基于D-H参数的磁阻式球形电机动力学建模

三自由度球形电机的动力学模型是对转子运动过程的数学描述,在球形电机的闭环控制中用于计算转子从当前位置运动到期望位置时所需要的驱动转矩。以计算磁阻式球形电机驱动转矩为目标,提出一种动力学方程的建模方法。针对磁阻式球形电机的运动特征,将球形转子等效为三个串联旋转关节,推导出磁阻式球形电机基于D-H参数的动力学方程,再对方程中的未知参数进行辨识,最终模型的预测结果与仿真结果有较高的拟合度,试验验证了该模型在设定运动工况下的可靠性,为磁阻式球形电机驱动控制提供了理论基础。

基于D-H参数的六轴机器人运动学分析与仿真

将六轴协作机器人作为研究目标,对其进行了运动学分析,并通过D-H参数法实现了机器人的运动学研究与模拟,同时利用机器人的尺寸图与结构图建立连杆坐标系并形成了相关的参数表,在相同关节角度上分别通过正、逆运动理论与MATLAB模型中的方法实现了机器人末端的姿态计算与模型的正确性检验。通过蒙特卡洛算法可以计算出机器人的空间点云图,通过MATLAB工具包可以计算出机器人末端节点的位置、速度和加速度的拟合曲线。

基于D-H法的农业采摘机器人运动协作控制系统设计

为提升农业采摘机器人运动协作控制性能,降低机器人碰撞概率,利用D-H法优化设计机器人运动协作控制系统;改装位置、力矩以及碰撞传感器设备,优化运动协作控制器与驱动器,调整系统通信模块结构,完成硬件系统的优化;利用D-H法构建农业采摘机器人数学模型,在该模型下,利用传感器设备实现机器人实时位姿的量化描述,通过机器人采摘流程的模拟,分配机器人运动协作任务,从位置和姿态等多个方面,确定运动协作控制目标,经过受力分析求解机器人实际作用力,最终通过控制量的计算,实现农业采摘机器人的运动协作控制功能;通过系统测试实验得出结论:所提方法控制下机器人位置、姿态角和作用力的控制误差分别为14 mm、0.2°和1.2 N,在优化设计系统控制下,机器人的碰撞次数得到明显降低。

混合D-H参数法与改进CSA的康复机器人在老年人体育锻炼中的应用

针对当前康复机器人轨迹规划优化算法优化性能不足,导致康复机器人对老年人体育锻炼的辅助效果不显著的缺陷,提出一种结合D-H参数法和改进乌鸦搜索算法来进行康复机器人轨迹规划的优化方法.首先,基于D-H参数法对康复机器人进行运动学和动力学建模,在此基础上构建目标函数;然后,引入Levy飞行机制和Tent混沌映射策略来优化乌鸦搜索算法;最后,再利用改进乌鸦搜索算法来实现康复机器人轨迹规划优化.实验结果显示,改进乌鸦搜索算法完成收敛需要迭代39次,在函数f1上GD值为0.0020,比WOA算法低0.0005;在函数f2上GD值为0.0020,优于其他算法.结果表明,结合D-H参数法和改进乌鸦搜索算法能够有效优化康复机器人轨迹规划,从而提高老年人体育锻炼的辅助效果,对老年人的生活质量提升有积极作用.

无线自组织网络自举安全与D-H方案改进

无线自组织网络在实际应用中会面临诸多挑战。密钥管理方案是保证无线自组织网络自举安全的关键手段。D-H方案作为传统密钥管理方案之一,在实现其基本功能的同时,存在着容易受到中间人攻击、可扩展性差和不适于保护路由信息等缺陷。文章在分析D-H方案已有缺陷和自组织网络密钥管理方案的理想特性的基础上,提出D-H方案改进建议,包括引入口令认证、构建超立方体和身份签名等。

D-H法建立连杆坐标系存在的问题及改进

广泛使用的标准D-H法允许坐标系建立在轴线的延长线上,会导致不能针对所有关节连杆进行建模、建立的机器人模型与实体不一致,以及无法进行局部关节位置分析等问题。为了得到统一、直观、准确的模型建立方法,提出了一种统一的实体建模方法——坐标系固定在实体上的D-H表示法(简称CFDH法)。说明了CFDH法坐标系建立的方法、参数获取过程。以一个六自由度机械臂作为仿真对象,分别用D-H法和CFDH法对其进行建模,然后采用Newton-Raphson求逆解,比较两者计算复杂度并对两种建模方法进行整体对比。仿真和实验结果表明,CFDH法满足机器人运动学建模的需求,解决了D-H法存在的问题。

