随机不确定扰动诱发的机器人动力学行为及其优化

研究随机不确定扰动诱发的平面三杆双足机器人动力学行为,并对其进行优化。在实现理想情形下平面三杆双足机器人稳定行走的基础上,建立了随机不确定扰动下双足机器人的运动学模型、混杂动力学模型,研究了具有HZD反馈控制的机器人在随机不确定扰动下的动力学行为;针对随机不确定扰动,提出了一种BPNN-HZD反馈控制方法,采用该方法对平面三杆双足机器人进行控制,优化其动力学行为。仿真实验结果表明:当平面三杆双足机器人不能以足够大的力度补偿随机不确定扰动影响时,机器人会逐渐出现发散的动力学行为;BPNN-HZD反馈控制方法能够显著减弱随机不确定扰动对机器人动力学行为的影响,从而有效避免机器人的发散动力学行为。     

ADAMS环境下多关节型双足步行机器人步态仿真与结果分析

本研究应用虚拟样机的设计方法,在仿真软件ADAMS中建立多关节型双足步行机器人下肢行走机构的参数化仿真模型,应用ADAMS软件下的五次插值函数对行走姿态进行了规划,添加外部环境参数进行仿真试验,通过分析仿真过程截图、关节位移曲线以及比对关节位移曲线和规划关节角,验证步态规划的有效性。后期物理样机输入运动控制程序进行现场实验,其结果与仿真结果基本一致,进一步验证了双足机器人三维仿真的正确性,说明本设计的机器人步态建模方法与行走仿真具有较强的工程实用性。     

基于遗传算法的双足机器人足踝蹬地参数优化

为提高双足机器人步态的经济性,研究了足踝蹬地扭矩和蹬地时机对行走速度和能耗的影响。基于Matlab/Simulink建立了双足机器人仿真模型并搭建了控制程序,以行走速度为目标函数,利用遗传算法对不同步长下足踝蹬地扭矩和蹬地时机进行优化,以两腿间夹角确定步长。利用无量纲速度和无量纲能耗作为评价双足机器人运动性能指标,仿真结果表明,随着步长由40°增加到60°,机器人行走速度和能耗均随之增加。当步长为60°,蹬地扭矩为41N·m,蹬地时机为整个步态周期的43.82%时,双足机器人行走速度最大为0.48,对应能耗为2.97。以速度能耗比作为评价机器人步态经济性指标,仿真结果表明,双足机器人在步长50°,蹬地扭矩为35N·m,蹬地时机为步态周期的45.18%时,机器人步态的经济性更高,对应速度和能耗分别为0.43和2.26。机器人足底地反力出现3个波峰,当步长为50°和60°时,随着足踝蹬地阶段的出现,足底地反力出现第3个波峰,峰值分别为245.45N和281.23N。本研究可为双足机器人在特定步长下选取合适的蹬地参数提供重要参考依据。     

基于创新工程实践能力培养的小型仿人机器人设计

在深化创新创业教育的背景下,利用综合实践项目提高学生的创新实践工程能力,小型仿真机器人的设计与实践,能综合锻炼学生的工程实践能力。该小型仿人机器人设计包括机器结构设计、控制系统硬件设计、控制系统电路设计、软件设计及传感器检测等。实践证明,通过项目可以培养学生的创新思维、创新能力。     

基于UG的智能采摘机器人动画仿真设计

为了提高采摘机器人的设计效率,基于现代机械设计方法,将UG动画仿真软件引入到了采摘机器人的设计过程中,并采用参数化建模和虚拟现实技术,对采摘机器人样机进行性能测试和优化,有效提高了机器人的设计效率和设计质量。使用UG工程软件对采摘机器人进行了参数化建模,得到了采摘机器人装配体的各部分零件模型;然后利用虚拟现实装配技术,通过参数设置,对机器人的性能进行了仿真,实现了机器人的果实抓取、关节转动和移动等一系列的功能,从而验证了采摘机器人结构设计的可行性,为采摘机器人的结构设计和优化提供了基本依据。     

VR技术在采摘机器人仿真系统中的应用研究

采用VR虚拟现实技术,利用Novint Falcon控制器,以采摘机器人为研究对象,建立和搭建了采摘机器人的运动学模型和仿真平台,实现了采摘机器人的虚拟操作。仿真结果表明:采摘机械手精确地执行了圆形轨迹的运动模拟,实现了逆向运动学计算与仿真,为研究采摘机器人正、逆运动学提供了一定的理论参考。     

仿生地面行走机构的步态研究现状与进展

步态是一种生物特征,是研究地面行走机构的基础.为此,对双足人、四足动物、六足昆虫的行走方式和躯体形态以及它们在步态、体态方面的差别进行了综合论述,进而对不同行走方式的机器人的步态策略进行了论述,并对行走机构足数与性能进行了定性评价,展望了动物步态和仿生步行机器人研究的发展前景.     

