可重构模块化机器人模块及构形设计 被引量：17

1

作者 李树军 张艳丽 赵明扬 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期78-81,共4页

对可重构模块化机器人模块的结构进行了研究,并归纳设计出7种功能模块,其中包括3种1自由度的关节模块,2种连杆模块和2种辅助模块·所有模块的功能都是独立的,并且每个模块的连接界面都设计成了圆筒形以便重组和提高其刚度·每... 对可重构模块化机器人模块的结构进行了研究,并归纳设计出7种功能模块,其中包括3种1自由度的关节模块,2种连杆模块和2种辅助模块·所有模块的功能都是独立的,并且每个模块的连接界面都设计成了圆筒形以便重组和提高其刚度·每一种模块都可设计成不同尺寸系列,这些不同类型和尺寸系列的模块便可构成一个模块库·作者对3个自由度串联机器人的构形进行了系统的研究,并应用制作的实验模块对研究结果的可行性进行了验证· 展开更多

关键词 可重构模块化机器人 模块设计 构形综合 串联机器人 构形设计 串联机器人

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基于新旋量子问题改进一类6R串联机器人逆解算法 被引量：15

2

作者 孙恒辉 赵爱武 +1 位作者 李达 张茂峰 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期79-86,共8页

与传统工业串联机器人相比,后三个旋转关节轴线相交于一点、而前三个旋转关节轴线均不相交的六自由度串联机器人的工作空间较为完善,然而此类6R串联机器人逆解的求解较为复杂,限制了其应用。针对其逆解问题,提出一类新的Paden-Kahan子... 与传统工业串联机器人相比,后三个旋转关节轴线相交于一点、而前三个旋转关节轴线均不相交的六自由度串联机器人的工作空间较为完善,然而此类6R串联机器人逆解的求解较为复杂,限制了其应用。针对其逆解问题,提出一类新的Paden-Kahan子问题类型:将一点绕两个不相交且不平行的轴线依次旋转到指定点,以及其扩展问题类型:将一点绕两个不相交且不平行的轴线依次旋转直到该点到固定第一点和固定第二点的距离均为指定大小。通过构造与该点运动轨迹相垂直的垂直平面,推导和求解了该子问题的正解和逆解,结合其他已知的子问题,简化和求解此类6R串联机器人的逆解问题,并对其逆解的条件和数目进行讨论。与传统的消元法相比,采用该方法得到的逆解的几何意义更为明确、计算量少、求解效率更高,改进了此类6R串联机器人逆解算法。通过实例计算,验证了求解方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 串联机器人 工作空间 逆解求解 Paden-Kahan子问题

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串联机器人轨迹跟踪控制模糊自适应PID算法的误差修正 被引量：5

3

作者 赫建立 朱龙英 +2 位作者 成磊 郑帅 陆宝发 《电子技术应用》 北大核心 2015年第1期60-63,67,共5页

提出了一种基于改进PID控制算法的串联机器人轨迹跟踪控制策略,首先采用减聚类的方法和改进的Logistic映射对RBF神经网络进行聚类中心的优化,然后将改进RBF神经网络中的自适应学习机制和自调整能力应用于传统PID控制算法中,对PID控制算... 提出了一种基于改进PID控制算法的串联机器人轨迹跟踪控制策略,首先采用减聚类的方法和改进的Logistic映射对RBF神经网络进行聚类中心的优化,然后将改进RBF神经网络中的自适应学习机制和自调整能力应用于传统PID控制算法中,对PID控制算法进行最优PID控制参数的选取。仿真实验表明,提出的串联机器人轨迹跟踪控制策略相比较传统PID控制算法,其误差更小,精度更高。 展开更多

关键词 PID控制算法 RBF神经网络 误差修正 串联机器人 轨迹跟踪控制

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基于力柔顺性的航天对接半物理仿真

4

作者 罗睿 赵英杰 +2 位作者 金辉 刘明洋 贺云 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期330-338,共9页

