。研究结果表明,该机构的运动平台具有三维移动和两维转动的5个自由度。

扩展线位移法快速实现机器人末端线速度规划

将用于数控机床的扩展线位移方法引入到六自由度串联机器人末端运动线速度规划算法中,以提高机器人末端运动线速度控制效率。该算法借鉴数控机床中将刀具实际运动线速度与编程指定速度相互关联的扩展线位移方法思想,将机器人末端运动线速度转换为机器人运动矢量合角速度最终实现机器人末端运动线速度规划。通过搭建的机器人实验平台进行实验,实验结果表明提出的扩展线位移方法在机器人末端沿直线轨迹和圆弧轨迹运动时的实际合角速度与理论推算合角速度基本一致,实际关节角速度与理论关节角速度趋于一致。表明该方法能够有效实现机器人末端线速度轨迹规划。