六自由度农业采摘机器人驱动控制仿真研究

农业采摘机器人是21世纪精准农业的重要装备之一,利用仿真技术分析机器人的运行情况和合理的优化机器人是未来机器人的研究的重点.为此,采用Matlab/Simulink环境下的Simulink工具箱、SimPowerSystems模块库和powerlib模块库三者相结合的方法,建立了通用型六自由度机械手农业采摘(GMFS-360)机器人仿真模型并进行了仿真分析,利用Matlab的函数模块对机器人的运行性能进行了优化设定.然后,建立了农业采摘机器人的驱动控制系统仿真模型、定位控制系统仿真模型、速度和惯性矩系统仿真模型,实现了虚拟环境下机器人的各个旋转轴的驱动运行,通过仿真分析证明了控制算法和仿真模型的正确性.通过对农业采摘机器人仿真分析,可以直观地了解采摘机器人的构造原理及其运行状况,为农业采摘机器人的调试和具体实际操作提供理论依据和模型.     

基于MATLAB Robotics Toolbox的ABB IRB1660机器人运动仿真研究

为验证ABB IRB1660机器人改装为空间点焊机器人后的运动性能,根据ABB IRB1660机器人空间结构图,使用D-H参数法对其进行参数设计,在MATLAB中建立仿真模型,调用Robotics Toolbox中的功能函数对该机器人的正、逆运动学进行仿真计算,验证了仿真模型的正确性。最后调用jtraj函数对该机器人进行PTP轨迹规划仿真分析,仿真结果表明:改装后机器人各关节运动性能良好,运动曲线平稳无振动。该研究为ABB IRB1660工业机器人改装试验提供了可靠的理论指导。     

基于Java3D和VRML技术的采摘机械手运动仿真研究

为了实现采摘机器人机械手臂运动虚拟仿真过程的交互性,基于Java3D和VRML虚拟现实技术,提出了一种机械臂交互式三维场景生成及运动仿真系统。为了验证系统的可行性,以采摘机器人机械臂为研究对象,设计了基于采摘机器人机械臂运动仿真系统,并基于网络的特征,通过接口导入机械臂关节的造型文件,实现了采摘机器人机械臂仿真三维虚拟场景创建。对仿真系统进行了实验,结果表明:开发的采摘机器人机械臂三维运动仿真系统可以对采摘路径进行合理的规划,得到和实验基本吻合的轨迹,能够实时地显示关键力矩的变化,为关节结构的优化提供了数据参考。将仿真目标位置和预设位置进行对比发现,最大位置偏差不超过1 mm,从而验证了运动模型和算法的可靠性。     

工业机器人与视觉系统的集成研究

工业机器人是自动化生产线中重要的执行装置,传感器技术的不断进步和使用使得工业机器人的作用得到了有效提升。其中替代人眼功能的视觉传感器,可用于为机器人控制器提供视觉信息,实现机器人运行的智能化。本文提出了一种将视觉系统和仿真程序与工业机器人集成的方法,利用视觉系统检测目标物体并计算其在机器人工作环境中的位置。通过并行通信端口将目标对象的信息发送给机器人控制器,机器人控制器利用提取到的目标信息和仿真程序,控制机器人手臂对目标进行接近、抓取和定位。文章详细介绍了系统的技术细节和集成方法,通过实例验证了该方法的有效性。     

基于Arduino与色标传感器的双足机器人开发

随着科技的发展,机器人研究越来越受到人们的关注,尤其是在高校竞赛中,机器人竞赛更是一大热点项目。在此背景下,笔者设计了一种基于Arduino uno R3控制器和色标传感器的双足机器人,该机器人由其本体硬件与控制算法组成。机器人脚板面积小于100cm~2,采用聚丙烯板(pp板),腿部由轻质铝合金连接件组成,成本低,结构强度好。     