针对6自由度空间对接的半物理仿真中存在的动态响应慢、精度差等问题,提出了基于力柔顺性的串联机器人对接半物理仿真技术。采用重力补偿与导纳控制结合的方法,通过机器人与数学模型相结合的方式模拟真实柔顺对接运动,引入驱动延迟补偿... 针对6自由度空间对接的半物理仿真中存在的动态响应慢、精度差等问题,提出了基于力柔顺性的串联机器人对接半物理仿真技术。采用重力补偿与导纳控制结合的方法,通过机器人与数学模型相结合的方式模拟真实柔顺对接运动,引入驱动延迟补偿来提高系统性能,满足精度高、自由度高、传感器融合好、动态响应快速等性能要求。实验结果表明,所提出的方法提高了机器人感知外部作用力的精确度,同时提高了力随动柔顺对接过程的动态响应速度与对接精度。 展开更多

关键词 串联机器人 半物理仿真 重力补偿 驱动延迟补偿 导纳控制

原文传递

基于ROS平台的串联攀爬机器人控制设计

5

作者 宋雨 王艳 +1 位作者 吕淼 张昊博 《自动化与仪表》 2024年第6期62-66,71,共6页

该文基于ROS框架设计了一种五轴串联机器人的控制系统。控制器采用多核心控制模式,复杂计算与实时控制分开执行,提升了系统流畅性。采用遗传算法进行目标姿态求解,有效改善了原始矩阵逆解存在的弊端。此外,人机交互采用直接与间接的控... 该文基于ROS框架设计了一种五轴串联机器人的控制系统。控制器采用多核心控制模式,复杂计算与实时控制分开执行,提升了系统流畅性。采用遗传算法进行目标姿态求解,有效改善了原始矩阵逆解存在的弊端。此外,人机交互采用直接与间接的控制方式,通过将可视化工具Rviz与目标位姿求解算法相结合,实现了高效的机器人控制。实验结果表明,直接控制方式能够以较低的延迟实现快速响应和灵活控制,而间接控制方式虽牺牲了部分响应时间,却能通过简单的交互操作完成复杂的控制任务。总体而言,该研究为机器人在各种复杂环境下的应用提供了可靠的控制支持,具有重要的理论和实践意义。 展开更多

关键词 串联机器人 控制系统设计 人机交互 姿态求解

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六自由度串联机器人的运动误差分析 被引量：2

6

作者 陈家林 杨红军 +2 位作者 戢绍庭 肖博 孙飞虎 《武汉轻工大学学报》 CAS 2023年第5期106-113,共8页

为研究运动误差对机器人定位精度的影响,以一款六自由度串联机器人为研究对象,运用DH法建立了运动学模型,并推导出正运动学方程;分析了误差来源,建立了误差分析模型;运用控制变量法分析了各运动参数误差对定位精度的影响。结果表明关节... 为研究运动误差对机器人定位精度的影响,以一款六自由度串联机器人为研究对象,运用DH法建立了运动学模型,并推导出正运动学方程;分析了误差来源,建立了误差分析模型;运用控制变量法分析了各运动参数误差对定位精度的影响。结果表明关节转角和连杆转角的误差为影响该六自由度串联机器人运动误差的主要因素。研究可为提高该六自由度串联机器人的定位精度提供建议和参考。 展开更多

关键词 串联机器人 运动误差 控制变量法

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FANUC M420iA机器人动力学性能分析与仿真 被引量：3

7

作者 方柏林 方莹 《机械设计》 CSCD 北大核心 2010年第11期52-55,共4页

利用同时基于Jacobian和Hessian矩阵机器人动力学性能指标及预期相应的串联机器人加速度全局性能指标,对FANUC M420iA(FMA)机器人机构进行了分析,给出了运动学和动力学性能指标的图谱,探讨了不同尺寸之间的性能差异。最后,利用OpenGL进... 利用同时基于Jacobian和Hessian矩阵机器人动力学性能指标及预期相应的串联机器人加速度全局性能指标,对FANUC M420iA(FMA)机器人机构进行了分析,给出了运动学和动力学性能指标的图谱,探讨了不同尺寸之间的性能差异。最后,利用OpenGL进行了实体仿真,验证了数值模拟的速度和加速度性能指标的正确性,为机构的优化设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 串联机器人 影响系数 性能指标 逆运动

