绳索式3D打印机驱动装置的设计与分析

为解决3D打印过程中,由于连接工作台连杆导致打印设备无法大型化制作的问题,设计了一种新型的利用绳索作为传动机构牵制工作平台进行运动的驱动装置。通过对系统模型进行运动学分析,得到了该装置的运动学正解与逆解,为装置的速度分析和运动控制等研究提供基础。利用Adams仿真软件建立仿真模型,得到工作平台的位移曲线和速度曲线,验证该方案的可行性。     

六自由度并联机器人在金属切削机床中的应用

本文编译了并联机器人在金属切削机床中的应用,详细叙述了该新型机床的性能特点、试验分析及应用前景,因此可供并联机器人研究设计人员在开发与应用时参考。     

基于MATLAB的ABB IRB1600机器人运动学仿真

为了验证工业机器人ABB IRB1600的运动学性能,依据其基本结构及参数,利用改进的D-H方法在MATLAB中进行机器人建模,调用MATLAB机器人工具箱中的fkine函数进行正——逆运动学仿真,并选择关节空间轨迹规划法对该机器人进行运动轨迹研究,最后得到了各关节空间的运动位移、角速度和角加速度的曲线,实现了对ABB IRB1600机器人的运动学仿真。     

KUKA-KR210-2机器人运动学及奇异性分析

为实现KUKA-KR210-2机器人的复杂运动控制,完成机器人末端的精准定位,对机器人进行运动学分析及奇异性分析。首先,依据KUKA-KR210-2机器人连杆参数及结构特征,采用标准D[KG-*8] -H参数法建立与厂家一致的机器人坐标系,求解机器人的正运动学;其次,根据机器人满足Pieper准则的特点,采用分离变量法求解机器人的逆运动学;然后,采用微分变换法分析机器人的奇异性;最后,使用MATLAB软件编写运动学求解程序并进行奇异性仿真,将求解结果与KUKA-KR210-2机器人示教盒数据进行对比、验证。结果表明：求解的机器人运动学数据与示教盒数据基本一致,误差在1 mm以内,运动学分析正确;奇异性分析结果符合机器人的结构特征。研究结果可以为KUKA-KR210-2机器人高级运动控制提供技术支持,也可为同类型工业机器人的运动分析及控制研究提供参考。     

包装并联机器人结构设计与仿真分析

并联机器人的开发和设计是现在工业机器人的重点内容,本设计针对包装的并联机器人结构,给出并联机器人的优化参数,研究基于工作空间设计要求的结构尺寸优化和设计方法,设计柔性手爪的结构方案。结合空间模拟和运动仿真分析的方式,验证了优化后的并联机器人结构的稳定性、高效性等特点,整个设计过程对柔性包装具有重要意义。     

一种新的机器人自组网群组运动控制模型

针对现有机器人自组网运动控制模型无法真实反映机器人运动规律的问题,提出一种新的群组运动控制模型(group movement control model,GMCM)。该模型基于机器人通用运动学模型,采用群组控制算法,对传统群组随机运动模型——参考点群组运动模型(reference point groupmobility,RPGM)进行修改,可描述机器人编队解散和集合的运动状态,满足群组分割与合并的需求。进一步实现GMCM模型,并基于GMCM,RPGM,DRGM模型对机器人自组网路由协议进行模拟仿真。结果表明,基于GMCM模型仿真时协议性能有所降低,较为真实地模拟了机器人编队运动,对机器人自组网的研究具有一定的参考价值。     

新型绞车滚筒自动排绳机构的设计与分析

设计一种新型载荷自动换向排绳装置,通过双向牙嵌式离合器结合特点驱动丝杆正反转动实现导绳轮自动往复排绳,在一定转速下通过Solidworks motion仿真软件,对简化后的模型进行运动学分析,得出输出件位移,冲击力等,为新型装置的平稳运行提供依据。     

永磁转子偏转式三自由度电机驱动系统设计

设计开发了一种新型永磁转子偏转式三自由度电机的驱动系统。在对电机工作原理及转子磁场特性分析的基础上,推导出电机定子线圈的通电策略,设计了分别基于单片机、L298N和霍尔传感器的控制电路、功率放大电路和位置检测电路组成的驱动系统。通过仿真计算和实验验证,完成了驱动器的设计,实现了电机的三自由度运动。     

移动机器人模块化机械臂运动学分析

机械手臂的运动学分析是移动机器人机械臂实现抓取作业的一个关键问题。为成功完成抓取作业,将移动机器人模块化手臂优选为4自由度构型。运用D-H法建立了机器人的运动学方程,基于装备在移动机器人的模块化手臂的运动学研究,建立了机械手臂自主抓取的数学模型,分析手臂的工作空间,并用Matlab仿真验证运动学算法的正确性。建立了视觉与手臂基础坐标系的位姿矩阵,并用实验验证了该构型的运动学结论和位姿转换矩阵的正确性。     

基于ADAMS的四足机器人运动仿真研究

作为工业机器人的一个主要研究分支,多足机器人具有很强的环境适应性和运动灵活性,正在日益受到重视。应用三维建模软件UG建立了四足机器人的模型,导入到虚拟样机分析软件ADAMS中生成虚拟样机模型,并对四足机器人进行了步态规划,利用MATLAB计算得到机器人关节运动轨迹,导入到ADAMS中,模拟了机器人的实际运动状态,得到其爬行轨迹。利用虚拟样机进行仿真为多足机器人步态规划的研究提供了一种良好的试验方法。     