基于英语文本遥控的采摘集群机器人系统设计

随着机器人制造技术的不断提高及农业、工业和军事应用需求的变化,机器人的形体越来越小,应用数量越来越大,如何高效地控制由大量较为简单的小型机器人构成的系统已经成为当前机器人研究领域的一个重要问题。采摘机器人是农业作业过程中常用的机器人,一般采用单机器人的作业模型,而随着并行计算和云计算技术的发展,采摘机器人的群体控制成为可能。本研究将蚁群算法引入到了采摘机器人群体控制过程中,并采用英语文本编程的方式对采摘机器人进行编程控制,最后通过实验验证测试了其可行性。测试结果表明:采用基于英文文本的编程方法可以成功地实现采摘机器人集群控制算法,机器人集群可以成功地躲避障碍物,搜索到最佳采摘路径,为采摘机器人的集群控制提供了一种新的方法。     

机器人关节装配工作站的仿真设计与实现

随着工业机器人技术的发展,工业机器人在工业中的应用越来越广泛,学习工业机器人技术的人群也越来越多,为帮助初学者学习与系统梳理工业机器人的相关知识,笔者以ABB机器人关节装配工作站为例,逐步介绍了工作站仿真设计流程。     

五自由度SCARA搬运机器人的结构设计

在现代生产自动化的发展过程中,机器人搬运技术广泛用于电子产品、食品工业等小型工件的自动化搬运行业。近年来SCARA机器人发展迅猛,但在搬运过程中,SCARA机器人的结构只能满足工件抓取和放置的形态一致,在部分食品搬运过程中存在一定的局限性。文章根据SCARA机器人的搬运功能要求、工作特性及应用领域,完成了五自由度SCARA搬运机器人结构的设计。     

基于激光雷达的机器人定位信息处理技术分析

以激光雷达技术为基础,分析机器人定位信息处理技术的应用。该文对激光雷达原理进行说明,并建立激光雷达数据模型,将其应用在机器人运行中,根据实际优化机器人定位信息处理和方位,最后开展仿真试验,得出结论。结果显示,在机器人定位信息处理中,将激光雷达技术应用于其中,可以取得更好的应用效果,包括提高方位准确性、提高机器人的应用效率等。表明激光雷达技术在机器人定位信息处理中的应用,具有重要的现实意义。     

浅议六自由度焊接机器人的轨迹规划与运动仿真

近年来,智能化技术的不断发展,使工业机器人成为工业领域的研究热点之一,工业机器人需要在各种复杂环境下平稳运行,同时还要保证其轨迹规划的连续、光滑,只有这样才能提高工业发展水平。鉴于此,文章便对六自由度焊接机器人的轨迹规划与运动仿真进行研究,利用五次多项式来实现六自由度焊接机器人的轨迹规划,同时构建其运动学模型,通过MATLAB对其逆运动学问题进行求解,以此实现对六自由度焊接机器人的运动仿真。经仿真结果表明,采用上述方法不仅可使六自由度焊接机器人在运动过程中出现的加速不连续问题得到解决,而且其各关节的运动轨迹曲线也变得连续而光滑,能够对六自由度焊接机器人的轨迹规划效果进行直观检验,从而为工业机器人的轨迹规划工作提供了一种高效的方法。     

基于Simulink的采摘机器人智能控制系统云平台仿真

介绍了采摘机器人需求和系统总体框架,建立了采摘机器人运动模型和Simulink仿真平台,采用Simulink仿真工具对采摘机器人进行了运动分析。仿真结果表明:采摘机器人可以根据障碍传感器和工业相机获取的信息改变前行方向,实现了避障和转向功能,证实了采摘机器人运动模型和Simulink仿真平台的合理性和可操作性。     

焊接工业机器人实训工作站构建研究

工业机器人技术在现代制造业中的运用越来越广泛,必将成为未来智能制造的主流发展方向之一.就对接市场产业发展的职业教育院校而言,工业机器人技术也将成为机电类、自动控制类专业的新型发展方向.笔者借助自身所在院校专业办学定位调整,大力发展工业机器人技术专业契机,对焊接工业机器人实训工作站拟选用的型号、参数、实训内容及编程仿真软件进行了深入研究,以求加快推进工业机器人技术专业焊接实训项目的建设,从而提升专业办学水平与实力.     

并联机器人智能控制的实现及发展

本文对并联机器人智能控制项目的实现和应用过程进行简要分析,并着重阐释了并联机器人中智能控制项目的仿真发展,旨在为相关研究人员提供有价值的技术参考建议。