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基于立体视觉的串联机器人跟踪检测系统 被引量：2

8

作者 孙美霞 任立红 +2 位作者 韩华 郝矿荣 丁永生 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第13期240-243,共4页

建立一种六自由度串联机器人视觉跟踪检测系统框架,包括图像采集、摄像机标定、机器臂跟踪检测、机器臂位姿建模与计算等。提出利用CamShift算法对机器人进行在线粗跟踪,搜寻和画定出机器臂操作器在当前窗口的区域位置。对跟踪到的机器... 建立一种六自由度串联机器人视觉跟踪检测系统框架,包括图像采集、摄像机标定、机器臂跟踪检测、机器臂位姿建模与计算等。提出利用CamShift算法对机器人进行在线粗跟踪,搜寻和画定出机器臂操作器在当前窗口的区域位置。对跟踪到的机器臂按照SURF算法进行特征提取与立体匹配。该方法被用于对串联机器人位姿检测进行实验。实验结果表明,2种算法的结合适用于六自由度串联机器人在空间复杂运动的跟踪检测。 展开更多

关键词 串联机器人 跟踪检测 位姿测量 立体匹配 CAMSHIFT算法 SURF算法

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串联机器人单点定位精度可靠性研究 被引量：1

9

作者 顾云阳 温秀兰 +2 位作者 倪浩君 卢纪元 张宇辰 《计量与测试技术》 2023年第6期19-21,24,共4页

为评定机器人定位精度的可靠性,本文根据测量重复性和采样策略对机器人标定结果的影响,采用轴线测量法对六自由度串联机器人几何参数进行标定,应用蒙特卡洛算法对机器人末端单点定位精度的可靠性进行分析计算。结果表明:随着精度阈值增... 为评定机器人定位精度的可靠性,本文根据测量重复性和采样策略对机器人标定结果的影响,采用轴线测量法对六自由度串联机器人几何参数进行标定,应用蒙特卡洛算法对机器人末端单点定位精度的可靠性进行分析计算。结果表明:随着精度阈值增大,串联机器人定位精度的可靠度提升,应用蒙特卡洛算法,能对机器人定位精度可靠性进行准确评估。 展开更多

关键词 串联机器人 单点定位精度可靠性 蒙特卡洛算法

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基于UR5机器人的水下清洗装置工作空间分析及优化

10

作者 杨俊豪 王炳炎 +4 位作者 王坤 陈茜 张安锐 万浩 陈相羽 《机械工程师》 2023年第5期88-91,共4页

清洗核电站海水格栅上附着杂物是一项危险、繁重和复杂的工作,文中提出一款水下清洗装置可以实现安全高效地完成清洗工作,该装置基于UR5串联机器人,并配备基座导轨、支承机构和机械抓手等。首先利用D-H参数法建立机器人的运动学正逆解模... 清洗核电站海水格栅上附着杂物是一项危险、繁重和复杂的工作,文中提出一款水下清洗装置可以实现安全高效地完成清洗工作,该装置基于UR5串联机器人,并配备基座导轨、支承机构和机械抓手等。首先利用D-H参数法建立机器人的运动学正逆解模型,并采用蒙特卡洛法得到机器人的工作空间,然后结合清洗装置本体对机器人运动的干涉,优化机器人关节变量约束空间,并采用蒙特卡洛法得到清洗装置的工作空间。最后研究确定基座在基座导轨上滑动的行程设计值为3.92 m、支承机构支撑腿的行程设计值为4.03 m,能够满足整个清洗装置的工作空间覆盖核电站中直径约5.5 m的海水格栅,同时也满足设备轻量化和小型化设计原则。 展开更多

