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基于ADAMS的5-P4R并联机器人运动学分析及仿真 被引量：1
1
作者 解本铭 迟壮 《机电产品开发与创新》 2015年第2期1-4,共4页
对一种改进后的三自由度5-P4R并联打磨机器人进行运动学分析,并采用CAE软件ADAMS进行运动学仿真。运用螺旋理论分析并联机器人的自由度,通过D-H法建立机构运动学方程并求取运动学逆解,运用CAD软件Solidworks建立并联机器人虚拟样机后导... 对一种改进后的三自由度5-P4R并联打磨机器人进行运动学分析,并采用CAE软件ADAMS进行运动学仿真。运用螺旋理论分析并联机器人的自由度,通过D-H法建立机构运动学方程并求取运动学逆解,运用CAD软件Solidworks建立并联机器人虚拟样机后导入CAE软件ADAMS环境中,对虚拟样机添加约束条件和驱动函数进行正向和逆向运动学仿真,验证了改进结构的可行性和稳定性。 展开更多
关键词 三自由度并联机器人 ADAMS 运动学逆解 运动学仿真
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6R工业机器人的运动学分析与仿真 被引量：26
2
作者 朱庆浩 臧强 +2 位作者 岳华 钱奕衡 张凯 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2020年第8期953-958,共6页
为研究6R工业机器人的运动学问题,以IRB 120机器人为研究对象,对其进行运动学分析与仿真。首先,运用D-H法建立机器人的连杆坐标系,得到D-H参数。然后,推导出机器人的运动学方程,利用RobotStudio的仿真功能检验运动学方程的正确性,应用... 为研究6R工业机器人的运动学问题,以IRB 120机器人为研究对象,对其进行运动学分析与仿真。首先,运用D-H法建立机器人的连杆坐标系,得到D-H参数。然后,推导出机器人的运动学方程,利用RobotStudio的仿真功能检验运动学方程的正确性,应用蒙特卡洛法绘制机器人的工作空间。最后,基于代数法,采用位姿分离的方法简化运算过程,得到了机器人的运动学逆解;利用MATLAB GUI输出给定位姿所对应的逆解,验证逆解求取结果的正确性;通过运动轨迹仿真,验证逆解算法的有效性,可为机器人后续的运动控制研究奠定基础。 展开更多
关键词 工业机器人 运动学 工作空间 运动学逆解
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全局和声搜索方法及其在仿人灵巧臂逆运动学求解中的应用 被引量：14
3
作者 任子武 王振华 孙立宁 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期867-876,共10页
仿人灵巧臂逆运动学(IK)问题可转化为等效的最小化问题,并采用数值优化方法求解.和声搜索(HS)是模拟乐师在音乐演奏中调整音调现象的一种启发式搜索方法,目前还尚未在机器人机械臂逆运动学问题中得到应用.本文提出一种基于粒子群体智能... 仿人灵巧臂逆运动学(IK)问题可转化为等效的最小化问题,并采用数值优化方法求解.和声搜索(HS)是模拟乐师在音乐演奏中调整音调现象的一种启发式搜索方法,目前还尚未在机器人机械臂逆运动学问题中得到应用.本文提出一种基于粒子群体智能的全局和声搜索方法(GHSA),该方法在和声搜索算法中引入微粒群操作(PSO),采用粒子群策略替代常规和声搜索算法中的搜索法则创作新和声,通过粒子自身认知和群体知识更新和声变量位置信息平衡算法对解空间全局探索与局部开发间能力;同时算法还引入变异操作增强算法跳出局部最优解能力,基准函数测试表明该方法改善了全局搜索能力及求解可靠性.在此基础上以七自由度(7-DOF)冗余仿人灵巧臂为例,考虑以灵巧臂末端位姿误差和"舒适度"指标构建适应度函数并采用GHSA算法求解其逆运动学(IK)问题,数值仿真结果表明了该方法是解决仿人灵巧臂逆运动学问题的一种有效方法. 展开更多
关键词 和声搜索算法 粒子群优化 七自由度仿人灵巧臂 逆运动学求解
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三自由度摇摆台姿态逆解及ADAMS仿真 被引量：11
4
作者 闫述 王旭永 +1 位作者 陶建峰 朱野 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期325-327,472,共4页
