The Inverse Kinematics Analysis of Six-DOF Robots

The kinematics of robots mainly analyses the transformational relation between links and the end-actuator position and orientation of robots,its two kinds of topics mainly include:direct kinematics topic and inverse kinematics topic[1].This paper mainly researched the inverse kinematics of Six-DOF robots,built Six-DOF robots inverse kinematics model with D-H parameter model,and worked out the robot’s homogeneous transformation matrix[2].Now we will build the model and study to the inverse kinematics of RBT-6SO3S which from Jiang Su Hui-Bo Robots Company.

VRML在六自由度并联机器人设计中的应用

六自由度并联机器人的设计过程十分复杂,VRML作为一种通用的虚拟现实建模语言,为各个设计过程之间架起了一座沟通的桥梁,从而加快了系统的整体开发过程。提出了利用VRML在廉价的PC机上构建六自由度并联机器人三维虚拟世界的方法,并给出了与其它编程语言之间的接口实现方法。

模块化六自由度机器人运动学标定与实验研究

针对自主研发的模块化六自由度轻载搬运机器人,使用激光跟踪仪并采用直接标定法进行了运动学标定与实验研究。采用D-H法构建了机器人连杆坐标系和机器人运动学模型,并运用微分变换的方法建立误差模型。通过激光跟踪仪测量机器人末端位置,将其与运动学模型求解得到的机器人末端位置进行比较,验证了误差模型的正确性。然后将误差模型计算得到的机器人连杆参数误差在机器人控制系统软件中进行修正。最后利用激光跟踪仪测量机器人的关节转角间隙误差,将误差值转换成脉冲数并在软件中进行补偿。机器人运动学标定实验表明,使用激光跟踪仪进行连杆参数误差补偿和关节转角间隙误差补偿可以明显的减小绝对定位误差,绝对定位误差降低了69.6%,定位精度有了明显的提高。

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。

基于神经网络的机器人的逆运动学分析

文章提出了基于BP神经网络算法的机器人逆运动学的求解方法,给出了基于神经网络的机器人逆运动学求解的具体步骤和设计神经网络的相关注意事项。通过对KLD-600六自由度机器人仿真表明该算法简单可靠。

六轴机器人设计及动力学分析

按照机器人设计要求对机器人进行了本体机械设计,并借助SolidWorks绘出其三维实体模型;然后将该虚拟机器人导入ADAMS平台,再参照机器人实际的几何参数、物理特性以及约束条件,建立了该机器人的动力学仿真模型,同时在接近机器人最大载荷处进行空间轨迹跟踪的仿真。仿真结果证明了本体机械设计的合理性,并为继续优化机器人结构和提升控制品质的后续研究工作提供了有价值的数据信息。

UR机器人运动学控制与视觉抓取算法研究

针对六自由度UR机器人技术要点进行了分析,对运动控制算法和视觉抓取算法进行了深入研究。首先,分析了UR机器人的机械结构;然后,通过数值迭代法对UR机器人的逆运动学进行了求解,严格控制了算法的精度和速度,验证了算法的正确性和快速性。最后提出了一种基于图像边缘轮廓特征的手段来实现视觉补偿,凭借对多目标的分块处理实现对于工件三维空间信息的定位,引导UR机器人的协作作业,确保了UR机器人工作过程的精准性和迅速性。

喷涂机器人高精度运动控制算法研究

针对6自由度喷涂机器人的运动控制问题,进行了相关高精度控制算法的研究。首先,建立了基于D-H法的连杆坐标系,其次从正、逆运动学建模两个方面对喷涂机器人进行了运动控制描述。分别通过Manocha消元法和拟牛顿迭代法对喷涂机器人逆运动学在示教再现和连续轨迹的应用场景下的计算方法进行了系统研究。最后,利用MATLAB绘图工具箱对研究结果进行了仿真实验,验证了正、逆运动学正确性和逆运动学的快速性和高效性。该算法改进了消元法中运算时间长达秒级的问题,使逆解算法可实际运用于机器人实时控制系统中。

蒸汽发生器检修机械臂监控软件设计

为实现对蒸汽发生器检修机械臂的远程控制和操作模拟与训练,设计了一套上位机监控软件。在VC++平台下,利用OpenGL和3DMAX建立了机械臂、蒸汽发生器水室和检修工具模型;设计了监控软件与六个关节控制器CAN通讯算法,实现了六个关节的协调控制;设计了轨迹规划算法和避碰监测算法,实现了机械臂的无碰撞运动;设计了机械臂单关节的重力矩补偿,提高了关节的控制精度。实际工作验证了监控软件的有效性,利用软件可实现对机械臂的远程控制,完成蒸汽发生器的检修任务,并可用于对操作人员的模拟训练。

UR机器人运动学与奇异摄动算法研究

首先分析了UR机器人的机械结构;其次通过数值迭代法对UR机器人的逆运动学进行了求解,严格控制了算法的精度和速度,验证了算法的正确性和快速性;再次提出了一种基于奇异摄动的控制方法,通过振动抑制方法将系统分为快慢两个子系统,实现降阶作用;最后绘制了正、逆运动算法的机械臂轨迹曲线,同时针对降阶后的系统设计控制器进行系统分析.实验结果验证了算法的有效性和精确性.

