一种四自由度上下料机械手运动学分析

随着我国现代化进程的加快,工业生产的自动化程度越来越高,机械手在生产中的应用也越来越广泛,特别是在重复的体力劳动及有害的生产环境下,它可以代替人进行操作,在改善劳动条件的同时提高了生产效率,要使机械手实现更好的运动完成相应工作,就需要对机械手进行更深入的研究,根据机械手不同的结构和使用性能要求对其进行分析。课题组提出了一种由两个平行四边形连杆构成的机械手机构,该机构通过平行四边形机构实现机械爪在运动过程中始终保持水平。为了研究此机构,让其运动轨迹得到进一步优化,首先通过D-H法建立机械手的连杆坐标系,用一个固定自由度代替平行四边形机构,然后建立5个自由度的机械手数学模型;其次采用MATLAB对数学模型进行仿真建模,根据上下料机械手的结构特点和实际应用过程中的性能要求,对机械手在上下料过程中的运动步骤进行正逆运动学求解计算,计算规划出一条合理的机械手运动轨迹;最后分析规划路径中各个关节的角速度和角加速度变化曲线。结果表明,机械手按照规划运动轨迹运行过程中各个关节的运动特性曲线都是光滑的,不存在运动冲击,该路径是可行的,机械手能够实现稳定可靠的工作。     

一种串并混联机械手的运动学分析

一种7-DOF串并混联工业机械手由大臂、中臂、小臂和末端执行器依次串联而成,其中大臂为两自由度并联机构,中臂为单自由度平动机构,小臂为四自由度串并混联机构。该文介绍了该串并混联机械手的构型,对机构进行了运动学分析,求解了机械手的位置正反解。该结构的机械手具有工作空间大、末端灵活性好等特点,在现代工业及农业生产中有很好的应用前景。     

基于ADAMS的果品采摘机械手运动学仿真分析

机械手作为机器人的重要组成部分,具有一定的研究价值.为此,基于人机协作思想,对果品采摘机械手的结构及相关参数进行了设计,并对其进行了详细的运动学分析,利用代数法对机械手逆运动学进行求解,得到了机械手的运动学方程,为实现机械手的控制奠定了基础.最后,通过机械系统仿真软件ADAMS进行仿真分析,验证了运动学方程的有效性.     

苹果采摘机器人机械手运动学分析与仿真

通过齐次坐标变换建立了机械手的运动学模型,并对正运动学以及逆运动学分别进行了求解,通过初始位姿对运动学正反解进行了初步验证;利用矢量积法求解了机械手的雅克比矩阵,建立了机械手关节速度与末端执行器速度的瞬时对应关系;由机械手的具体结构设计出发,利用Pro/E 建立了机械手的实体样机模型,并导入仿真软件 ADAMS 中对其进行运动学仿真验证,使机械手整个运动过程直观化;同时分析了仿真过程中机械手各关节的驱动与机械手末端点运动变化的关系.仿真结果表明机械手的运动学方程解完全正确.     

圆形水果采摘机械手运动学分析与仿真

针对目前水果采摘劳动强度大、作业效率低及危险等问题,设计一种六自由度圆形水果采摘机械手。采摘机械手采用液压和气动系统相结合的方式实现升降、俯仰及快速采摘,且采用D-H法建立了各连杆坐标系,并对其进行运动学正解和反解分析;最后,运用Adams和Matlab对采摘机械手进行运动轨迹、夹紧力及工作空间的仿真分析。结果表明:机械手采摘的高度范围为230~5 100 mm,末端执行器关节的旋转角度为0°~280°,弧形手抓最大夹紧力为22 N,工作空间内的工作点分布均匀对称且水平方向上可360°旋转。通过仿真可有效地看出各连杆之间运动平稳,验证运动学分析的正确性,为进一步的研究提供理论基础。     

