基于SolidWorks六自由度机械臂的逆解求解与仿真

借助SolidWorks完善的二次开发功能,结合六自由度机械手臂的运动学逆解求解的理论研究,开发一种适用于大多数六自由度的机械手臂的逆解求解和运动仿真软件。首先运用基于三轴相交于一点的Pieper's solution解法来对机械手臂的运动学逆解进行求解,对于求解需要的矩阵则通过SolidWorks API中的矩阵相关函数来获取、计算;然后将求得的结果赋值给机械手臂模型中对应的角度来完成验证,对于一条连续的路径,则通过对路径上的每一点的计算、赋值,来验证规划所求得的路径的合理性。     

六自由度模块化机器人手臂奇异构型分析

对六自由度模块化机器人手臂工作空间内的奇异构型进行了分析。首先搭建模块化机器人手臂系统,并采用DH法对其进行结构建模,得到正运动学方程;其次,结合机器人手臂的正运动学方程,采用基于机器人连杆速度的方法构造其雅可比矩阵,再基于雅可比矩阵求解机械臂出现奇异状态的所有构型情况,得到所有奇异点并分别给出相应的手臂构型;最后,基于可操作度灵活性指标和最小奇异值灵活性指标应用Robotics工具箱对机械臂的奇异情况进行仿真分析,并考察机械臂处于奇异位型时末端参考点的可操作度椭球情况。仿真结果表明该机械臂共有3种奇异情况,验证了上述机械臂奇异位型分析的正确性,为后续模块化机械臂的轨迹规划研究和奇异点规避研究奠定了基础。     

六自由度模块化机械臂的逆运动学探析

机械臂主要是以人类手臂为模型进行设计,是一种能够节省劳动力消耗的工具,对我国经济的发展具有一定的重要意义。文章主要对六自由度模块化机械臂的逆运动学进行分析,为相关研究部门提供参考。     

5自由度机械臂的结构设计及参数优化

机械手采摘成功率与采摘范围不仅取决于机械手臂结构尺寸和特点,还与控制精度有关。文章结合棉花采摘的作业要求,对一种5自由度机械手臂进行了结构设计,并运用Matlab软件的Optimization Tool对机械手的变量进行了参数优化。     

六自由度机械臂逆运动学求解

对六自由度机械臂进行了正运动学分析与求解,并提出了一套解决六自由度机械臂逆运动学问题的算法,同时使能耗达到最少。首先从机械臂的结构特点出发,建立D-H坐标系,得到正运动学模型;然后通过对正运动学模型的可解性进行分析,采用矩阵逆乘的方法来得到机械臂逆运动学的完整析解;再通过求极值的方法来算出机械臂在运动过程中哪种运动轨迹耗能最少;最后用求解实例的方法验证正运动学模型和逆运动学求解的正确性。     

六自由度采摘机械臂系统设计

以Atmel公司的Atmega1280芯片为核心控制器,以六自由度关节型果蔬采摘机械臂为研究对象,设计了采摘机械臂的软硬件系统。运用D-H法对六自由度机械臂进行数学建模,并通过Mat Lab构建运动仿真模型,验证了其设计的可行性;通过软件编程实现了采摘机械臂单自由度运动、多自由度协调运动和运动规划等功能模式;同时完成了Labview上位机监控界面的设计;最后通过系统调试,实现了采摘机械臂的单自由度、多自由度及基本的运动规划功能。系统整体运动灵活,协调性较好,在精度和性能上都得到了很大的提高。     

应用于机械臂的凸轮式重力补偿机构研究

针对机械臂凸轮式重力补偿机构,采用凸轮弹簧机构,应用于多自由度、多关节的机械手臂平衡其重力作用。通过建立机械臂的静力平衡系统力学模型,根据凸轮轮廓的结构在静态平衡条件下的能量守恒原则,推导凸轮的轮廓曲线公式,并利用MATLAB软件绘制出内凸轮的轮廓曲线,并建立三维模型。     

