六自由度机械臂运动学分析与仿真 被引量：12

1

作者 吴万欣 田军委 +1 位作者 丁良华 张云辉 《天津理工大学学报》 2022年第1期8-12,22,共6页

为检验六自由度机械臂设计合理性,对其进行运动学建模及仿真。首先,依据Denevit-Hartenberg(DH)法建立机械臂的运动学模型。其次,对机械臂进行正向运动学理论分析。最后,利用MATLAB软件对机械臂正向运动学和末端执行器的可达空间进行了... 为检验六自由度机械臂设计合理性,对其进行运动学建模及仿真。首先,依据Denevit-Hartenberg(DH)法建立机械臂的运动学模型。其次,对机械臂进行正向运动学理论分析。最后,利用MATLAB软件对机械臂正向运动学和末端执行器的可达空间进行了仿真分析。对机械臂进行正向运动学仿真分析后发现,仿真结果与理论计算值相差很小。对机械臂的可达空间进行仿真分析发现,机械臂的运动轨迹近乎球形,且在xoy、xoz和yoz平面投影上没发现明显空洞或空腔。仿真结果表明,六自由度机械臂的设计满足设计要求。 展开更多

关键词 六自由度 机械臂 运动学分析 仿真 蒙特卡洛法

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基于RBF神经网络的六自由度机械臂轨迹优化 被引量：9

2

作者 柘龙炫 李少波 +1 位作者 张星星 宋启松 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2021年第6期17-20,共4页

为了降低机械臂运动轨迹偏差、提高精确度,设计了六自由度机械臂模型并对末端执行器进行运动轨迹规划。从运动学出发建立机械臂的连杆坐标系并获得D-H参数,通过机械臂运动学公式求解得末端执行器位置和姿态;借助MATLAB中的神经网络工具... 为了降低机械臂运动轨迹偏差、提高精确度,设计了六自由度机械臂模型并对末端执行器进行运动轨迹规划。从运动学出发建立机械臂的连杆坐标系并获得D-H参数,通过机械臂运动学公式求解得末端执行器位置和姿态;借助MATLAB中的神经网络工具箱设计RBF神经网络,利用轨迹离散转化得到的离散点训练RBF神经网络。仿真结果表明,采用RBF神经网络优划后得到的运动轨迹为平滑曲线、且在各坐标轴的趋近误差均低于±0.4 mm,降低了趋近误差,实现了机械臂在笛卡尔空间的轨迹优划。实验结果达到了预期效果,表明此次轨迹优化的合理性。对机械臂应用于生产中具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 六自由度机械臂 轨迹规划 RBF神经网络

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医疗收集机器人机械臂运动研究 被引量：4

3

作者 王淳 张仁可 +1 位作者 王瑞龙 王小英 《常熟理工学院学报》 2021年第5期53-58,共6页

为减小新冠疫情感染风险,进一步实现医疗自动化,本文针对基于OpenMV模块的医疗收集机器人的机械臂运动控制进行了研究.结合已有的硬件条件,通过在运动空间中的识别、定位,采用增量法对传统机械臂控制算法进行了改进.实验结果表明,改进... 为减小新冠疫情感染风险,进一步实现医疗自动化,本文针对基于OpenMV模块的医疗收集机器人的机械臂运动控制进行了研究.结合已有的硬件条件,通过在运动空间中的识别、定位,采用增量法对传统机械臂控制算法进行了改进.实验结果表明,改进的机械臂算法在控制稳定性、抓取正确率方面均有较好的表现,能有效促进医疗物品收集装置的智能化、自动化. 展开更多

关键词 OpenMV 图像识别 Apriltag 六自由度机械臂 运动控制

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基于机器视觉的搬运机器人教学实验平台设计 被引量：4

4

作者 孙亚星 王宇鹏 +1 位作者 黄帅铭 周旭洋 《自动化技术与应用》 2020年第1期93-96,共4页

设计并搭建了基于机器视觉的搬运机器人教学实验平台。它由麦克纳姆轮车体、六自由度机械臂和机器视觉模块等组成。采用单环速度PID控制算法进行运动控制,使用OpenMv模块对二维码与物块颜色进行识别,借助六自由度机械臂和相应手爪,实现... 设计并搭建了基于机器视觉的搬运机器人教学实验平台。它由麦克纳姆轮车体、六自由度机械臂和机器视觉模块等组成。采用单环速度PID控制算法进行运动控制,使用OpenMv模块对二维码与物块颜色进行识别,借助六自由度机械臂和相应手爪,实现了搬运机器人对不同颜色不同形状物块的搬运任务综合实验。实验结果表明,该教学实验平台,能够有效完成多个单项实验和物块搬运综合实验。 展开更多

