马铃薯输送臂防碰控制的研究——基于虚拟样机技术

结合马铃薯联合收获机输送臂系统的防碰工作原理,利用虚拟样机技术,建立输送臂的虚拟样机模型,并对二自由度输送臂系统的运动防碰进行了位置分析和预测,在基于对运动防碰问题分析的基础上,提出机械臂位置控制的算法。在虚拟样机软件ADAMS中建立了控制系统,并分析了系统运行的动态特性,得出输送臂的实际运动轨迹与理想轨迹基本接近的结论,解决了输送臂运动防碰问题,说明机械臂位置控的算法应用在马铃薯输送臂上是可行的。     

马铃薯联合收获机输送臂系统的运动防碰仿真

针对马铃薯联合收获机输送臂系统的结构,提出了基于Adams-Matlab的联合仿真方法和防碰撞控制的限位算法;在对运动防碰问题分析的基础上,对二自由度输送臂系统的运动防碰进行了仿真分析,得出了输送臂转角θ1和θ2关于时间的变化曲线,以及输送臂与马铃薯距离、输送臂与车斗壁距离随时间的变化曲线,证明了限位算法和控制方法的可行性,有效解决了输送臂运动防碰问题。     

马铃薯联合收获机输送臂的建模与运动仿真

依照马铃薯联合收获机输送臂的工作特性,引入虚拟样机技术,利用ADAMS软件建立了输送臂机械模型和液压仿真模块,在Simulink环境下建立了输送臂的控制模型。通过ADAMS与Matlab接口对系统模型进行了集成仿真;对输送臂的运动过程进行了分析与仿真研究。     

三自由度机械臂运动空间及其位置控制

文章以三自由度机械臂为研究对象,以提高其控制精度为目的,对机械臂进行建模,并求出其正逆解及运动空间。采用多次样条曲线进行轨迹规划,利用Simulink和Adams两种软件进行联合仿真,采用位置控制的方法进行控制,为了减少其运动过程中的误差而更贴近想要的位置,在控制过程中使其形成控制闭环,进而让机械臂更精准地达到设计位置。在仿真过程中理论轨迹和实际轨迹趋于一致,进而实现控制,达到设计要求。     

基于运动力学分析的六轴机械臂牵引控制设计

针对机械臂系统的位置/力学建模分析,对重构的模型进行静态和动态分析,降低了优化后机械臂结构的应力和应变,设计并优化了六轴机械臂的平行牵引控制。通过建立系统仿真模型并在MATLAB中仿真,在静态和动态工作条件下对设计的自适应位置/力控制器进行了求解和分析。经过多次迭代试验,证明联动六轴机械臂运动模型具有良好的运行稳定性,测试精度和误差范围都保持在较好水平,拓展了机器人的应用空间。     

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。     

基于SimMechanics机械臂自适应模糊PID控制仿真研究

针对传统PID控制机械臂在运动中存在跟踪精度低、响应速度慢、动态性能差等问题,提出采用自适应模糊PID控制。通过用Sim Mechanics搭建二自由度机械臂模型,分别运用传统的PID控制和自适应模糊PID控制方案进行仿真并比较上述两种方案控制效果。仿真结果表明,所设计的自适应模糊PID控制器相比传统的PID控制器对控制机械臂运动有更好的控制效果。     

死鸡捡拾机械臂设计及运动学分析

根据当前我国死亡肉鸡捡拾劳动强度大,人禽共患病的风险高等问题,设计一款五自由度的机械臂以实现死亡肉鸡的无人化捡拾工作。该机械臂各关节主要由电机驱动,选择单片机对各个关节电机进行控制,绘制其三维模型,同时建立该机械臂的D-H方程,并利用Matlab中的机器人工具箱建立其仿真模型,利用七次多项式插值对其运动轨迹进行仿真,并利用蒙特卡洛法对工作空间进行仿真分析。结果表明：该机械臂的工作空间在水平方向为半径980 mm的圆,可覆盖死鸡捡拾位置,可满足预设工作需求,同时根据仿真轨迹以及各关节速度加速度图可知机械臂各关节运动平稳,为之后控制系统的设计奠定一定基础。     

HN 4GDL-132型甘蔗收割机输送臂仿真及试验验证

为提高甘蔗收获机工作效率,将切断后的甘蔗段通过输送臂实时输送到田间运输车装斗中,输送臂结构的静力学分析至关重要。为此,针对HN4GDL-132型甘蔗收割机样机,利用ANSYS仿真软件对输送臂进行了结构静力学分析和振动模态分析,得到了输送臂小臂、大臂和连接轴的应力、应变云图。其中,小臂承受负载应力最大值为113.11MPa,最大变形量为4.24mm;大臂承受负载应力最大值为225.86MPa,最大变形量为5.30mm;连接轴承受负载应力最大值为232.38MPa,最大变形量为0.09mm,并分别分析了输送臂前4阶模态下的振动特性。采用应变片试验对静力学仿真结果进行验证,两者数值结果相对误差为20%以内,变化趋势一致。研究结果可为输送臂结构的优化设计提供参考。     

刚柔耦合串联机械臂末端位置误差分析与补偿

机械臂连杆柔性、关节柔性等非线性变形的综合影响,导致其末端位置发生偏离而产生误差。本文以IRB1410型串联机械臂为研究对象,采用理论分析、仿真分析与实验验证相结合的方式,对机械臂末端位置误差进行分析与补偿研究。首先,建立机械臂刚柔耦合理论误差模型,并运用Newmarkβ法进行数值仿真分析;联合ANSYS和ADAMS进行刚柔耦合机械臂末端位置运动误差仿真;为了实现快速补偿,提出基于BP神经网络的伪目标点法对位置误差进行补偿,补偿后其位置误差均方根减小了68.3%,说明该方法具有较好的补偿效果;最后,自主设计并搭建了测量实验平台,采用所提算法进行了误差补偿实验,对比补偿前后距离误差,补偿后误差均方根减小了77.01%,验证了伪目标点法对柔性误差补偿的有效性。