六自由度水果采摘机械臂结构设计与试验

首先从数学模型建立、正运动学和逆运动学几个方面对水果采摘机械臂总体设计状况进行分析,随后重点分析六自由度水果采摘机械臂的主要结构及参数设计计算,对六自由度水果采摘机械臂的运动和任务进行设计规划,最后分析机具的实际效果及创新点,通过搭建采摘试验平台,对规划设计结果进行综合分析。研究中选取3kg六自由度机械臂作为研究对象,构建机械臂采摘运动模型,随后使用第五关节分离法解决机械臂自适应调整问题,并计算验证机械臂运动中的轨迹,最后使用试验分析方法对采摘效果和时间进行验证分析,采摘机械臂可以直接利用双目识别以及定位系统所提供的坐标,实现运动规划并完成果实采摘。采摘试验分析发现,单果采摘时间为25.5s/个,多果实采摘中使用关节角加权最小设定连续采摘任务,能够促进果实采摘时间的逐渐降低,提升采摘效率,降低生产成本与能耗。     

基于STM32体感交互式仿上肢采摘机械臂设计

农业采摘机械臂是提高农业自动化程度和生产效率的重要手段,针对传统农业采摘机械臂控制方式单一、与用户的交互性和控制效率较低的问题,提出并设计一种基于仿生学,能够实时模仿上肢采摘行为的体感交互式仿上肢机械臂系统。系统采用STM32微处理器作为主控芯片,采用6个舵机构建六轴仿生机械臂结构。采集端MUP6050加速度计获取人体手臂姿态信息,通过无线收发芯片SI4432实现手臂姿态的无线传输;机械臂接收端完成手臂姿态的无线接收及解析,从而控制机械臂模仿人体上肢的动作。试验结果表明,系统对仿人体机械臂动作的平均识别率为96%以上,动作跟随的平均响应时间为2～3 s,能够按照人体手臂的运动轨迹做出相应的模拟动作,跟随人体手臂完成各种抓握、屈伸、旋转等动作,较好地实现仿上肢采摘机械臂的功能。     

基于拓扑理论的变自由度机构分析与设计

在分析变自由度机构功能的基础上,应用拓扑理论对该类机构自由度变化的过程进行了构态描述,并对变自由度机构自由度变化前后的机构结构进行了分析和对比,找出了影响运动链结构变化的规律,从深层次揭示了变自由度机构的结构特点,同时为变自由度机构的综合、选型和应用提供了理论依据。根据变自由度机构的特点综合出该类机构的设计步骤,并设计了一种新型的机械抓手机构。     

基于关节力传感器的并联六自由度机构标定方法

提出了一种基于关节力传感器的并联六自由度机构结构参数标定方法.从力学角度出发,通过测量并联六自由度机构各关节驱动力,利用并联六自由度机构自身的运动学和动力学模型构造相应的辨识模型,实现其结构参数的标定.通过标定仿真验证了该方法的实用性和有效性.     

农业采摘机器人机械臂结构设计

【目的】农业采摘机器人是一种集机械、电子、传感、计算机于一体的多功能农业机械设备,被广泛应用于水果、蔬菜采摘领域。但其在对果实的识别和抓取方面仍存在很大的不足。【方法】机械臂是农业采摘机器人重要的组成部分之一,也是其主要执行机构。笔者根据机械臂结构特点与功能需求,设计了一种六自由度、关节运动灵活且可更换的采摘机器人机械臂,该机械臂通过控制系统调节3个平动关节在工作空间中的位置和角度,从而获得末端执行器能够完成采摘任务所需的最小工作空间,通过六自由度变换得出6个关节在工作空间中坐标系之间运动轨迹关系。该机械臂由视觉模块、驱动模块及控制模块构成。基于D-H参数法对采摘机器人机械臂进行运动学分析,并进行仿真验证。【结果】该机械臂具有较好的定位精度,能够满足农业采摘机器人对果实的抓取要求。     

