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连续型机器人运动学仿真和操控系统设计 被引量：7
1
作者 牛国臣 张云霄 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期1058-1067,共10页
为了适应越来越复杂的非结构化环境,设计了一种基于球铰链连接和柔性支撑杆结合的线驱动连续型机械臂,并基于常曲率模型的假设建立连续型机器人的运动学模型,研究连续型机器人驱动映射关系,利用MATLAB进行运动学和驱动映射的仿真,仿真... 为了适应越来越复杂的非结构化环境,设计了一种基于球铰链连接和柔性支撑杆结合的线驱动连续型机械臂,并基于常曲率模型的假设建立连续型机器人的运动学模型,研究连续型机器人驱动映射关系,利用MATLAB进行运动学和驱动映射的仿真,仿真结果表明连续型机器人的空间优越性。搭建三关节连续型机器人样机平台,基于连续型机器人的特点设计末端关节跟随手柄操作模式,并在样机平台上实验验证,实验结果表明了运动学模型和驱动映射关系的合理性和正确性以及操控方式的可行性。 展开更多
关键词 连续型机器人 末端跟随 操控方式 运动学模型 柔性机械臂 空间转换 手柄控制 三关节
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面向管道检测的连续体机器人主从控制研究
2
作者 孙杰 齐飞 +3 位作者 张恒 李宵灵 林冀 封金成 《机床与液压》 北大核心 2024年第15期36-42,共7页
针对遥操作技术在连续体机器人应用中存在可移动性差、环境适应能力低与价格高昂等问题,提出一种连续体机器人主从控制方案。在常曲率圆弧假设下基于几何分析法建立连续体机器人的运动学模型,并在MATLAB软件中采用蒙特卡罗法对其工作空... 针对遥操作技术在连续体机器人应用中存在可移动性差、环境适应能力低与价格高昂等问题,提出一种连续体机器人主从控制方案。在常曲率圆弧假设下基于几何分析法建立连续体机器人的运动学模型,并在MATLAB软件中采用蒙特卡罗法对其工作空间进行仿真分析;建立主手关节空间与从手关节空间之间的映射模型,并提出一种基于主从映射模型的连续体机器人控制方法;最后搭建连续体机器人样机平台,分别通过运动控制实验、主从跟随实验和模拟管道通过实验对建立的运动学模型和主从控制方法进行验证。实验结果表明:连续体机器人具有较好的轨迹控制性能,验证了主从控制方法的有效性和准确性,满足了连续体机器人在管道内检测过弯的控制需求。 展开更多
关键词 连续体机器人 主从控制 管道检测
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连续型经狭窄腔检测机器人结构设计及运动学分析 被引量：3
3
作者 周正东 贾峻山 +3 位作者 魏士松 刘传乐 章栩苓 毛玲 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1030-1037,共8页
为了解决经狭窄腔对内部目标进行多自由度大范围检测的难题,设计了一种新型线驱动连续型机器人.首先运用几何分析对该机器人进行建模,研究了单组关节的驱动空间、关节空间和操作空间之间的运动学映射定量关系,并对其工作空间进行了分析... 为了解决经狭窄腔对内部目标进行多自由度大范围检测的难题,设计了一种新型线驱动连续型机器人.首先运用几何分析对该机器人进行建模,研究了单组关节的驱动空间、关节空间和操作空间之间的运动学映射定量关系,并对其工作空间进行了分析.针对2组关节协同运动时存在的耦合问题,提出了一种新的运动学解耦算法,并对线驱动连续型机器人单组关节和2组关节运动学特性进行了仿真研究.结果表明:所设计的连续型机器人能够经狭窄腔实施大范围空间的多自由度检测作业,具有良好的弯曲性能,其单组关节最大作业半径为99.33 mm;所提出的解耦算法简明有效,为经狭窄腔对内部目标进行多自由度大范围检测的线驱动连续型机器人系统的研制奠定了理论和技术基础. 展开更多
关键词 线驱动机器人 连续型机器人 工作空间仿真 运动学模型
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基于粒子群优化方法的同心管连续型机器人运动学算法 被引量：2
4
作者 谢红 王涛 +3 位作者 沈越锋 汪旭红 何斌 程黎明 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第1期1-7,共7页
针对一种应用于微创手术的同心管连续型机器人运动学算法展开研究,通过几种不同运动学算法比较,在兼顾精度以及计算复杂程度的前提下,选用最小能量法建立其运动学数学模型,并选择利用粒子群优化算法强大的寻优能力对相关能量函数寻求最... 针对一种应用于微创手术的同心管连续型机器人运动学算法展开研究,通过几种不同运动学算法比较,在兼顾精度以及计算复杂程度的前提下,选用最小能量法建立其运动学数学模型,并选择利用粒子群优化算法强大的寻优能力对相关能量函数寻求最优解。建立了从驱动空间参数到关节空间所有参数的映射关系,通过坐标变换和参数拟合,得到同心管连续型机器人从基点到末端点空间姿态的表达式。通过运动学算例和三维模型的运动学仿真获得的运动轨迹进行对比验证,说明了算法模型的可行性和准确性。 展开更多