关键词 搬运机器人 教学实验平台 机器视觉 麦克纳姆轮 六自由度机械臂

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基于ADAMS六自由度矿用液压机械臂的动力学仿真

5

作者 李景扬 赵四海 +1 位作者 刘宗胜 廖文婧 《煤炭技术》 CAS 2024年第9期244-248,共5页

为保障煤矿井下运输安全,减少井下人工搬运,进一步提升搬运机器人的井下运输效率至关重要。针对该现状提出一个具有六自由度液压机械臂的搬运机器人机械结构设计方案。利用SolidWorks软件建立液压机械臂的仿真模型,并采用ADAMS软件对机... 为保障煤矿井下运输安全,减少井下人工搬运,进一步提升搬运机器人的井下运输效率至关重要。针对该现状提出一个具有六自由度液压机械臂的搬运机器人机械结构设计方案。利用SolidWorks软件建立液压机械臂的仿真模型,并采用ADAMS软件对机械臂关节角速度进行动力学仿真,最后进行计算对比。由仿真结果总结得出该方案机械臂结构设计具有合理性。 展开更多

关键词 六自由度机械臂 机械结构 ADAMS软件 动力学仿真

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基于ROS的送餐机器人自主抓取实现 被引量：3

6

作者 方明辉 曹梦祥 +3 位作者 袁薪凯 晏林冲 崔永利 孙一鹏 《科技创新与应用》 2022年第15期45-47,共3页

随着人工智能和物联网的发展,服务行业逐步走向智能化;同时疫情的反复和中国人口老龄化的加速,又导致服务行业收益受到重创。在这种大趋势背景下,送餐机器人的出现可以为同属服务行业的餐饮业减轻大量用人成本,推动传统餐厅向智慧餐厅... 随着人工智能和物联网的发展,服务行业逐步走向智能化;同时疫情的反复和中国人口老龄化的加速,又导致服务行业收益受到重创。在这种大趋势背景下,送餐机器人的出现可以为同属服务行业的餐饮业减轻大量用人成本,推动传统餐厅向智慧餐厅的转变升级。该送餐机器人以ROS平台作为媒介,可利用摄像头和六自由度机械臂,实现对食物的自主抓取。 展开更多

关键词 ROS 六自由度机械臂 深度学习摄像头 手眼标定

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六自由度机械手参数化建模及运动仿真

7

作者 张勇 《机械管理开发》 2023年第4期4-6,共3页

采用Solid Works建立机械手的三维模型,然后按要求对机械手零件以各种约束和螺栓等连接来进行合理装配;并用Matlab软件来实现六自由度机械手的运动仿真,为机械手在实际运用中提供理论依据。

关键词 六自由度机械手 建模 运动仿真

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基于DMP算法的六自由度工业机械臂避障轨迹规划方法

8

作者 奚佳丽 刘意杨 《仪器仪表标准化与计量》 2021年第3期17-21,共5页

随着国家智能制造相关政策的推出,我国迎来了工业智能化方面的研究热潮。由于工业机械臂的工作环境复杂,机械臂在工业生产时怎样完成灵活自如且不发生碰撞的运动,这是目前研究中亟待解决的问题。本文选取ROKAE XB6型号的六自由度机械臂... 随着国家智能制造相关政策的推出,我国迎来了工业智能化方面的研究热潮。由于工业机械臂的工作环境复杂,机械臂在工业生产时怎样完成灵活自如且不发生碰撞的运动,这是目前研究中亟待解决的问题。本文选取ROKAE XB6型号的六自由度机械臂作为研究对象,研究了关于工业机械臂的碰撞检测方法和轨迹规划方法,首先针对机械臂机体情况进行分析,依托层次包络法选用圆柱体与长方体包络法进行避障检测,后基于DMP算法分析其基函数的作用,得出基函数数目对跟踪轨迹误差有决定性影响的结论并加以实验验证,实验结果表明本文提出的避障轨迹规划策略是有效可行的。 展开更多

