基于Kinect V2.0的6自由度机械臂控制系统的实现

机器人控制技术的不断发展,人与机器人之间的交互方式正朝着方便、快捷的方向发展。为了实现机器人控制的便捷性,采用自然用户界面(NUI)交互方式,设计了一种基于Kinect V2.0体感传感器的6自由度机械手臂控制系统;该控制系统以VS2015+Kinect SDK2.0为编程环境,编制控制程序;以Kinect V2.0骨骼数据控制6自由度机械手臂;使用人体肩、肘的旋转角度和抓手动作,分别来控制机械手臂的6个关节;通过串口通信方式,以Arduino为下位机硬件核心,验证了该方法的有效性。实验表明,此基于NUI交互方式的控制系统能有效且快捷地控制机械臂进行物体的抓取。

一种6轴搬动机器臂运动方程逆解的改良算法

为了提高一种6轴搬动机器臂运动方程逆解的准确性、易推广性,以一种实际工业机器臂模型为研究对象,建立实体的D-H模型,进行运动学正解仿真与分析,以及运动学逆解算法的改良和编程,运用MATLAB求逆解,进行仿真并与实验测得的结果比较,验证了逆解改良算法的正确性,文中对机器臂运动方程的逆解改良算法可应用于高校的机器人教学中。

基于ARM的六自由度扎针机器人控制系统设计

针对扎针机器人控制系统设计问题,采用六自由度机械结构实现机器人任意位姿的调整,以ARM芯片STM32F429IGT6作为主处理器,从控制系统硬件组成、选型、连接电路设计、软件流程设计方面提出了具体的解决方案,通过搭建实验系统,验证了方案的可行性。系统简单易实现、成本低、可扩展性好,能为扎针机器人早日实现临床应用提供解决思路和技术支持。

3P-3R机械手曲面轨迹控制的粗插补算法

针对6自由度3P-3R型机械手臂的机械结构,提出了一种基于二次曲面双参数方程的空间轨迹粗插补算法.本文分析空间二次旋转曲面的产品数学模型,通过参数方程求解二次曲面各点在笛卡尔坐标系中的位姿矩阵,从而计算出机械手臂每个关节的电机旋转角度.由MATLAB软件进行验证,观测此二次曲面的粗插补算法的准确度和精确度,生成数据文件后进行6自由度3P-3R型机械手臂的轨迹控制.实验结果验证了此二次曲面粗插补算法对机械手臂目标轨迹控制的正确性和有效性.

一种六自由度串联机械臂的研制

设计了一款六自由度串联机械臂,并对其机械结构与控制系统进行了详尽的论述。机械臂采用关节式的结构,工作灵活,可达空间大;基于PMAC多轴运动控制器搭建了切实可行的运动控制方案,控制系统具有很好的实时性和可扩展性。实验结果表明研制出的机械臂各关节运转良好,控制系统稳定、可靠,达到了设计目标。

基于拉丁超立方体抽样的六自由度机械臂工作空间分析

针对六自由度机械臂史陶比尔RX-90的工作空间求解问题,提出一种基于拉丁超立方体抽样的统计计算方法。用D-H法对机械臂建立数学模型,采用连杆坐标系变换的方法求出其运动学正解。对比了蒙特卡罗法和拉丁超立方抽样(LHS)的优缺点,根据机械臂笛卡尔空间和关节空间的映射关系,设计LHS法分析其工作空间,在计算机输出设备显示工作空间的点云图并且得到各坐标轴取值范围。通过MATLAB机器人工具箱仿真验证了求解结果的正确性和有效性,为后续机械臂轨迹规划及优化、动力学分析、运动精度控制、系统优化等研究方向提供了参考依据。

六自由度双臂机器人动力学分析与运动控制

人形机器人运动过程中稳定持物是机器人领域的一个关键研究内容,作为人形机器人中的重要研究方向,六自由度双臂机器人合作抓持重物的稳定性和安全性难以保证。通过对机器人持物运动过程中的受力和运动分析,提出了基于配置构型评估和动力学分析的控制方法,有效解决了持物过程中的稳定性问题。通过对轨迹点的局部最优调整抓取姿态,利用双臂操作过程中受力分析,借助典型的Lu Gre摩擦模型,构建摩擦力和滑动接触数理模型,并进行动力学分析,在此基础上,提出了相应的控制方法。通过数值仿真,验证了在此控制方法下六自由度双臂能够平稳有效的持物运动。

双臂搬运机器人结构设计与动态仿真分析

针对棒料搬运和无人机翼下弹药挂装,设计了一种基于双六自由度结构的双臂搬运机器人。对机器人总体构型和各驱动回转及末端执行器等重要部分结构加以阐述。双臂机器人由10个驱动转动环节组成,其中腰部和肩部回转为2个共用关节,双臂各有4个回转关节,组成双六自由度机械臂。机器人通过两臂间的协作可以准确地调整搬运对象的位姿,完成复杂的工作任务。双臂末端设计了回转型夹手,可以避免在棒料搬运过程中两个夹手凹槽方位不一致而产生的干涉问题。通过LMS Virtual. Lab Motion 3D仿真平台,对双臂机器人进行轨迹规划分析,通过设定运动轨迹上不同姿态的关键点,检测到机器人双臂能够协调运动,有效控制负载的姿态,验证了双臂机器人系统设计结构的合理性和操作的灵活性。

机械式娱乐机器人手臂联动机构的设计与研究

针对目前娱乐机器人多自由度手臂机构设计存在成本高、发展速度缓慢等问题提出机械式手臂联动机构,即利用六杆机构实现手臂前、后、左、右同步或交错摇摆,从而完成鼓掌、欢呼的动作。将优化设计思想与Matlab相结合,利用外惩罚函数法对两次简化后的手臂异步联动进行建模优化,求解出参数并用分支定界法确定杆件参数;利用控制变量法对手臂同步联动进行参数优化,以SolidWorks、ADAMS软件为工具,建立其仿真模型,进行运动学仿真,结果显示,优化设计的六杆机构异步联动行程比系数最优、同步联动两臂相位差最小,能很好地满足机器人手臂娱乐需要。最终从六杆机构参数映射到手臂联动机构,为娱乐机器人手臂联动机构的设计和计算提供参考。