基于D-H参数法对矿用车载机械臂的运动学分析

随着煤矿智能化进程的不断推进,煤矿机器人的研发引起了科研人员的关注。由于井下作业空间受限、视线较差,使煤矿机器人的研发受到了制约。针对一种矿用车载机械臂展开分析,利用三维软件构建重载机械臂的三维模型,利用D-H参数法建立机械臂运动学模型,完成了机械臂执行端的运动学推导,然后用Monte Carlo法对车载机械臂模型的运动空间进行求解,为密闭空间内矿用车载机械臂的动力学及运动学分析提供了一定研究依据。

通用和修正D-H法在运动学建模中的应用分析

通用D-H法在机器人运动学标准建模中虽然已被广泛研究和应用,但其存在一个根本缺陷就是,对于两个相邻的平行关节,通用D-H法得到的齐次变换矩阵将是一个奇异矩阵,不能得到正确的模型,这样便无法对这部分关节运动进行正确的运动分析.而修正的D-H法是正对通用D-H所存在的缺陷进行了改进,保证了模型准确性.本文研究了通用的运动学建模方法 D-H法和该方法的应用缺陷,以及修正的D-H法对通用D-H法存在的缺陷进行的改进,并对修正的D-H法在自由度串联机器人正逆运动学中建立模型的正确性进行了验证.

基于D-H算法的四轴焊缝跟踪机械臂的设计及应用

开展运动学及动力学分析是研究机械臂的基础,D-H参数法是广泛应用的分析方法之一,通过仿真可以模拟机械臂的运动情况和动态性能,并验证模型的可行性。文章利用D-H参数法建立了机械臂的运动模型,并用MATLAB机器人工具包分析了该机械臂的正逆运动学特性,通过运动学轨迹仿真研究,验证了该运动模型的可行性。

基于偏差有向图和D-H方法的产品装配精度预测技术

装配精度预测对于产品装配精度保证具有重要意义。综合产品偏差源和偏差统一模型表达,提出偏差的旋量映射方法;在零件配合、双配合偏差传递分析的基础上,给出装配偏差有向图(Directed deviation graph,DDG)模型,并提出产品装配偏差有向图的构建流程。基于DDG模型,进一步研究用于装配精度累积的最小偏差路及其Dijkstra求解算法。在最小偏差路基础上,针对一维线性方向的装配精度预测,给出刚性零件装配偏差统计量的求解方法;针对多维空间方向的装配精度预测,提出借鉴并联机器人末端位姿计算的D-H(Denavit-hartenberg,D-H)方法,进行刚性零件装配偏差统计量的求解流程。基于装配偏差统计量,进一步给出产品装配精度评价指标,以及产品装配精度预测方法。以某产品的装配为例,介绍装配偏差统计量的求解及其装配精度预测过程。

基于D-H矩阵的球面5R并联机构误差建模及灵敏度分析

以D-H变换矩阵为建模工具,采用环路增量法,建立了包含杆件D-H参数的球面5R并联机构的误差模型,该模型不仅考虑了机构的结构参数误差,还考虑了由于加工和装配等原因出现的各转动副轴线和球心之间的偏差,使得误差模型更接近于工程实际;根据误差模型进一步计算得到了各从动件运动参数误差以及轴向间隙量的显式函数关系;最后对该机构进行灵敏度分析,研究了各几何误差源对该机构末端执行器位姿误差的影响程度。研究结果为该机构样机的标定、运动学补偿及应用提供了理论基础。

基于D-H变换矩阵的宽窄行分插机构运动特性分析与设计

为满足水稻插秧机宽窄行插秧的需要,以高速插秧机的行星系分插机构为研究基础,根据宽窄行空间插秧轨迹的要求,提出了一种斜齿椭圆齿轮交错啮合传动的行星轮系分插机构。确定了分插机构空间插秧轨迹的关键参数,利用D-H变换矩阵建立了机构的轨迹模型,分析了关键参数对插秧轨迹的影响,并进行了机构的运动特性研究。利用编写的机构优化程序,通过人机交互的方式优化出一组满足空间插秧要求的机构参数,并根据参数完成了机构的设计。最后,通过虚拟仿真验证斜齿椭圆齿轮交错啮合传动的分插机构可以满足水稻宽窄行插秧的要求。