分析一种基于并联机构的三自由度摇摆平台的结构与特点,该三自由度并联机构可实现三个独立的空间姿态角运动及其复合运动,尤其适用于只要求空间三自由度旋转、但不要求空间三自由度平移的场合。详细讨论了该并联机构的姿态逆解方法,推... 分析一种基于并联机构的三自由度摇摆平台的结构与特点,该三自由度并联机构可实现三个独立的空间姿态角运动及其复合运动,尤其适用于只要求空间三自由度旋转、但不要求空间三自由度平移的场合。详细讨论了该并联机构的姿态逆解方法,推出了可简便应用于实际的计算公式,并结合实例数值计算得到相应结果。同时应用ADAMS系统对该机构进行了实例参数下的计算和仿真,结果表明所推导的姿态逆解与ADAMS仿真计算是吻合一致的。 展开更多
关键词 三自由度 并联机构 运动模拟器 逆解 ADAMS仿真
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6自由度装校机器人逆解的确定 被引量：12
5
作者 谢志江 李诚 +1 位作者 刘楠 倪卫 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1563-1568,共6页
为了实现对自主研发的6自由度装校机器人的精确控制,提出了一种机器人的逆解确定方法。通过D-H(Denavit-hartenberg matrix)法建立机器人各连杆的参考坐标系获得D-H参数,推导出机器人的运动学正解并采用解析法求得运动学逆解。基于作业... 为了实现对自主研发的6自由度装校机器人的精确控制,提出了一种机器人的逆解确定方法。通过D-H(Denavit-hartenberg matrix)法建立机器人各连杆的参考坐标系获得D-H参数,推导出机器人的运动学正解并采用解析法求得运动学逆解。基于作业时间最优的思想,采用在X-Y平面末端定域方法从多组逆解中确定出一组运动学逆解。运动学逆解可以用于机械臂末端执行器的精确定位和运动规划,为实现机器人的轨迹规划及实时控制等提供了理论基础。 展开更多
关键词 自动控制技术 装校机器人 运动学逆解 解析法 末端定域
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工业机器人逆运动学的奇异回避算法 被引量：11
6
作者 董伯麟 彭航 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2016年第2期35-40,共6页
针对工业机器人运动学反解过程中奇异位形的回避问题,基于阻尼最小二乘法,推导雅克比矩阵条件数的一个新的上界估计式,并在此基础上提出一种连续阻尼自适应调节方法,使得在运算量较小的条件下能有效的保证算法求解的稳定性。仿真和实验... 针对工业机器人运动学反解过程中奇异位形的回避问题,基于阻尼最小二乘法,推导雅克比矩阵条件数的一个新的上界估计式,并在此基础上提出一种连续阻尼自适应调节方法,使得在运算量较小的条件下能有效的保证算法求解的稳定性。仿真和实验结果表明,与其他相关方法相比,该算法在奇异位形附近关节速度超调小,稳定性好。 展开更多
关键词 运动学反解 阻尼最小二乘 奇异位形 条件数
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双臂教学机器人的运动分析及仿真 被引量：7
7
作者 赵小英 梅志千 《河海大学常州分校学报》 2006年第1期24-27,共4页
为了进行双臂教学机器人控制系统的设计和方便机器人教学,对双臂教学SCARA机器人进行运动分析与仿真.给出了机器人的运动学正解和逆解,提出了一套机构简化方案,完成了机器人的各种手臂姿态规划,分析了存在的运动干涉约束.最后运用运动... 为了进行双臂教学机器人控制系统的设计和方便机器人教学,对双臂教学SCARA机器人进行运动分析与仿真.给出了机器人的运动学正解和逆解,提出了一套机构简化方案,完成了机器人的各种手臂姿态规划,分析了存在的运动干涉约束.最后运用运动学正解和逆解进行软件仿真设计,得出了机器人手臂的工作区域,并在工作区域内进行了圆弧运动仿真. 展开更多
关键词 教学机器人 运动学正解 运动学逆解 运动干涉约束 机器人仿真
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一种新型蛇形机器人的运动规划研究 被引量：5
8
作者 朱圣领 郭旭红 +1 位作者 芮延年 王翔 《机械设计与研究》 CSCD 2004年第5期23-25,共3页
设计了一种前进时可作周期性运动的蛇形机器人,按照平面机械手运动学求解方法,通过对蛇形机器人的逆运动学求解,得出在一个周期内几个关键时刻的关节角,并根据蛇形机器人运动的周期性,对各关节角采用曲线拟合方法规划出了关节角变化规... 设计了一种前进时可作周期性运动的蛇形机器人,按照平面机械手运动学求解方法,通过对蛇形机器人的逆运动学求解,得出在一个周期内几个关键时刻的关节角,并根据蛇形机器人运动的周期性,对各关节角采用曲线拟合方法规划出了关节角变化规律。最后,在做出的蛇形机器人的实体模型上验证了此方法的正确性。 展开更多