关键词 轨迹规划 六自由度机械臂 动态运动基元 包络法 避障

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基于QPSO的机械臂多项式插值轨迹规划 被引量：4

9

作者 肖仁 吴定会 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第8期38-41,共4页

为了实现机械臂在工业中高精度、高效率作业,提出一种基于量子粒子群优化(QPSO)算法求解六自由度机械臂的时间最优运行轨迹的方法。针对多项式差值的轨迹规划具有阶次较高、没有凸包性等特点,利用3—5—3分段插值法建立轨迹函数。解决... 为了实现机械臂在工业中高精度、高效率作业,提出一种基于量子粒子群优化(QPSO)算法求解六自由度机械臂的时间最优运行轨迹的方法。针对多项式差值的轨迹规划具有阶次较高、没有凸包性等特点,利用3—5—3分段插值法建立轨迹函数。解决了多项式插值轨迹阶次高、难被优化的问题。轨迹优化效果良好,关节角度位置、速度和加速度无突变。仿真实验证明了该方法的可行性。通过对比得出:QPSO较于一般PSO与双层PSO更适用于对工业机械臂的时间最优轨迹规划。 展开更多

关键词 量子粒子群优化算法 六自由度机械臂 多项式插值 时间最优 轨迹规划

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液压驱动型六轴机械臂运动学研究

10

作者 赵玉贝 杨静 +3 位作者 王伟 高英杰 郭锐 赵静一 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第3期315-320,共6页

针对煤矿工作环境的复杂性和不确定性,提出一种新型6自由度液压驱动串联机械臂,使其具备结构轻量化、控制精准化、操作简易化等特点。首先,以6自由度串联机械臂为研究对象,建立其运动学模型,推导运动学正、逆解;其次,利用极值理论和蒙... 针对煤矿工作环境的复杂性和不确定性,提出一种新型6自由度液压驱动串联机械臂,使其具备结构轻量化、控制精准化、操作简易化等特点。首先,以6自由度串联机械臂为研究对象,建立其运动学模型,推导运动学正、逆解;其次,利用极值理论和蒙特卡洛算法求解末端夹爪的工作空间,证明所设计的串联机械臂有效性;最后,选取机械臂运行的典型轨迹,使用不同的插值策略对机械臂运行的角度、角速度和角加速度进行对比分析。结果表明:6自由度液压驱动机械臂末端夹爪在五次多项式插值策略下运行平稳且连续,没有出现突变现象,可减小整机运行的柔性冲击,提升整机的使用寿命。 展开更多

关键词 6自由度串联机械臂 运动学 轨迹规划

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基于SolidWorks的虚拟装配路径规划研究 被引量：2

11

作者 张鹏 仲梁维 张泽南 《软件工程》 2022年第3期17-22,共6页

在机械产品制造过程中,装配工作占有重要的地位,其成本可以占到制造成本的30%—50%。装配工作对产品的最终质量也有很大影响。虚拟装配可以提前模拟装配过程,对保障装配质量和最终产品质量有着重要的意义,机械手臂的应用也使得装配工作... 在机械产品制造过程中,装配工作占有重要的地位,其成本可以占到制造成本的30%—50%。装配工作对产品的最终质量也有很大影响。虚拟装配可以提前模拟装配过程,对保障装配质量和最终产品质量有着重要的意义,机械手臂的应用也使得装配工作更可控。本文基于SolidWorks三维模型设计软件,利用SolidWorks提供的API接口,通过.NET编程语言控制机械手臂,对产品零件进行装配模拟、碰撞干涉检查和机械手臂运动空间路径规划,最终生成机械手臂装配最优路径,大大减少了人工对机械手臂运动的调试工作,提高了产品的最终质量,对加速制造业发展具有重要意义。 展开更多

关键词 虚拟装配 六自由度机械手臂 包围盒 蚁群算法

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六自由度解耦机械臂的逆运动学通解 被引量：4

12

作者 袁得春 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第12期88-92,共5页

为求解六自由度解耦机械臂逆运动学通解,提出一种基于欧几里得范数的位姿分解逆运动学求解方法。先推导前3个关节角的解析解,快速、准确的获取机械臂的腕心位置;再利用已知的执行器姿态,计算后3个关节角,经六自由度机械臂的正逆运动学... 为求解六自由度解耦机械臂逆运动学通解,提出一种基于欧几里得范数的位姿分解逆运动学求解方法。先推导前3个关节角的解析解,快速、准确的获取机械臂的腕心位置;再利用已知的执行器姿态,计算后3个关节角,经六自由度机械臂的正逆运动学仿真互验,验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 六自由度 解耦机械臂 逆运动学通解

