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。

同伦算法在6R机器人运动学逆解上的应用

针对一般6R机器人运动学的逆解问题,提出了一种自适应同伦算法的求解方法。利用Solid Works对机器人进行结构建模,根据D-H坐标法建立了相应的坐标系,建立机器人运动学模型后得到含六个未知变量的六个非线性运动学方程。在定点同伦和牛顿同伦的基础上,引入自适应参数构造自适应的同伦算法,避免了运动学逆解的雅可比矩阵逆阵奇异。再结合求解常微分方程初值问题的的四阶Runge-Kutta法和Matlab编程,最终得到机器人运动学逆解的全部解。该算法简单易行,计算效率高,为一般型机器人运动学逆解的研究提供了一种有效的方法。

五自由度仿人灵巧手运动学研究

为了深入掌握灵巧手运动过程,需要对灵巧手各关节的位移、速度、加速度、静力进行研究,得到运动学相关的理论数据。在分析了Shadow仿人灵巧手的机械结构特点的基础上,运用D-H坐标法,建立Shadow仿人灵巧手的运动学模型,推导出运动学正、逆方程,求解出正、逆解析解和雅可比矩阵,分析了灵巧手的微分运动学,求解出雅克比矩阵,并且得到了静力学相关参数,为下一步的理论研究和仿真实验提供数据参考。

一种铆接机械手的运动精度可靠性分析

介绍了一种六自由度工业机器人的运动精度可靠性分析方法。通过分析一种铆接机械手的结构,基于D-H坐标法,建立运动数学模型,并考虑加工和装配过程中尺寸误差和间隙误差的随机性,将结构参数和运动变量误差视为随机变量,建立运动误差模型,结合机构运动学和可靠性理论,构建机械手运动精度可靠性模型。通过算例,验证了该方法的可行性,为该类型工业机器人的可靠性设计和结构优化提供了一定的理论参考。

一种新型截瘫助行机器人机构设计与运动学分析

为实现截瘫患者独立行走,提出了一种仅实现髋关节和踝关节运动的四自由度机器人机构。根据人机工程学原理,对机构进行尺度综合后,采用D-H坐标法建立该机构运动学模型,得到助行机器人末端执行器的位置方程、速度方程和加速度方程,并在给定角度参数的条件下,采用Matlab软件进行运动学仿真验证分析结果。结果表明,该机器人能够满足截瘫患者独立行走的要求,且具有结构简单、成本低的特点,运动学分析的结果也为实现机器人行走控制提供了依据。

基于正交实验提桶机构的运动仿真与分析

对侧装式垃圾车提桶机构的关键设计参数进行研究,设置了3个影响因子:连杆长度,举升角,油缸铰接点位置。根据运动学基本原理,建立因子间矢量环方程,基于D-H坐标法推演出机构有效轨迹,运用ADAMS并结合正交实验法,考察不同因素对提桶稳定性能的影响程度,其间,通过ADAMS与Simulink联合仿真,提高仿真效率。最后对仿真结果进行极差与方差分析。仿真结果表明:在一定的油缸驱动状态下,提桶上升过程中具有速度波动,连杆长度对机构上升位移差与加速度波动影响最大,举升角对机构速度波动影响最大,油缸铰接点位置对机构稳定性影响很小,分析得到最佳参数组合,为提桶机构参数化设计提供参考。

基于MATLAB的工业机器人运动学分析与仿真

在工业机器人应用控制中,以华数HSR-JR605型机器人为研究对象,在探讨机器人工作空间、坐标系和连杆参数的基础上,采用D-H矩阵坐标法,结合计算机技术,利用Matlab和机器人工具箱Matlab Toolbox V9.10两个软件建立机器人运动学模型,进行正、逆运动学仿真和轨迹规划,仿真结果验证了HSR-JR605型机器人运动学模型的正确性和合理性,为后续机器人的研发工作做好理论铺垫。