关键词 蛇形机器人 周期性运动 逆运动学 曲线拟合方法 实体模型
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基于小生境遗传算法的机械臂运动学逆解 被引量：4
9
作者 周骥平 朱兴龙 +1 位作者 陶晔 缪汉东 《扬州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2004年第1期28-31,共4页
在基本遗传算法的基础上,针对求解机器人运动学逆解的特殊性,引入小生境遗传进化的方法,有效地防止了遗传算法的早熟,从而可以求出所有可能的逆解.同时,通过双层进化机制加强了遗传算法的局域搜索能力,加快了遗传算法的收敛进程.该算法... 在基本遗传算法的基础上,针对求解机器人运动学逆解的特殊性,引入小生境遗传进化的方法,有效地防止了遗传算法的早熟,从而可以求出所有可能的逆解.同时,通过双层进化机制加强了遗传算法的局域搜索能力,加快了遗传算法的收敛进程.该算法在对非冗余度机械臂与冗余度机械臂的实例计算中都取得了较理想的结果. 展开更多
关键词 遗传算法 小生境 双层进化 逆解 机器人 运动学 机械臂
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基于PSO优化LSTM神经网络的机械臂逆运动学求解研究 被引量：7
10
作者 孙燕成 陈富安 《电子测量技术》 北大核心 2022年第13期40-45,共6页
针对机械臂逆运动学求解时使用传统解法实时性差,使用传统神经网络求解精度不高的问题,本文提出了一种利用粒子群算法(PSO)优化长短期记忆神经网络(LSTM)的逆运动学求解模型。首先建立串联式六自由度机械臂的模型进行运动学分析,获取训... 针对机械臂逆运动学求解时使用传统解法实时性差,使用传统神经网络求解精度不高的问题,本文提出了一种利用粒子群算法(PSO)优化长短期记忆神经网络(LSTM)的逆运动学求解模型。首先建立串联式六自由度机械臂的模型进行运动学分析,获取训练数据,然后利用粒子群算法对长短期记忆网络的隐藏层神经单元数和学习率迭代寻优,参数优化后的LSTM学习机械臂末端执行器位姿与关节变量的映射关系,最后通过训练好的PSO-LSTM模型对机械臂的关节变量值进行预测得到逆运动学解。实验结果表明,模型的逆运动学求解速度维持在10 ms以内,与传统解法相比提高了数十倍,且模型的均方误差低至0.001,在提高求解速度的同时还能够保证求解精度。 展开更多
关键词 机械臂 逆运动学求解 粒子群算法 神经网络
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一种新型五轴并串联机床的工作空间分析 被引量：6
11
作者 伞红军 钟诗胜 王知行 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期243-249,共7页
针对6自由度Stewart型并联机床工作空间小的问题,提出一种新型5自由度并串联机床,该机床由一个2-TPR/2-TPS空间四自由度并联机构串联一个可转动的部件组成,具有空间三维移动和两维转动5个自由度。介绍了该机床的结构布局特点,用解析法... 针对6自由度Stewart型并联机床工作空间小的问题,提出一种新型5自由度并串联机床,该机床由一个2-TPR/2-TPS空间四自由度并联机构串联一个可转动的部件组成,具有空间三维移动和两维转动5个自由度。介绍了该机床的结构布局特点,用解析法推导了位置反解方程和输出参数间的解耦关系。采用数值分析的方法生成了该机床的工作空间,分析了结构参数的变化对工作空间的影响。分析的结果表明,该机床机床结构简单,其工作空间较Stewart型并联机床工作空间大,能够完成对具有空间复杂曲面的工件的加工。同时也为该机床的进一步设计和研究提供了理论依据。 展开更多
关键词 并串联机床 5自由度 工作空间 位置反解
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一种新的六自由度机械臂运动学反解方法研究 被引量：7
12
作者 王俊龙 张国良 +1 位作者 敬斌 徐君 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第22期266-270,共5页