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六自由度运动姿态模拟系统的研究 被引量：11

13

作者 郝轶宁 王军政 汪首坤 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期331-334,共4页

研究一种电液控制式六自由度运动姿态模拟系统 .通过对系统技术指标、结构特点和工作原理的分析和讨论 ,设计了六自由度摇摆台的机械结构、计算机控制系统 ;推导了摇摆台空间位置的逆解算法 ;将具有前馈的智能PID算法应用于对称阀控制... 研究一种电液控制式六自由度运动姿态模拟系统 .通过对系统技术指标、结构特点和工作原理的分析和讨论 ,设计了六自由度摇摆台的机械结构、计算机控制系统 ;推导了摇摆台空间位置的逆解算法 ;将具有前馈的智能PID算法应用于对称阀控制非对称缸的位置伺服系统中 ,并进行了试验研究 ,其控制精度达到 0 .1m m以上 .摇摆台实际运行结果表明 ,该系统完全满足技术指标要求 ,同时具有承载能力大、控制精度高等优点 . 展开更多

关键词 六自由度平台 电液伺服系统 计算机控制 模拟试验台

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苹果采摘六自由度机械手设计——基于迭代学习和智能轨迹规划 被引量：11

14

作者 陈川雄 张学明 汪小志 《农机化研究》 北大核心 2016年第7期65-69,共5页

为了提高苹果的采摘效率、降低采摘过程的漏采率和破碎率,设计了一种新的六自由度的采摘机械手。该机械手可以完成夹紧、旋转、俯仰、摇摆及回转动作,通过神经网络迭代学习算法,可以有效地控制机械手的运动轨迹,提高采摘过程的自动化程... 为了提高苹果的采摘效率、降低采摘过程的漏采率和破碎率,设计了一种新的六自由度的采摘机械手。该机械手可以完成夹紧、旋转、俯仰、摇摆及回转动作,通过神经网络迭代学习算法,可以有效地控制机械手的运动轨迹,提高采摘过程的自动化程度。为了验证六自由度机械手对苹果采摘的有效性和可靠性,对机械手进行了苹果采摘测试,并使用脉冲神经网络PID调节的方式调节轨迹控制误差。通过测试发现:该机械手的误差较小,可以有效地完成采摘作业,且漏采率和破碎率都很低,是一种高效的苹果采摘机械手,可以在其他果蔬采摘作业中进行设计和推广。 展开更多

关键词 迭代学习 轨迹规划 六自由度 神经网络 PID调节 机械手 苹果

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六自由度装配机械手设计及运动学求解 被引量：10

15

作者 王雷 刘志虎 +1 位作者 李震 林鹏雄 《河北科技大学学报》 CAS 2014年第5期417-427,共11页

结合对自动化装配线的应用对象,选定了机械手所要实现的功能。首先,给出了装配机械手的总体方案,总体方案包括机械手本体组成和自由度的分配。确定了机械手各杆臂长度以及各关节的转角范围。其次,对六自由度机械手具体结构进行了建模、... 结合对自动化装配线的应用对象,选定了机械手所要实现的功能。首先,给出了装配机械手的总体方案,总体方案包括机械手本体组成和自由度的分配。确定了机械手各杆臂长度以及各关节的转角范围。其次,对六自由度机械手具体结构进行了建模、虚拟装配,并对部分关键零件进行强度校核。然后,建立了六自由度机械手的运动模型,利用D-H参数法建立了运动模型的各个关节的坐标,并确定各关节的D-H参数,利用Matlab软件对机械手的运动学正解、逆解进行了计算与验算,结果表明了所建立模型的正确性与合理性。其设计理念对以后关节型工业机械手的设计有一定的参考和应用价值。 展开更多

关键词 六自由度装配机械手 建模 虚拟装配 运动学建模

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纤维缠绕机芯模自动装卸机械臂轨迹仿真与分析 被引量：7

16

作者 田会方 潘宁静 《机床与液压》 北大核心 2020年第3期52-57,共6页

目前国内纤维缠绕机芯模装卸多由人工完成,为提高生产效率,减轻工人劳动量,以水处理缠绕罐为例设计自动搬运装置,以实现芯模的自动装卸。确定了搬运过程中机械臂经过的目标点及其位姿,并根据D-H参数在MATLAB Robotics Toolbox工具箱创... 目前国内纤维缠绕机芯模装卸多由人工完成,为提高生产效率,减轻工人劳动量,以水处理缠绕罐为例设计自动搬运装置,以实现芯模的自动装卸。确定了搬运过程中机械臂经过的目标点及其位姿,并根据D-H参数在MATLAB Robotics Toolbox工具箱创建了机械臂运动学模型;在不同的工作空间运用五次多项式插值对机械臂进行运动轨迹仿真,最终得到满足水处理罐搬运过程中无冲击、运行平稳要求的运动规律。 展开更多

