摘要：针对由脑卒中、脊髓损伤等造成的上肢运动功能减退、需康复的问题,设计了一款基于人体上肢尺寸的可穿戴式五自由度上肢康复机器人。使用改进的D-H参数法,建立了其运动学模型,结合数字仿真软件的机器人工具箱,验证了其模型的正确性;利用蒙特卡罗法得到机器人的工作空间云图,通过与各关节运动范围进行对比,验证了其工作范围的合理性。最后运用五次多项式插值法对其进行轨迹规划,获得了各个关节角的角度、速度、加速度的平稳曲线图。实验结果验证了上肢康复机器人结构设计的正确性和整个康复训练过程的可行性。

摘要：提出一种新型的五自由度精密定位平台的工作原理及其设计方法。工作台采用柔性导向机构实现平移及转动功能,采用压电陶瓷作为驱动元件,外置纳米级电容传感器作为位移量测量反馈元件,采用数字PID控制方法,可以实现纳米级精度的定位。给出了多种形式柔性导向机构刚度计算公式及设计实例。

摘要：为满足虚拟现实、网络游戏和手术模拟等的需求,本文设计并实现了一种能实现三维空间交互的新型五自由度USB光电鼠标,该鼠标在传统二维鼠标的基础上增加2个自由度,这2个自由度以滚轮的形式分布在鼠标的两侧,分别实现绕X轴和Y轴的旋转,从而实现5个自由度的交互输入.文中给出了硬件电路、固化程序、驱动程序、样机和应用系统的设计等.该鼠标完全兼容传统的二维鼠标,接入计算机就能直接当传统的二维鼠标使用,安装新的驱动程序后能实现三维交互输入,并且不再另外需要二维鼠标的配合,单手操作即可.实验表明:该五自由度三维鼠标交互输入的效果良好,并且操作简单方便.

摘要：针对机械臂在智能制造领域越来越大的需求,本文主要对五自由度机械臂系统进行设计,设计制作了一款具有人机交互功能的机械臂。通过对系统总体方案的设计,建立机械臂模型,选取关节连接件、电机、主控芯片和电源等部件,编写角度控制、姿态解算和用于解决冲击问题的比例-积分-微分(process identification,PID)控制程序,并结合模拟数字转换器(analog-to-digital converter,ADC)角度反馈,实现机械臂误差补偿,确定PID参数,通过拟合控制函数提高控制精度。同时,开发了实现人机交互的上位控制系统,并对泡沫块、小木块和方块纸3种不同物体在不同的位置分别进行抓取实验。实验结果表明,3种物体抓取成功率分别为100%,96%和98%,实验过程稳定可靠,满足设计系统可行性要求。该研究扩大了机械臂在工业领域的应用范围,对改善传统工业结构具有重要意义。

摘要：设计了一种新型五自由度混联机器人结构,对其构型进行了介绍和分析.应用D-H方法建立了该五自由度混联机器人的运动学模型.在此基础上,基于递归牛顿-欧拉算法对该混联机器人进行了动力学分析,推导了机器人各连杆的速度、加速度、惯性力和力矩,同时,推导了各连杆相互作用的力、力矩及关节驱动力或力矩,研究了各连杆的运动速度、加速度及受力情况.通过Matlab数值仿真和ADAMS虚拟样机验证了动力学分析求解的正确性,为后续结构优化和运动控制提供了依据.

摘要：针对非过约束五自由度并联机构是否存在这一机构学公开难题进行了解析判定。分析了构成两种五自由度并联机构所需要的约束的性质和数目,以及它们之间的关系。以螺旋理论为分析手段,得到了非过约束五自由度并联机构存在的解析条件,找到了可以由3条满足该解析条件的运动支链组成的机构。给出了这类机构存在的约束矢量条件以及设计范例。

摘要：基于气动柔性弯曲关节和球关节,设计了仿人类大拇指的五自由度气动柔性手指,通过对手指运动的分析,建立了手指控制模型。根据BP神经网络算法对手指进行控制,通过位置控制网络层计算驱动气压,并作为下层网络的输入,驱动器控制网络层控制数字比例阀的输入电压来控制手指的驱动气压,实现对手指的控制。系统仿真和实验结果表明,该算法能很好地实现手指运动的精确控制。

摘要：设计了一种五自由度磁悬浮开关磁阻电机系统，通过分析几种悬浮系统结构的利弊，提出了利用两个相同永磁偏置轴向径向磁轴承作支撑轴承的五自由度悬浮方案。对开关磁阻电机本体及磁轴承进行了参数设计，并对磁轴承进行了有限元仿真分析。构建了五自由度磁悬浮开关磁阻电机实验平台，进行了动静态悬浮实验，实现了系统0—36000r／min的稳定悬浮。结果表明，系统悬浮性能优良，结构紧凑，参数设计合理。

摘要：设计了一种五自由度的机械臂,为了解决运动学分析结果不易验证以及在实际本体上实验成本较高的问题,制作了一套简易五自由度小型示教机械臂模型。通过D-H法对机械臂运动学进行分析,然后在MATLAB上执行运动学仿真,运用蒙特卡罗法对示教机械臂的工作空间进行求解,仿真结果验证了预期设计目标。此外,对机械臂轨迹规划、运动仿真进行实验验证,实际结果与运动学分析的结果保持一致。

摘要：本文针对一种五自由度关节式机器人,利用各关节处相邻两连杆相对关系得到各连杆对基座的位姿描述,基于此,在机械手末端位姿已知的情况下,对其进行逆运动学分析,推导了各关节变量(角度)的公式表达。最后,利用VB软件编程实现了该机械手正、逆运动学分析的参数化及位姿的主、俯视图可视化仿真,为后续的机械手设计与研究提供一定的理论基础。