气动机械手臂的关键技术特点及控制方式研究

机械自动化是各行各业发展的主要趋势,随着社会对工业生产效率的要求越来越高,传统的人力劳动和半自动化劳动已经不能满足现代生产加工的需要,通过自动机械手臂代替人工完成重复的体力劳动,不仅减轻了人工负担,更提高了工作效率和质量。针对机械手臂应用的特点,说明了其常见的种类和各自优势,分析了气动机械手臂的关键技术原理,总结了气动手臂控制的流程及方式。     

机械臂技术的研究现状及其典型应用分析

在现代化技术支持下,机械手臂的类型日渐多样化,应用范围也由传统的工业生产向着农业、建筑业、航空航天产业发展,设计出更加经济实用的机械手已成为当今学术界的热点。从机械臂技术现状出发,论述了机械手臂的结构功能、发展现状、应用领域等问题,同时论述了国内外机械臂近年来发展状况,并对未来的技术提升趋势进行了分析与展望。     

浅谈智能机械手臂造型设计

机械手臂对智能机器人而言,具有非常重要的影响和作用,同部分智能机械手臂可以单独使用,能够完成一些人类不能够完成的工作内容,同时还能够在各个领域中减轻人工的操作复杂性,同时还能够节省人工成本的投入。本文针对智能机械手臂的功能原理对造型产生的影响进行简单阐述,对智能机械手臂的造型特点进行对比,分析智能机械手臂在造型设计过程中材料和质感在其中的具体应用。     

机械手臂在机械工程技术领域的应用分析

机械手臂是机器人技术领域中得到最广泛应用的自动化机械装置,通过各个关节的协调运动与机械末端的配合来完成相应的工作。机械手臂种类繁多,各式各样,极大地促进了工业领域的发展,满足了日常生活的需求。本文概述了国内机械手臂发展现状,分析了机械手臂的分类和组成等,供有关人员参考借鉴。     

机械手臂结构优化设计

机械手臂的设计是目前机器人科学的研究范围内的热点.在本文中考虑的是机械手臂的重量、材料和移动速度的优化设计.在满足基本条件的前提下,通过最小化机械手臂的质量,验证了默认动作的设计可以满足要求.     

简析机械手臂转角自动控制器的设计与改进

随着当前科技技术不断发展,在一些大型的工业生产当中,对机械手臂的运用越来越普遍,机械手的有效运用,在很大程度上解放了劳动力、提高的工作效率以及工作的准确性。在机械手臂的工作过程当中,其中转角的自动控制器的设计和改进效果,对机械手的工作效率和工作的准确性等产生了直接性的影响,本文就针对机械手臂转角自动控制器的设计与改进性分析,并提出相关解决方案。     

基于树莓派控制的苹果大小分级机械臂的设计

由于现在大部分地区对于苹果的大小分级的效率较低,课题组通过使用Python编程和OpenCV图像处理设计了一款机械臂.机械臂是使用树莓派主板进行控制的,舵机实现机械臂各个关节处的转动,从而实现机械臂六个自由度的旋转.树莓派主板是在2012年发售的,它体积虽小,却具有电脑的所有基本功能,所以功能强大.利用机械臂实现对苹果...     

模块化六自由度机械臂逆运动学解算与验证

针对六自由度模块化串联机械臂,进行了正运动学求解,并提出了该种臂型的运动学逆解计算方法.从机械臂的结构特点出发,采用DH法进行结构建模,得到了正运动学模型.在逆运动学求解过程中,针对纯代数法找不到该种臂型的独立不相关变量方程的问题,采用几何方法求解机械臂前3个关节、后3个关节使用反变换法求解,通过给出解的组合原则,得到了该机械臂逆运动学的完整解析解.为满足机器人系统编程和实际控制需要,基于VC++编制了MFC的运动学算法程序,验证了正逆运动学求解的正确性,为机械臂精确定位和运动规划提供了必要的前提条件.