关键词 六自由度机械手 轨迹规划 D-H参数 运动学 MATLAB

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基于PLC的六自由度机械臂控制系统研究 被引量：7

17

作者 屈晓莉 李炎粉 《自动化与仪器仪表》 2016年第8期63-64,67,共3页

六自由度机械臂是强耦合非线性,该特性增加了机械臂的控制难度,这时应对基于PLC的六自由度机械臂控制系统进行全面分析,以找出相应的解决措施,保证六自由度机械臂可被更好的控制。本文基于自动化生产线中的六自由度机械臂作为研究对象,... 六自由度机械臂是强耦合非线性,该特性增加了机械臂的控制难度,这时应对基于PLC的六自由度机械臂控制系统进行全面分析,以找出相应的解决措施,保证六自由度机械臂可被更好的控制。本文基于自动化生产线中的六自由度机械臂作为研究对象,对此提出了合理的控制系统,确保六自由度机械臂能够高效且平稳的运行。 展开更多

关键词 PLC 六自由度 机械臂 控制系统

原文传递

基于最优测量结构选择的机械臂参数标定 被引量：6

18

作者 高涵 张明路 +1 位作者 张小俊 王帅 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1-9,共9页

测量仪器会产生随机误差,针对其引起测量位姿＂再现＂运动学参数误差能力差的问题,提出了一种基于最优测量结构选择的六自由度机械臂结构参数标定新方法。首先推导了相对于基坐标系的机械臂末端位置误差模型,然后采用一种基于任务优先... 测量仪器会产生随机误差,针对其引起测量位姿＂再现＂运动学参数误差能力差的问题,提出了一种基于最优测量结构选择的六自由度机械臂结构参数标定新方法。首先推导了相对于基坐标系的机械臂末端位置误差模型,然后采用一种基于任务优先级的机械臂轨迹规划方法,以轨迹点的期望位置与标定后实际运动位置间的最大误差优化到最小为目标,选择了最优测量结构组。最后搭建了运动学参数标定实验平台,分别利用选择的随机和最优测量结构组辨识参数误差,并对规划点进行了补偿。通过对比分析标定前后3个坐标轴方向的位置均方根误差、合成位置误差及合成均方根误差可知,采用最优测量结构组标定的结构参数更为有效地提高了机械臂的末端定位精度。 展开更多

关键词 六自由度机械臂 标定 随机误差 最优测量结构 参数辨识

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信通机房巡检机器人系统设计 被引量：5

19

作者 刘荫 韩圣亚 +1 位作者 徐浩 李希智 《工业仪表与自动化装置》 2021年第3期61-66,共6页

为解决电力系统中的信通机房巡检问题,该文设计了一种基于六自由度机械臂的自动巡检机器人。采用D-H法构建了机器人的正向运动模型,采用牛顿迭代法进行了逆运动学求解,并用MATLAB进行了正逆向运动学的仿真,为机器人的位置控制提供了理... 为解决电力系统中的信通机房巡检问题,该文设计了一种基于六自由度机械臂的自动巡检机器人。采用D-H法构建了机器人的正向运动模型,采用牛顿迭代法进行了逆运动学求解,并用MATLAB进行了正逆向运动学的仿真,为机器人的位置控制提供了理论支持。基于蒙特卡洛法进行了工作空间的求解,提出了一种基于三次插值法的巡检机器人末端路径规划方法,以实现末端的平稳运动。搭建了巡检机器人实验系统对所提出的运动学模型以及路径规划算法进行验证,实验结果表明机器人的空间定位精度在1 cm以内,且末端能够实现平稳运动。 展开更多

关键词 六自由度机械臂 正运动学 逆运动学 蒙特卡洛法 三次插值法 轨迹规划

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基于LabVIEW的机械臂实时动画显示系统 被引量：4

20

作者 田如安 李筠 +3 位作者 杨海马 谢孟涛 陈毅 张鹏程 《软件导刊》 2020年第5期151-154,共4页

为解决机械臂运行过程中受地域条件等因素影响导致各关节运行位置观察不便的问题,结合3D动画显示、机械臂操控系统,设计了基于LabVIEW的六自由度机械臂运行实时显示系统。系统建立动画显示区、运行控制区等界面,实现六自由度机械臂关节... 为解决机械臂运行过程中受地域条件等因素影响导致各关节运行位置观察不便的问题,结合3D动画显示、机械臂操控系统,设计了基于LabVIEW的六自由度机械臂运行实时显示系统。系统建立动画显示区、运行控制区等界面,实现六自由度机械臂关节的实时显示与控制,通过机械臂运行时的3D动画监控,显示六自由度机械臂运行状况。该系统对工业生产和实际生活有较大应用价值。 展开更多

关键词 3D动画 LABVIEW 六自由度机械臂 实时显示

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