关键词 核电站 格栅清洗 串联机器人 运动学分析 工作空间分析

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机器人运动学的空间解析方法研究 被引量：1

11

作者 陈洪 《机械工程与自动化》 2018年第3期175-176,共2页

提出了一种基于机器人运动空间的建模方法,该方法在笛卡尔空间以关节点坐标为对象,建立机器人运动空间的数学模型,得到关节点的位置,再根据机器人的结构特点得到关节的角度。通过对数学模型的求导,得到机器人运动空间的速度模型,进而求... 提出了一种基于机器人运动空间的建模方法,该方法在笛卡尔空间以关节点坐标为对象,建立机器人运动空间的数学模型,得到关节点的位置,再根据机器人的结构特点得到关节的角度。通过对数学模型的求导,得到机器人运动空间的速度模型,进而求出关节的速度。最后,以PUMA560机器人为例进行了验证。 展开更多

关键词 串联机器人 空间解析法 逆解 轨迹规划

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基于动力学特性的机器人自适应鲁棒控制算法研究

12

作者 朱龙英 赫建立 +2 位作者 苏磊 成磊 陆宝发 《中国农机化学报》 2016年第4期190-195,共6页

针对鲁棒控制在串联机器人轨迹跟踪控制性能较差以及自适应控制收敛性能有限、容易出现震荡和发散的现象,为了提高串联机器人的作业精度和效率,本文在辨识机器人模型参数的基础上,考虑机器人动力学及摩擦特性,并将自适应鲁棒控制的积分... 针对鲁棒控制在串联机器人轨迹跟踪控制性能较差以及自适应控制收敛性能有限、容易出现震荡和发散的现象,为了提高串联机器人的作业精度和效率,本文在辨识机器人模型参数的基础上,考虑机器人动力学及摩擦特性,并将自适应鲁棒控制的积分型的参数估计修改为比例积分型的参数估计,提出了改进自适应鲁棒控制算法。仿真验证表明:本文提出的改进自适应鲁棒控制算法提高了系统的稳态性能以及运动控制性能,实现了较高的轨迹跟踪精确度。 展开更多

关键词 鲁棒控制 自适应控制 轨迹跟踪 串联机器人

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基于运动学性能的串联机器人评价矩阵的建立及分析 被引量：1

13

作者 朱鑫翔 许德章 《蚌埠学院学报》 2017年第4期21-30,共10页

六自由度串联机器人结构复杂、成本高,在执行搬运、喷涂、焊接等工业任务过程中,运动功能存在冗余。而四轴机器人也能够满足工业环境下大部分作业任务需求,因此为了客观地揭示四轴机器人的作业能力,从而指导工业机器人用户正确选型,针... 六自由度串联机器人结构复杂、成本高,在执行搬运、喷涂、焊接等工业任务过程中,运动功能存在冗余。而四轴机器人也能够满足工业环境下大部分作业任务需求,因此为了客观地揭示四轴机器人的作业能力,从而指导工业机器人用户正确选型,针对串联机器人在作业过程中的速度、加速度展开研究,运用影响系数法建立了评价指标。利用MATLAB软件对PUMA560机器人及埃夫特ER6-C604机器人作业轨迹进行了仿真,并对实验结果进行了数据处理,建立了串联机器人评价矩阵,分析了两款机器人的作业能力。以PUMA560机器人的作业能力为标准对埃夫特ER6-C604四轴机器人的作业能力进行评价,为企业选取机器人提供参考。 展开更多

关键词 串联机器人 评价指标 PUMA560串联机器人 埃夫特ER6-C604串联机器人

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FANUC M420iA机器人动力学性能分析与仿真 被引量：1

14

作者 刘金科 郭希娟 刘爽 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第11期226-228,共3页

利用了基于Jacobian矩阵和Hessian矩阵四自由度串联机器人加速度全局性能指标,改变在机构分析时只考虑一阶影响系数矩阵的局限性。利用该指标,分析FANUCM420iA(FMA)机器人,给出了运动学和动力学性能指标的图谱,探讨了不同尺寸之间的性... 利用了基于Jacobian矩阵和Hessian矩阵四自由度串联机器人加速度全局性能指标,改变在机构分析时只考虑一阶影响系数矩阵的局限性。利用该指标,分析FANUCM420iA(FMA)机器人,给出了运动学和动力学性能指标的图谱,探讨了不同尺寸之间的性能差异。最后,利用OpenGL进行了仿真,验证了加速度性能指标的正确性,为机构设计提供依据。 展开更多