一种基于UWB的护理机器人定位系统

护理机器人大部分时间在室内工作,由于室内环境比室外复杂且定位环境恶劣,因此需要具有很高的定位精度。为了更好地解决护理机器人的定位问题,建立了一种基于超宽带(UWB)的高精度护理机器人定位系统。首先,采用基于信号到达时间的定位模型,不需标签与基站之间的时钟同步,只需3个基站时钟同步来获取护理机器人上的标签距离各个基站的位置信息;其次,将收集到的位置信息通过室内局域网传输给利用Matlab搭建的上位机系统;最后,在上位机系统内进行偏最小二乘法线性回归,再通过遗传算法进一步对数据进行优化得到精确的位置信息,并进行仿真分析。结果表明,系统的定位精度相比于TDOA模型直接定位有较大的提高,能达到护理机器人的定位要求。基于超宽带技术的定位方法还可以应用于仓储物流小车等其他室内移动设备的高精度定位。     

遗传算法优化BP神经网络的岩质边坡稳定性预测

为了解决边坡工程中非线性变化给稳定性预测造成的困难,建立了GA-BP神经网络计算模型预测岩质边坡稳定性。采用定性评价和相互作用矩阵复核的方式,选取边坡坡度、边坡高度、斜坡结构类型、岩体强度、控滑结构面倾角、岩体结构特征、地表变形强度、人类活动强度8个评价因子作为BP神经网络的输入变量;利用遗传算法对神经网络的初始权值和阈值进行优化后训练岩质边坡稳定性预测模型;对比分析GA-BP神经网络和BP神经网络的预测效果。结果表明,优化后的预测结果误差绝对值小于0.15的占85%,未优化的传统神经网络仅占45%,优化后的预测结果更加接近真实值,表明遗传算法对传统BP神经网络的优化是有效的。研究结果对建立岩质边坡稳定性预测模型具有一定的参考价值。     

基于EEG的康复机器人脑-计算机接口技术研究

脑-计算机接口(brain-computer interface,BCI)是一种新型的人机接口方式,是康复机器人关键技术之一。介绍了基于脑电信号EEG的康复机器人BCI技术,论述BCI系统结构、工作原理以及关键技术。设计了基于事件相关电位P300虚拟矩阵,通过在头皮上放置电极,采集诱发脑电信号,经放大、滤波后,依据独立分量分析(ICA)原理,应用FastICA算法对特征信号进行了提取。从仿真结果可以看出,提取信号能较好地逼近期望信号。通过判断运动或意识的类型与特征信号之间的关系,从而识别出不同的用户意图,为帮助病人建立一种新的通信、交流方式以及康复治疗等方面提供了依据。     

3T0R类圆钢端面贴标混联机构构型优选

为保证用于圆钢端面贴标的工业机器人的设计质量,根据成捆圆钢端面贴标的工程应用场景,采用模糊综合评价法及层次分析法对尺度不确定的候选机构进行比较优选。以备选方案为基础建立模糊综合评价决策集,分析贴标工作及机构学相关知识,建立模糊综合评价因素集,比较各因素的重要性程度建立评价指标权重集,依据层次分析法对各评价指标建立模糊评判矩阵,由权重集及评判矩阵得到模糊决策集并对各方案进行排序优选,综合评价结果为RRP4RR RRRP4RRRRRRR。圆钢端面贴标混联机构可采用RRP4RR并联机构串接RR串联机构,所应用的模糊综合评价法可为贴标机构构型的优选提供决策依据。     

基于改进AG算法的机器人动态路径规划方法

为了充分发挥Agoraphilic(AG)算法的优越性,使其可以在动态环境中有效地进行路径规划,对传统AG算法进行了研究和改进,在计算自由空间力时增加了机器人和动态障碍物之间的相对速度分量,该分量可分解为2个方向的分力,一个分力使机器人向背离障碍物的方向运动,另一个分力使机器人向垂直于障碍物的方向运动,充当机器人绕行的动力。利用Matlab进行了仿真实验,将改进的AG算法和几种其他动态路径规划方法进行了对比。改进后的AG算法使机器人能够迅速躲避动态障碍物,有效地进行动态避障。研究方法不仅可以解决动态环境中机器人躲避动态障碍物并到达目标点的问题,而且与其他动态路径规划算法相比,具有路径长度更短、耗时更少、路径更平滑等优点。     

CMAC与非线性PID复合控制器在机器人中的应用

针对工业机器人是一个复杂的非线性■强耦合■多变量的动态系统,提出了CMAC与非线性PID复合控制器设计。该控制器由非线性PID反馈和CMAC前馈2部分构成,可消除初始输出力矩过大的弊端。采用非线性PID控制器替代经典PID控制器,因非线性积分环节可以随误差的变化进行调整,从而可以提高其自适应性和鲁棒性。CMAC学习速度快,网络收敛所需的训练次数少,可有效地用于机器人实时在线控制。仿真结果表明该设计方法具有有效性和可行性。     

基于反演方法的工程项目风险评价及控制研究

针对目前工程项目风险评价与控制模型的不足,将反演思想引进风险管理过程中,建立了基于模糊逻辑方法的工程项目投资风险评价与控制的反演模型。该模型在评价方面克服了传统方法中主观色彩浓重的缺点,也避免了智能算法在应用上的限制。在控制方面可以准确地找到工程失败的原因,进而指导其他项目的可行性研究和风险控制。