多末端苹果采摘机器人机械手运动学分析与试验

提出了一种多末端采摘机器人机械手结构方案,设计了机械臂、末端执行器及其控制系统。机器人机械臂采用主从两级结构,从臂前端可挂接多个末端执行器。末端执行器能进行果实连续采摘,其结构紧凑、驱动简单、通用性好,可适用于苹果、柑橘、梨等球形水果的自动化收获。针对设计的采摘机械手具有多末端的特点,提出了果树分区采摘作业策略,一个采摘区内各个末端执行器同时连续采摘、果实集中回收。在此基础上建立了机器人机械手运动学模型,采用D-H法推导了运动学方程,运用Matlab Robotics Toolbox进行了运动学仿真验证。制作了机械手物理样机并在实验室环境下进行了机械手运动学及采摘试验,结果表明,机械手各从臂末端位置误差小于9 mm,采摘成功率为82.14%。     

七自由度番茄收获机械手运动学求解

番茄收获机械手能够提高劳动生产率和作业质量,降低劳动强度,改善工作环境,实现收获作业机械化、自动化和智能化。为此,采用Denavit-Hartenberg坐标系,通过齐次坐标变换建立了7DOF番茄收获机械手的运动学模型,并对正运动学及逆运动学进行了求解。     

气动柔性果蔬采摘机械手运动学分析与实验

采用气动弯曲型柔性驱动器设计了一种带有柔性机械臂的多自由度果蔬采摘机械手。基于分段常曲率理论,根据柔性驱动器形变规律,建立了多关节串并联的采摘机械手运动学模型和抓持力模型,研究了机械手采摘作业时抓取模式、工作空间和手指输出力与气压的关系,并进行了相关实验验证。制作了机械手样机,并在实验室环境下进行了多种果蔬模拟采摘实验,结果表明,该果蔬机械手具有多种抓取模式,且动作灵活、柔顺可靠、易于控制,适用于球形和圆柱形果蔬自动化采摘作业。     

番茄收获机械手运动学优化与仿真试验

为分析并改善番茄收获机械手运动学特性,采用Denavit-Hartenberg坐标系,通过齐次变换建立了7自由度番茄收获机械手运动学模型。利用冗余度机械手的自运动特性,综合考虑可操作度和避关节极限两个性能指标进行运动学优化和仿真试验。试验表明,运动学优化后,机械手各关节速度变化均匀平缓,位置曲线过渡平滑,无关节越限现象,具有较高的灵活性,能够满足末端执行器的运动要求。     

样条权函数神经网络在机械手逆运动学中的应用

针对传统神经网络算法中存在的缺陷,提出了一种样条权函数神经网络,并将其应用于机械手的逆运动学求解中。该类型的神经网络结构简单,训练得到的权值是由三次样条函数组成,而非传统神经网络的常数,通过求解线性方程组得到三次样条函数的表达式。所以本算法不存在局部极小、收敛慢等缺点,仿真证明该算法具有较高的精度。     

智能型采棉机器人中单机械手运动学建模与仿真

针对我国采棉方式严重制约着采摘效率和收获成本的现状,提出了基于单机械手的智能型采棉机器人构想.根据D-H法则和机械手的结构参数,建立了单机械手的运动学模型,采用反变换法求解运动学逆问题,利用MATLAB仿真,验证了所建模型和所有连杆参数的正确性,保证了机械手各关节的准确运动,实现了棉花的实时、高效采摘,并且可以在上述机械手运动学模型基础上开展轨迹规划和避障等技术研究.     

基于Matlab的采摘机械手运动学仿真研究

结合人机协作思想,确定了采摘机械手自由度数目,并对其进行了结构设计,讨论了该机械手的运动学问题,并在Matlab环境下建立了采摘机械手的三维仿真图.同时,通过控制滑块驱动机械手运动,运动情况满足预定要求.编制简单的算法程序,对规划好的轨迹进行了运动学仿真,从而验证了连杆坐标系的正确性和连杆参数的合理性;在运动过程中各关节角连续变化,末端执行器可以实现预期的运动.     