关键词 串联机器人 影响系数 全局性能指标

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扩展线位移法快速实现机器人末端线速度规划

15

作者 陈琳 倪崇琦 +1 位作者 戴骏 潘海鸿 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第9期176-179,共4页

将用于数控机床的扩展线位移方法引入到六自由度串联机器人末端运动线速度规划算法中,以提高机器人末端运动线速度控制效率。该算法借鉴数控机床中将刀具实际运动线速度与编程指定速度相互关联的扩展线位移方法思想,将机器人末端运动线... 将用于数控机床的扩展线位移方法引入到六自由度串联机器人末端运动线速度规划算法中,以提高机器人末端运动线速度控制效率。该算法借鉴数控机床中将刀具实际运动线速度与编程指定速度相互关联的扩展线位移方法思想,将机器人末端运动线速度转换为机器人运动矢量合角速度最终实现机器人末端运动线速度规划。通过搭建的机器人实验平台进行实验,实验结果表明提出的扩展线位移方法在机器人末端沿直线轨迹和圆弧轨迹运动时的实际合角速度与理论推算合角速度基本一致,实际关节角速度与理论关节角速度趋于一致。表明该方法能够有效实现机器人末端线速度轨迹规划。 展开更多

关键词 六自由度串联机器人 末端运动线速度规划 扩展线位移法 矢量合角速度

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新型四足步行机器人串并混联腿的运动学分析 被引量：21

16

作者 高建设 李明祥 +1 位作者 侯伯杰 王保糖 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期3147-3160,共14页

针对串联四足机器人行走惯量大,自重/载重比大的问题,提出一种新型串并混联四足步行机器人,并对该机器人的串并混联腿进行运动学分析。该机器人由一个运载平台和四条结构相同的串并混联腿组成,每条腿均由髋关节、大腿、小腿顺次连接构成... 针对串联四足机器人行走惯量大,自重/载重比大的问题,提出一种新型串并混联四足步行机器人,并对该机器人的串并混联腿进行运动学分析。该机器人由一个运载平台和四条结构相同的串并混联腿组成,每条腿均由髋关节、大腿、小腿顺次连接构成,其中髋关节为3-RRR并联机构。以能耗最小姿态为最优姿态,基于矢量法求解了该串并混联腿的运动学正解和反解,利用MATLAB和ADAMS软件验证了正解和反解的正确性;基于矢量法和微分变换法求出了该混联腿的速度雅克比矩阵和加速度矩阵,分析了其奇异性,并利用MATLAB软件绘制出该腿的工作空间。结果表明:该腿在髋关节连杆直径d=22mm,大腿杆件直径D=50mm,膝关节转角θ4∈[105°,155°]时,工作空间呈球冠形,最大内接圆半径R=400mm,高度为H∈[500mm,900mm]。本研究对该新型串并混联四足步行机器人的刚度分析、动态性能、机构优化设计和系统控制等的进一步研究具有重要意义。 展开更多

关键词 串并混联机器人 四足步行机器人 运动学正解 运动学反解 奇异性分析 工作空间

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轴线测量与迭代补偿的机器人几何参数标定 被引量：19

17

作者 温秀兰 崔俊宇 +2 位作者 芮平 张腾飞 康传帅 《计量学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期449-454,共6页