机器人在汽车挡风玻璃自动涂胶系统中的应用

对机器人在汽车挡风玻璃自动涂胶系统中的应用进行了阐述,对机器人工作站中的主要组成部件设计和功能进行了详细的说明。从机器人挡风玻璃涂胶系统的生产实际需要出发,提出并设计了一套玻璃自动对中识别装置,可以对不同规格型号的玻璃进行自动对中识别,提高了生产的柔性。并根据设计经验详细论述了此套系统的工作节拍。

六自由度检修机械臂监控软件设计与实现

针对蒸汽发生器检修机械臂控制系统,设计了监控软件的总体结构。完成了机械臂三维模型、操作界面、CAN通讯、轨迹规划算法和避碰检测算法的设计与实现。实际应用验证了监控软件的实用性及算法的有效性,能对机械臂进行远程控制,完成检修任务。

汽车风挡玻璃机器人自动涂胶系统的设计

对机器人在汽车风挡玻璃自动涂胶系统中的应用进行了阐述,对机器人工作站中的主要组成部件,自动输送带、预对中装置、转运托架、自动翻转台、精密自动对中台、胶枪枪嘴清洁保护装置的设计和功能进行了详细的说明.对供胶系统中的聚氨酯胶供胶系统、聚氨酯胶计量供胶装置、胶枪等提出了见解.同时从机器人风挡玻璃涂胶系统的生产实际需要出发,提出并设计了一套玻璃自动对中识别装置,可以对不同规格型号的玻璃进行自动对中识别,提高了生产的柔性.并根据设计经验详细地论述了此套系统的工作节拍.

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。

四元数法在AUV六自由度仿真中的应用

AUV六自由度仿真几乎无一例外都是基于欧拉角方法来求解运动微分方程,这种方法可以很直观地得到AUV的位置和姿态角,不过在纵倾角±90°的情况下会产生奇异点,使仿真无法进行下去.为克服上述不足,采用了四元数法取代欧拉法.仿真结果表明,四元数法可以进行任意角度的仿真.

新型六自由度机械臂的运动学分析与仿真验证

针对新型机器人六自由度机械臂的构型特点,采用传统的D-H法建立机械臂的连杆坐标系和运动学方程。在此基础上对传统的逆运动学求解的解析法进行改进,对得到的多组解采用能耗最小原则进行优化得出最适合的一组解。用MTALAB/SIMULINK搭建仿真模型,验证所得结果的正确性并分析所得结果的误差,仿真结果表明针对于此种构型机械臂的逆运动学求解,该方法无误差、耗能小,为类似构型的机械臂逆运动学求解提供了思路。

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。

基于单自由度Watt机构的拟人步态下肢康复机器人设计

针对目前大多数下肢康复机器人结构复杂、造价高昂、控制不便等问题,文章优化设计出一款Watt-I型六杆机构式单自由度拟人步态下肢康复机构。对下肢康复机构进行尺度优化设计,以正常步态轨迹为目标轨迹对Watt-I型六杆机构进行轨迹综合,得到机构尺寸;对下肢康复机构进行轻量化设计,在SolidWorks中建立其三维模型,并导入到ANSYS Workbench中进行拓扑优化,得到优化后的简化模型;采用响应面方法对连杆板厚及边长等参数进行优化设计;基于优化后的机构对下肢康复机器人进行结构设计,给出三维模型。结果表明:该机构能很好地复现正常步态轨迹,目标轨迹点与对应机构轨迹点之间的平均位置误差仅为7.76 mm;在满足材料强度的条件下,轻量化后的六杆机构质量减少32.66%。该下肢康复机器人仅需一个匀速驱动即可为下肢运动障碍患者进行步行康复训练,具有普惠性。

喷涂机器人运动控制和视觉补偿

针对斜交腕六自由度喷涂机器人技术要点进行了分析,对运动控制算法进行了深入研究。首先,通过D-H法对机械臂构建了关节坐标系;其次,对喷涂机器人进行了运动学建模,分别从正、逆运动学两个方面对其进行了详细的运动控制描述;再次,通过数值迭代法对喷涂机器人的逆运动学进行了求解,严格控制了算法的精度和速度,并通过MATLAB绘图工具对算法的正确性和快速性;最后提出了一种基于图像边缘轮廓特征的手段来实现视觉补偿,凭借对多目标的分块处理实现对于工件三维空间信息的定位,引导喷涂机器人的喷涂作业,确保了喷涂机器人工作过程的精准性和迅速性。

多自由度工业机械手的开发与研究

多自由度工业机械手是六轴机械手,其组成是由机械手下固定座、手爪、手转轴、手摆臂等机械结构、机械手控制气路以及控制电路部分,机械控制和气路控制部分包含传动结构部分和驱动动力部分、位置运行检测部分等组成。用可编程PLC程序来控制整个机械手的运行实施,动力可用伺服电机精确控制传动、涡轮来实现动力的转向等,达到整台机械手按一定的设定程序来实现动作要求,并且有序,有一定的运动范围轨迹,各轴之间有一定运行时间和速度的过程[1]。