针对运用解析法对机械臂进行运动学反解仅适用于具有特定结构机械臂的不足,提出能量优化的遗传算法进行机械臂运动学反解的方法。为便于能量的量化计算,在进行机械臂运动学分析的基础上,建立四连杆简化模型。采用实数编码方式,以机械臂... 针对运用解析法对机械臂进行运动学反解仅适用于具有特定结构机械臂的不足,提出能量优化的遗传算法进行机械臂运动学反解的方法。为便于能量的量化计算,在进行机械臂运动学分析的基础上,建立四连杆简化模型。采用实数编码方式,以机械臂各关节角上下限为依据,建立与之相对应的染色体。以机械臂各连杆势能变化及机械臂末端与期望值之差作为适应度函数,评估个体的适应度。通过概率的方法实现选择、交叉和变异操作。实验结果证明了该方法的正确性。 展开更多
关键词 遗传算法 能量优化 机械臂 运动学反解
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重载三自由度旋转并联平台的位置逆解及其分析 被引量：5
13
作者 陶建峰 朱野 +1 位作者 闫述 王旭永 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期546-550,共5页
介绍了一种重载车辆运动模拟用三自由度旋转并联平台的结构与特点,该平台具有3个独立的角度运动参数,但平台在绕航向、俯仰和侧倾三轴转动时,会产生附加的平移运动,在一定的角度范围内附加平移运动的量值很小,因而可以用作车辆运动模拟... 介绍了一种重载车辆运动模拟用三自由度旋转并联平台的结构与特点,该平台具有3个独立的角度运动参数,但平台在绕航向、俯仰和侧倾三轴转动时,会产生附加的平移运动,在一定的角度范围内附加平移运动的量值很小,因而可以用作车辆运动模拟器.讨论了其中一种典型结构的位置逆解方法,并推导了相应的计算公式.通过数值计算,分析了结构参数对附加运动量值的影响,并得出了相关结论. 展开更多
关键词 三自由度 并联机构 运动模拟器 位置逆解
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双足机器人动态步态规划 被引量：6
14
作者 陈磊 张国良 +1 位作者 张维平 敬斌 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第1期267-270,共4页
针对目前仿人机器人动态步行在样机上实现较少的情况,将多项式插值方法运用于机器人踝关节轨迹规划,结合已知髋关节运动轨迹,利用几何约束的方法求取膝关节运动轨迹,得到完整步态周期内各关节运动规律,最终实现NAO机器人的动态步行。实... 针对目前仿人机器人动态步行在样机上实现较少的情况,将多项式插值方法运用于机器人踝关节轨迹规划,结合已知髋关节运动轨迹,利用几何约束的方法求取膝关节运动轨迹,得到完整步态周期内各关节运动规律,最终实现NAO机器人的动态步行。实验结果证实了基于多项式插值的几何约束规划方法是可行且有效的。 展开更多
关键词 NAO机器人 动态步态规划 零力矩点(ZMP) 逆运动学解算 Zero MOMENT Point(ZMP)
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采用APSO-LM-BP神经网络的挖掘机器人运动学逆解研究 被引量：6
15
作者 蔡改贫 刘鑫 +1 位作者 罗小燕 罗茜茜 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2020年第5期706-713,共8页
针对挖掘机器人执行机构的运动学逆解求解难、速度慢的问题,提出一种基于APSO-LM-BP神经网络的逆运动学求解方法。利用自适应粒子群(APSO)算法对BP神经网络中的连接权值以及阈值进行优化,再把BP神经网络训练过程中的梯度下降法用LM算法... 针对挖掘机器人执行机构的运动学逆解求解难、速度慢的问题,提出一种基于APSO-LM-BP神经网络的逆运动学求解方法。利用自适应粒子群(APSO)算法对BP神经网络中的连接权值以及阈值进行优化,再把BP神经网络训练过程中的梯度下降法用LM算法代替,以克服传统BP神经网络的输出误差大,陷入局部极优解的缺陷。仿真结果表明,与传统BP神经网络相比,APSO-LM-BP神经网络输出误差大大降低,训练时间更短,改善了算法的收敛精度和收敛速度,且满足挖掘机器人运动学逆解要求。该方法可以推广至任意自由度串联机器人的逆运动学求解,具有较强的实用性。 展开更多
关键词 运动学逆解 挖掘机器人 APSO-LM-BP神经网络 收敛
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3-RRRT并联机器人的位置正解研究 被引量：5
16
作者 李耀斌 赵新华 《天津理工大学学报》 2010年第2期15-18,共4页
本文介绍了一种新型3-RRRT并联机器人的特点,推导了该机器人的位置反解方程,获得了其位置反解,采用数值方法给出研究了该并联机构的运动学正解.运用Matlab软件计算进行了验证.