关键词 同心管 连续型机器人 最小能量法 粒子群优化方法 运动学
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线驱连续型机器人结构设计与运动学分析
5
作者 翁文祥 张宇 +2 位作者 汪田鸿 李龙 田应仲 《计量与测试技术》 2023年第10期24-29,共6页
针对狭小复杂环境作业,本文设计了一款中心杆构型的线驱连续型机器人,并对其进行完整的结构设计与运动学分析,通过搭建线驱连续型机器人原理样机进行实验。实验证明:该机器人具有较高的灵活性与重复定位精度,可实现狭缝探索实验,在狭小... 针对狭小复杂环境作业,本文设计了一款中心杆构型的线驱连续型机器人,并对其进行完整的结构设计与运动学分析,通过搭建线驱连续型机器人原理样机进行实验。实验证明:该机器人具有较高的灵活性与重复定位精度,可实现狭缝探索实验,在狭小复杂环境作业中具有巨大的应用前景。 展开更多
关键词 狭小复杂环境 连续型机器人 结构设计 运动学分析
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连续型机器人运动学的平面圆弧法建模与实验研究
6
作者 高源 臧红彬 +5 位作者 袁卫锋 周军 尹强 李成佳 蔡勇 刘樾 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2023年第11期1811-1820,共10页
针对当前连续型机器人的运动学逆解求解复杂、低效这一问题,提出了一种基于平面圆弧法的运动学建模方法,其具有运动学逆解求解简单、高效的特点。利用该方法在平面内拟合连续型机器人的弯曲运动形状,建立其运动学模型,分析其驱动空间、... 针对当前连续型机器人的运动学逆解求解复杂、低效这一问题,提出了一种基于平面圆弧法的运动学建模方法,其具有运动学逆解求解简单、高效的特点。利用该方法在平面内拟合连续型机器人的弯曲运动形状,建立其运动学模型,分析其驱动空间、关节空间和操作空间的映射关系,并描述其工作空间。分析连续型机器人在平面内弯曲形状的几何约束,建立关节空间变量之间的数学关系,降低求解复杂逆运动学问题的难度。对机器人末端执行器的位置和驱动线长度变化曲线进行仿真分析,求解逆运动学的有效解,并研制原理样机进行样机实验,实验表明该运动学模型的正确性以及逆运动学求解方法的有效性。 展开更多
关键词 连续型机器人 逆运动学 平面圆弧法 样机实验
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连续型内窥镜机器人弯曲模型
7
作者 何志坤 金晓怡 +1 位作者 胡聪慧 孔维彪 《轻工机械》 CAS 2023年第5期29-37,共9页
为了求解内窥镜连续型机器人在驱动下的理论弯曲曲线,课题组建立了以机器人变形单元为对象的弯曲模型。该模型将连续型机器人的整体弯曲问题分解成各段固定丝的变形问题,并以此进行了机器人的正/逆运动学建模;然后依次对驱动丝、固定丝... 为了求解内窥镜连续型机器人在驱动下的理论弯曲曲线,课题组建立了以机器人变形单元为对象的弯曲模型。该模型将连续型机器人的整体弯曲问题分解成各段固定丝的变形问题,并以此进行了机器人的正/逆运动学建模;然后依次对驱动丝、固定丝和单节蛇骨之间进行了力学分析,并基于Cosserat杆理论推导出固定丝的弯曲模型,求解出相邻蛇骨间的弯曲角度,得到了机器人的整体弯曲;最后通过MATLAB定点迭代的方式求解了机器人在不同驱动力下的弯曲状态,与16关节样机试验进行了对比。结果表明:误差率最大为6.7%,最小为2.9%,说明了该理论模型的有效性。此模型为内窥镜连续型机器人弯曲求解提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 内窥镜连续型机器人 驱动丝 蛇骨 Cosserat杆理论 MATLAB软件
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仿象鼻绳驱连续型机械臂结构设计及运动学分析
8
作者 冯家琪 全伟才 +3 位作者 赵建豪 许靖伟 唐炫铭 刘博 《机械工程与自动化》 2023年第6期1-3,共3页
机械臂在水下探测与资源开发中起着至关重要的作用,针对传统刚性机械臂体积大和复杂狭窄环境通过能力差的问题,设计了一种仿象鼻连续型机械臂。基于坐标变换法构建了机械臂的运动学模型,完成正逆运动学求解,对机械臂单关节、多关节进行... 机械臂在水下探测与资源开发中起着至关重要的作用,针对传统刚性机械臂体积大和复杂狭窄环境通过能力差的问题,设计了一种仿象鼻连续型机械臂。基于坐标变换法构建了机械臂的运动学模型,完成正逆运动学求解,对机械臂单关节、多关节进行仿真分析,结果表明机械臂具有较高的柔顺性及灵活性。 展开更多
关键词 仿象鼻绳驱连续型机械臂 运动学分析 结构设计
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