收获采摘机器人的运动学分析及仿真——基于ADMAS

为了对五自由度关节式收获机器人五自由度关节机器人末端执行器的位姿和运动进行描述,运用传统的D-H法建立各关节运动学数学模型,进行运动学正、逆解,求得末端执行器的位置关系式。基于UG软件建立了该机械手的三维立体模型,并通过ADMAS软件对机械手抓取、采摘和放下过程进行仿真分析,确定其运动轨迹。结果表明:所建立的运动学方程正确,设计的机械手满足工作要求,有较强的操作性,为收获采摘机械手的设计制造奠定了基础。     

一种铰接式玉米田间管理机的运动学与动力学分析

针对一种新型高地隙铰接式玉米田间管理机,为了确保该管理机具有良好的转向性能,对管理机的静态转向特性进行研究分析,建立了管理机静态转向的运动学模型及动力学模型。同时,运用MatLab对模型进行仿真求解,分析了管理机运动学与动力学特点,为以后管理机进一步的改进提供了理论基础。     

机器人的柔性关节机械手控制分析

本文就当下柔性关节机械手的自适应控制进行详细研究.发现当机械手的系统参数较为准确的时候,其传统的反演控制算法可以基于实际状态反馈信息,对柔性关节机械手实现良好的控制.但是,若出现误差,会导致传统的控制方式下需要对关节加速度进行反馈,同时由于柔性机械手的控制信号当中有着噪声,就会对系统的动态品质造成一定影响.     

冗余铺丝机械手逆运动学的拓扑流形分析

针对优化的梯度投影算法在冗余铺丝机械手逆运动学求解问题中不一定存在最优解的问题,提出了一种拓扑流形算法。将冗余铺丝机械手的位形空间看作一个光滑流形,对耦合的位置逆解和姿态逆解进行解耦,然后分别针对位置子流形和姿态子流形进行仿真分析得到其相应的仿真拓扑流形。该方法可以将铺丝机械手的运动学问题抽象为数学中的曲面拓扑流形来研究,为铺丝机械手运动学在流形上分析提供了理论基础,同时也为后续铺丝机械手的最优化自运动控制提供了一种新的方法。最后以飞机S形进气道为例进行仿真,验证了所提方法的正确性。     

一种装卸作业机械手结构设计

为节省对不同物品装卸所需时间,笔者设计了一种新型的装卸作业机械手,并对其内部结构组成和功能进行了相应的分析。仿真结果表明：该机械手能够满足多种不同物品的装卸需求,工作性能优越,操作简单,成本低廉,并具有良好的经济性和高效性,有很高的实际应用价值。     

6-SPR并联机构运动学的一种分析方法

以建立惯性参数辨识的动力学方程为目的,提出了6-SPR并联机构运动学的一种分析方法.首先将各分支链视为独立的串联机构,确定各构件的空间位姿.其次构造并合理简化影响系数矩阵,将质心坐标从矩阵中分离出来,则构件的运动可以唯一地用其自身的质心坐标表示.以上平台为例进行理论计算,并用ADAMS软件进行了仿真验证.     

基于Pro/E的水稻秧盘摆放机的设计与模拟仿真分析

运用Pro/E软件设计了一种针对水稻植质钵育秧盘的摆放机,通过传送装置的横向进给机构与执行装置的纵向推进机构实现水稻秧盘的摆放工作,并根据力学原理推算出秧盘和地面接触时秧盘与水平面瞬间夹角α=3 0°~3 5°。应用Pro/E软件中运动仿真模块对推进装置进行了动态仿真,得到了在4种不同水平推进速度下秧盘运动轨迹,通过对机构的运动轨迹分析绘制出不同水平速度时秧盘竖直速度和tanα随时间变化折线图,并利用α范围优化出执行装置推进速度的最佳范围为100~150mm/s。     

一种玻璃板装卸机械手的真空系统设计

玻璃板装卸机械手的真空系统是机械手安全高效经济运行的关键。文章着重从装卸机械手真空系统的控制原理及回路的一个动作循环进行了基本工作流程的阐述,还从供给压缩空气、真空整个系统、工件状况及维护保养等方面考虑的基础上,对装卸机械手真空系统相关元件的选型进行介绍和设计计算。