关键词 位置反解 位置正解 并联机器人
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三自由度纯转动并联机构的工作空间分析 被引量：5
17
作者 严骋 杜忠华 +1 位作者 沈磊 夏龙祥 《机床与液压》 北大核心 2014年第23期87-89,92,共4页
介绍了一种新型的三自由度纯转动并联机构,进行了结构设计,分析了机构的运动反解和影响机构运动空间的总体约束条件。采用动平台单位法向量的终点能够到达的区域来表示机构的运动空间。以某实际尺寸为例,借助MATLAB以图形方式表示出机... 介绍了一种新型的三自由度纯转动并联机构,进行了结构设计,分析了机构的运动反解和影响机构运动空间的总体约束条件。采用动平台单位法向量的终点能够到达的区域来表示机构的运动空间。以某实际尺寸为例,借助MATLAB以图形方式表示出机构的运动空间,计算出机构的最大旋转角。分析关键因素对机构运动空间及最大旋转角的影响,结果表明:当高度处于使初始杆长在中间位置,动、静平台外接圆半径相差不大时,机构具有较大的旋转角及运动空间。 展开更多
关键词 并联机构 运动反解 运动空间 旋转角
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一种3自由度并联拟人机械腿的动力学建模及伺服电机峰值力矩预估 被引量：5
18
作者 李研彪 李景敏 +2 位作者 计时鸣 郑超 赵章风 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1928-1936,共9页
为了弥补当前拟人机器人结构的不足之处和改善拟人机械腿的通用性和适应性,对一种3自由度并联拟人机械腿的动力学性能进行了研究。基于该机械腿的结构布局特点,推导出其运动学反解方程,研究了各输入速度的变化规律,利用拉格朗日方法建... 为了弥补当前拟人机器人结构的不足之处和改善拟人机械腿的通用性和适应性,对一种3自由度并联拟人机械腿的动力学性能进行了研究。基于该机械腿的结构布局特点,推导出其运动学反解方程,研究了各输入速度的变化规律,利用拉格朗日方法建立该机械腿的动力学模型。在该模型的基础上建立伺服电机的预估模型,主要包括对伺服电机转速的预估和对电机转矩的预估,分析了机械腿伺服电机驱动的角速度、驱动力矩的变化规律,得到了机械腿的动力学特性,并对机械腿伺服电机峰值力矩预估模型进行了验证,得到最大预估峰值力矩值为3.195 N·m.分析结果表明,该机械腿机构的驱动角速度和驱动力矩呈周期性变化。伺服电机峰值力矩预估模型为机械腿伺服电机的选型提供了理论参考依据。 展开更多
关键词 控制科学与技术 并联机构 拉格朗日方法 动力学建模 运动反解 峰值预估模型
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基于时间最优的三节臂挖掘机斜坡工况轨迹规划 被引量：1
19
作者 贾旭峰 史青录 +1 位作者 邵荷镜 彭丽娜 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第6期130-138,共9页
为了实现对三节臂挖掘末端的精确控制,文中运用解析法对运动学逆解进行求解,依据此方法对普通臂挖掘机和三节臂挖掘机的30°斜坡工况进行作业范围仿真和对比分析,仿真结果表明:该机型平整的斜坡范围比普通臂的增加了7.41%。通过逆... 为了实现对三节臂挖掘末端的精确控制,文中运用解析法对运动学逆解进行求解,依据此方法对普通臂挖掘机和三节臂挖掘机的30°斜坡工况进行作业范围仿真和对比分析,仿真结果表明:该机型平整的斜坡范围比普通臂的增加了7.41%。通过逆解可以确定出斜坡工况时间最优轨迹规划所经过的6个路径点,根据运动学约束,以4-3-3-3-4分段多项式进行插值,采用粒子群算法对各关节的插值时间进行优化,得到各个关节的位置、速度和加速度曲线。最后,将得到的关节角度信息转化在对应的油缸变化上,为特定工况下的挖掘轨迹控制提供依据。 展开更多
关键词 运动学逆解 粒子群算法 时间最优 30°斜坡工况
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TriMule机器人并联机构运动学分析与仿真
20
作者 江小辉 孙翼飞 +1 位作者 郭维诚 侯春杰 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第10期1664-1671,共8页
针对并联机构运动学模型求解困难的问题,以TriMule并联机构为研究对象对其正向运动学与逆向运动学进行了分析与仿真,并通过样机平台的加工工艺参数评价了运动学算法的正确性与稳定性。根据TriMule机器人机构特点,基于矢量法与连杆长度... 针对并联机构运动学模型求解困难的问题,以TriMule并联机构为研究对象对其正向运动学与逆向运动学进行了分析与仿真,并通过样机平台的加工工艺参数评价了运动学算法的正确性与稳定性。根据TriMule机器人机构特点,基于矢量法与连杆长度差迭代法建立机器人并联机构的运动学逆解及正解模型,推导机器人驱动支链长度与动定平台位姿关系;在机器人运动空间中选取样本位姿,应用MATLAB对所建立TriMule机器人并联机构运动学模型进行仿真验证,结果表明运动学模型求解算法正确稳定。最后搭建TriMule机器人搅拌摩擦焊实验平台验证运动学算法控制稳定性。 展开更多
关键词 TriMule机器人 运动学正解 运动学逆解 仿真验证
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