D-H参数表生成三维机器人模型仿真系统

一般情况下机器人各关节的几何关系可通过Denavit-Hartenberg(D-H)参数表来描述。提出了采用D-H参数表生成机器人三维虚拟模型的方法,实现了机器人的可视化。仿真系统提供的视图控制功能和场景漫游功能实现了多角度、多位置观测机器人模型的几何结构,并为机器人操作人员提供了训练仿真平台。该系统可以作为机器人学习和机器人结构设计的辅助工具。

基于D-H矩阵的Stewart型并联机床位姿误差计算模型

针对6自由度Stewart型并联机床,以D-H变换矩阵为建模工具,建立起包含铰座位姿参数、杆件D-H参数的机床动平台位姿方程。采用矩阵微分方法推导出一个机床位姿误差线性化计算模型。该模型不仅使铰座位姿参数误差、杆件D-H参数误差等几何误差全部进入机床位姿误差计算方程,而且将机床位姿误差与几何误差之间的非线性隐式函数关系简化为线性显式函数关系。基于支链杆长方程建立起一个能描述机床位姿误差与几何误差之间实际映射关系的非线性计算模型,以其作为参考模型对线性化计算模型的有效性进行检验。仿真表明:在小误差条件下,线性化模型可以很好地逼近非线性模型,由于具有形式简洁、分析与计算方便等特点,基于D-H变换矩阵的位姿误差线性化计算模型可用于Stewart型并联机床的精度分析、精度综合及运动学标定。仿真结果还表明:当对机床位姿精度要求较高时,需要考虑杆件的全部D-H参数误差对机床位姿的影响。

D-H方法在弧面分度凸轮机构设计中的应用

采用D -H方法建立了弧面分度凸轮机构的坐标系 ,利用齐次坐标变换推导了弧面分度凸轮的曲面方程。并基于MATLAB软件对所得到的弧面凸轮曲面方程进行了验证 。

基于D-H方法的波浪滑翔器动力学仿真分析

为了研究波浪滑翔器多体结构的动力学特性,本文利用D-H方法表示了波浪滑翔器各部分速度和位置的关系,结合波浪滑翔器结构特性推导波浪滑翔器的动力学方程。通过水池试验验证模型正确性,在Matlab-Simulink软件环境下进行运动仿真试验。试验结果表明:该建模方法可有效表示浮体与滑翔器之间较强的耦合关系,相较于传统方法提供更多参数,更好地分析得出波浪滑翔器的运动特性和其影响因素,便于后续研究。

基于D-H法的串联机械手臂工作空间分析

以六自由度串联机械手臂为研究对象,对机械手臂的基本结构进行简化,基于D-H法,建立机器人手臂的连体坐标系,进而得到该机构的运动学正解模型;采用蒙特卡洛法对其工作空间进行了初步研究,并借助数学软件Matlab绘制了其工作空间,得到该机构手臂末端的工作空间云点图以及截面形状。研究结果表明:该机构具有较大的工作空间,可以用于水果采摘和农林作业。

基于给定工作空间的6R型机器人D-H参数优化设计

运用解析法分析并确定了影响6R型机器人工作空间的相关关节,进而运用图解法获得了6R型机器人工作空间边界曲线,并建立了6R型机器人工作空间的三维仿真模型。为了得到紧凑的结构,在给定工作空间的情况下,利用遗传算法对6R型机器人的D-H参数进行优化设计,得到了满足约束条件且使机器人连杆长度最小的最优解,并通过6R型机器人三维模型工作空间验证了优化结果的合理性。

基于D-H法油茶果采摘机器人正运动学分析

油茶作为一种绿色植物,其产业在中央、地方的大力支持下得到了较快、长足的发展,但限于目前油茶果采摘机械化程度低,致使人工采摘效率低,严重制约了油茶产业的发展。以机器人坐标系建立最为常用的D-H坐标系法为基础,并对D-H坐标系的建立予以介绍,以自行研制的油茶果采摘机器人为研究对象,建立油茶果采摘机器人正运动学模型,为今后进一步研究实验提供理论依据。

基于D-H法的5-DOF串并联机床运动学分析

基于3-UPS并联机构,提出了一种新型的5-DOF串并联机床。在3-UPS并联机构的运动平台上增加一个可摆动刀具主轴,结合工作台旋转实现刀具与工件间5-DOF相对运动。基于D-H法建立该串并联机床的坐标系,并推导了正解和逆解运动方程。最后利用Matlab软件进行了仿真分析,仿真结果表明所推导的运动方程能够正确反映机床各位置参数之间的关系,验证了该运动方程的有效性和合理性。可为串并联机床的位姿控制精度补偿提供参考。