为了提高串联工业机器人的绝对定位精度,提出了采用轴线测量与迭代补偿相结合的工业机器人几何参数标定方法。首先利用激光跟踪仪测量机器人单轴运动的轨迹,将所测轨迹点通过空间投影计算各轴线的位置;然后根据机器人模型参数的几何定... 为了提高串联工业机器人的绝对定位精度,提出了采用轴线测量与迭代补偿相结合的工业机器人几何参数标定方法。首先利用激光跟踪仪测量机器人单轴运动的轨迹,将所测轨迹点通过空间投影计算各轴线的位置;然后根据机器人模型参数的几何定义提取机器人模型的实际参数,并采用基于距离误差的迭代补偿方法进行参数标定效果验证。对埃夫特ER10L-C10工业机器人进行标定实验研究,结果表明:机器人绝对定位误差的最大值、平均值和标准差分别从补偿前的4.215、1.932和1.437 mm减小到补偿后的2.979、1.015和1.031 mm,该方法能够简单快速标定出机器人模型的实际几何参数,有效提高了机器人的绝对定位精度。 展开更多

关键词 计量学 绝对定位精度 串联工业机器人 几何参数标定 轴线测量法 迭代补偿

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串并联机器人主轴平台结构参数的敏感性分析 被引量：4

18

作者 黄俊杰 赵俊伟 《焦作工学院学报》 2004年第6期459-463,共5页

5自由度串并联机构机器人在数控操作(加工)时具有灵活性,3-PRS主轴平台在操纵运动的3个方向上起了关键作用,为了解决这个问题,提出了一种解析方法用来研究主轴平台结构参数的敏感性问题并建立了敏感性模型,基于此模型和实例仿真,讨论了... 5自由度串并联机构机器人在数控操作(加工)时具有灵活性,3-PRS主轴平台在操纵运动的3个方向上起了关键作用,为了解决这个问题,提出了一种解析方法用来研究主轴平台结构参数的敏感性问题并建立了敏感性模型,基于此模型和实例仿真,讨论了影响主轴平台位置和方向的所有参数,发现滑座进给参数、连杆长度和主轴(包括刀具)的安装长度尺寸是影响平台位姿精度的关键参数. 展开更多

关键词 联机 机器人 平台结构 进给 位姿精度 参数 数控 主轴 串并联 滑座

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混联码垛机器人误差分析 被引量：4

19

作者 宁凤艳 贠超 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2010年第2期37-40,共4页

论文以所研制的串并联混合的MJR混联码垛机器人为研究对象,介绍了四自由度垂直移动关节与回转关节组合式串并联的混联机器人机构特点,并进行了运动学分析,提出了这种机器人的误差分析方法,利用摄动法建立了广义坐标偏差和结构偏差对机... 论文以所研制的串并联混合的MJR混联码垛机器人为研究对象,介绍了四自由度垂直移动关节与回转关节组合式串并联的混联机器人机构特点,并进行了运动学分析,提出了这种机器人的误差分析方法,利用摄动法建立了广义坐标偏差和结构偏差对机器人末端位姿影响的误差模型,并通过数值仿真分析了广义坐标偏差和结构偏差对机器人末端位置误差的影响程度,计算结果证实了位姿误差模型的正确性,为机器人的位置误差补偿及精度优化设计提供了依据。 展开更多

关键词 混联机器人 摄动法 位姿误差

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串联式履带机器人越障性能研究 被引量：3

20

作者 邓乐 谢国周 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第1期56-61,共6页

为应对在自然灾害、煤矿井下事故发生后的搜救工作,提出了一种新型的串联式履带搜救机器人结构,该机器人由3个双履带机器人模块通过铰接连接构成.通过双履带机器人模块的俯仰改变机器人的质心位置,从运动学的角度研究该机器人攀爬台阶... 为应对在自然灾害、煤矿井下事故发生后的搜救工作,提出了一种新型的串联式履带搜救机器人结构,该机器人由3个双履带机器人模块通过铰接连接构成.通过双履带机器人模块的俯仰改变机器人的质心位置,从运动学的角度研究该机器人攀爬台阶的过程及性能,采用数值计算方法分析该机器人的越障高度与仰角、关节角的关系.通过与双履带机器人最大越障高度比较,验证了串联式履带机器人具有较强的攀爬台阶能力. 展开更多

关键词 串联式履带机器人 模块 铰接 关节角 质心 越障

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