摘要：提出了可重构星球探测机器人的概念,对系统中子机器人的研究进行了重点论述.通过设计恰当的子机器人连杆坐标系,利用Denavit Hartenberg方法完成了子机器人的运动学建模,并直接给出了子机器人的运动学正解模型.由于使用单一的求解算法不能求出工作空间的封闭解,因此综合利用代数法、几何法原理及空间投影关系,结合子机器人的结构特殊性推导出了运动学逆解,从而得到了工作空间内的所有解.在此基础上,考虑结构间的约束关系,给出了子机器人的工作空间及轨迹规划方法.最后,使用OpenGL对设计的子机器人系统进行了运动学仿真实验,实验以末端操作器的直线运动为例,充分考虑空间几何的关系,其结果有效地证明了建模及轨迹规划的正确性.

摘要：为实现螺旋锥齿轮倒角加工自动化,设计了6-PTRT型齿顶倒角机器人,采用Z-Y-Z型欧拉角变换描述动平台姿态,使用矢量法求解运动学逆解方程,结合几何约束给出了工作空间搜索算法,并计算了样机的工作空间。实例证明该算法可以较精确地计算出倒角机器人的工作空间,为倒角加工的轨迹规划、干涉检查与控制系统设计奠定了基础。

摘要：3-RSS/S是一种常见的少自由度并联机构,其运动学及力学性能被广泛研究。针对3-RSS/S并联机构的运动/力传递性能进行研究,使用旋量理论建立机构的数学模型,推导出机构的传递力旋量、输出运动旋量等参数;利用闭环矢量法得到机构的运动学逆解方程,通过数值算法计算逆解;采用能效系数法推导机构的运动/力输入、输出传递指标,定义机构的局部传递指标和优质工作空间;最后以平衡康复训练为应用背景,给出机构在两组参数下性能图谱。结果表明,数值算法能够判定逆解方程在某一构型下的唯一解;3-RSS/S并联机构各支链的运动/力输入传递指标只与各支链逆压力角的余弦有关;设计参数能够显著影响机构的局部传递指标,并从运动/力传递性能方面证明3-RSS/S适合用于平衡性康复训练。

摘要：目前,对髋关节外骨骼机器人的研究多数采用对髋关节运动进行解耦分析的方法,将髋关节的球副运动解耦成矢状面、冠状面和横断面上的转动运动,设计成串联机构。针对串联机构存在的误差累积以及人机耦合方面的问题,基于对人体髋关节的仿生分析提出一种并联式髋关节康复外骨骼结构,建立结构模型,并对结构进行运动学分析。通过OpenSim软件得到髋关节屈伸、内收外展角度在一个步态周期内的变化曲线,通过D-H坐标系方法得到结构逆解,选取步态数据点与ADAMS软件仿真得到的逆解进行比较验证。结果表明,逆解表达式正确,采用这种并联髋关节外骨骼结构,能够满足人体髋关节的运动转动角度要求,基本可以实现与髋关节运动吻合,有助于提高外骨骼人机交互性能。

摘要：针对建筑板材安装机器人工作流程及载荷要求,研制开发了用于机器人姿态调整的3-UPS/S结构并联平台。根据板材安装的特定环境,提出了基于倾角和激光测距传感信息反馈的机器人位姿检测方法。建立了机器人并联平台运动分析的数学模型,推导了其姿态运动学逆解方程,并通过ADAMS仿真验证了方程的正确性。试验结果表明,该并联平台的结构设计合理,能够实现大质量、大尺寸建筑板材的自动化安装。

摘要：海上廊桥在作业时由于受到风、浪、流等载荷的扰动会产生较大摇摆,极大地降低了海上作业安全。针对该问题,设计出一种具备运动补偿功能的三自由度海上廊桥试验台。首先构建海上廊桥试验台三维结构模型,建立包括不规则海浪以及船-海上廊桥试验台的运动学模型。通过欧拉角坐标转换法,运用运动学逆解得到每个电动缸的运动规律,利用拉格朗日法建立了试验台的动力学模型,在运动学和动力学推导结果的基础上,从实用性的角度确定采用运动学为该系统的控制基础。最后利用船舶运动模拟平台对试验台及其逆解算法进行验证。实验结果验证了该试验台具有良好的运动补偿效果,具有广泛的工程应用前景。

摘要：提出了运用变形关节将腿式与轮式两种运动方式相结合的一种多运动模式新机构,构建了多运动模式移动机器人的可变形轮腿坐标体系,分析了可变形轮腿的运动学特性,建立了其运动学模型,并进行了求解,应用计算机仿真技术对运动学进行了仿真验证,表明该机构不仅可以平稳移动,提高了移动速度,而且大大增加了多运动模式移动机器人对复杂地面的适应能力。

摘要：针对六关节串联型机械臂逆运动学,采用了布谷鸟搜索算法(CS)求解该问题。首先,为了平衡机械臂逆解过程中位置精度和姿态精度的差异,引入改进的权值系数进行分配。其次,在标准CS算法的基础上,采用拟蒙特卡罗方法中的Halton序列对种群进行初始化。然后,为减,少算法陷入局部最优的次数引入柯西扰动算子,并根据种群迭代次数动态变化,提出了具有自适应调整特点的搜索算法。最后,进行了对比仿真试验,结果表明,改进后的算法处理逆解问题效果更好。

摘要：在用Pro/E软件建立水轮机修复专用机器人的本体模型的基础上,利用BP神经网络与误差补偿相结合的方法,求解了水轮机修复专用机器人逆运动学问题,计算结果表明,该法迭代次数少,计算精度高,满足机器人实施控制要求。

摘要：遗传算法具有全局搜索能力强的特点,但易出现"早熟"现象;蚁群算法局部具有搜索能力强的特点。因此将遗传算法与蚁群算法结合,与此同时融合了云模型,提出一种适用于跨越越障式巡检机器人的求逆算法。为了提高算法的局部搜索能力及收敛速度,引入了网格划分策略的连续域蚁群算法;为了避免"早熟",采用了适应度值尺度变换;为了使参数自适应,采用了云模型进行修正。用遗传算法进行全局搜索,用蚁群算法进行局部迭代寻优,用云模型实现交叉算子和变异算子中参数的自适应。并以跨越机器人为对象,开展与遗传算法的对比实验,结果表明:该算法可以在避免局部收敛的基础上保证算法的稳定性以及提高收敛的速度和精度。