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基于Matlab/Simulink的欠驱动机械臂仿真实验 被引量：12
1
作者 赵海滨 刘冲 +2 位作者 陆志国 颜世玉 于清文 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2018年第6期135-138,143,共5页
根据动力学方程,利用Matlab/Simulink建立了欠驱动两杆机械臂Pendubot的仿真模型和控制器。控制器包括摆起控制器、平衡控制器和切换控制器。摆起控制器采用部分反馈线性化方法,平衡控制器采用线性二次型调节器(LQR)。首先进行Pendubot... 根据动力学方程,利用Matlab/Simulink建立了欠驱动两杆机械臂Pendubot的仿真模型和控制器。控制器包括摆起控制器、平衡控制器和切换控制器。摆起控制器采用部分反馈线性化方法,平衡控制器采用线性二次型调节器(LQR)。首先进行Pendubot系统的摆起控制,然后当接近竖直向上的位置时,将控制器转换为平衡控制器。该仿真实验有利于培养学生的实际动手能力、独立思考能力和创新能力。 展开更多
关键词 Pendubot系统 欠驱动机械臂 摆起控制 平衡控制 部分反馈线性化
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欠驱动机械手关键技术对比及运动结构设计
2
作者 夏鹏超 姜淑凤 +1 位作者 何鑫林 柯寅峰 《高师理科学刊》 2021年第11期35-39,43,共6页
现代自动加工领域与工程机械等工业机器人行业用全驱动机械结构实现技术,因其结构复杂,并需要多动力源驱动的控制难等成为行业技术难题,设计欠驱动机械手是一种质量轻,驱动少且可实现自适应抓握等优势的解决方案.通过对比欠驱动机械手... 现代自动加工领域与工程机械等工业机器人行业用全驱动机械结构实现技术,因其结构复杂,并需要多动力源驱动的控制难等成为行业技术难题,设计欠驱动机械手是一种质量轻,驱动少且可实现自适应抓握等优势的解决方案.通过对比欠驱动机械手的研究现状,描述欠驱动机械手的驱动器,连杆式、腱式欠驱动机械手的组成及运动原理,对比自由度与优缺点,设计出一款三指连杆式欠驱动机械结构及其零部件,并分析了欠驱动机械结构的未来发展趋势与应用领域优势.结果表明,欠驱动机械手朝着结构更简单,机型更小,智能化程度更高、更精准的施动对象等特征发展. 展开更多
关键词 欠驱动机械手 功能对比分析 连杆式传动
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超欠驱动仿生机械手的机构设计与实验研究 被引量：8
3
作者 何秀芸 李树军 郝广波 《机械设计》 CSCD 北大核心 2009年第12期35-38,共4页
利用多自由度差动驱动原理,设计了5自由度差动驱动系统用于驱动手指5个分支的运动。应用欠驱动原理,通过在各关节处设置弹簧,约束各分支关节的运动;同时手指关节之间用片簧连接实现铰链和恢复弹簧的两种功能,构成弹性铰。在对传动机构... 利用多自由度差动驱动原理,设计了5自由度差动驱动系统用于驱动手指5个分支的运动。应用欠驱动原理,通过在各关节处设置弹簧,约束各分支关节的运动;同时手指关节之间用片簧连接实现铰链和恢复弹簧的两种功能,构成弹性铰。在对传动机构进行分析的基础上,设计了常开状态的仿生机械手,对仿生机械手进行三维造型和模型制作,并对其进行了抓取等实验研究。研究表明,设计的仿生机械手仅由一个原动力便可驱动手的15个关节差动运动,具有对抓取物体的自适应性。 展开更多
关键词 欠驱动 机械手 三维造型 模型制作 自适应
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欠驱动多指机械手优化设计与抓取稳定性分析 被引量：8
4
作者 雷翔鹏 唐术锋 +1 位作者 梁威 郭子瑞 《机械传动》 北大核心 2020年第11期53-58,共6页
针对欠驱动机械手多模式抓取问题,提出了一种手指可拆卸、具有复合抓取功能的欠驱动机械手。为了研究欠驱动手的抓取性能,分别研制了一种弹簧自适应3指节手指机构和一种双四连杆3指节手指机构,两种手指机构均使用四连杆机构的运动原理... 针对欠驱动机械手多模式抓取问题,提出了一种手指可拆卸、具有复合抓取功能的欠驱动机械手。为了研究欠驱动手的抓取性能,分别研制了一种弹簧自适应3指节手指机构和一种双四连杆3指节手指机构,两种手指机构均使用四连杆机构的运动原理。手指的性质对欠驱动机械手的抓取稳定性影响很大,对欠驱动机械手单个手指的属性进行分析,分析了关节接触点位置及接触力对抓取稳定性的影响,提出了接触力及力矩平衡的研究分析方法,探讨了影响抓取稳定性的因素。 展开更多
关键词 欠驱动机械手 手指机构 优化设计 接触力 抓取稳定性
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三自由度平面欠驱动机械臂的轨迹跟踪控制 被引量：4
5
作者 刘盛平 吴立成 陆震 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期307-310,共4页
研究了三连杆平面欠驱动机械臂的轨迹跟踪问题.机械臂的第3个关节为被动关节,施加在自由运动连杆上的动力学约束是二阶非完整的.通过全局输入和坐标变换,系统的动力学方程被变换成高阶链式形式.基于后推法(backstepping)的思想推导出保... 研究了三连杆平面欠驱动机械臂的轨迹跟踪问题.机械臂的第3个关节为被动关节,施加在自由运动连杆上的动力学约束是二阶非完整的.通过全局输入和坐标变换,系统的动力学方程被变换成高阶链式形式.基于后推法(backstepping)的思想推导出保证系统全局渐近收敛于参考轨迹的时变反馈控制规律.后推法将系统分解为低阶子系统来处理,利用中间虚拟控制变量和部分Lyapunov函数简化了控制器的设计.数值仿真结果显示系统能稳定地跟踪参考轨迹,也证明了控制器设计是有效的. 展开更多
关键词 欠驱动 非完整 平面机械臂 后推法 轨迹跟踪
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PPR型平面欠驱动机械臂的点位控制 被引量：3
6
作者 刘盛平 吴立成 陆震 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期435-439,共5页
研究了PPR型平面欠驱动机械臂(第1个关节和第2个关节是移动关节且是受控的,第3个关节为被动的转动关节)在水平面运动的点位控制问题.首先,通过输入和坐标变换方法,系统的动力学方程被变换成二阶链式形式.其次,提出用反步法推导出保证系... 研究了PPR型平面欠驱动机械臂(第1个关节和第2个关节是移动关节且是受控的,第3个关节为被动的转动关节)在水平面运动的点位控制问题.首先,通过输入和坐标变换方法,系统的动力学方程被变换成二阶链式形式.其次,提出用反步法推导出保证系统指数渐近稳定的控制器.仿真结果表明,机械臂能够稳定地从任意初始位置运动到任意给定的位置,从而证明了控制器设计的有效性. 展开更多
关键词 欠驱动 平面机械臂 反步法 点位控制
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二关节连杆欠驱动机械手抓取稳定性分析 被引量：3
7
作者 刘玉梅 雷应波 《机械工程与自动化》 2016年第3期15-17,共3页
分析了关节接触点位置及接触力对抓取稳定性的影响,提出了接触力及力矩平衡的理论研究分析方法,探讨了影响稳定性的因素。同时在ADAMS中对欠驱动机械手的模型进行了仿真分析。仿真结果与理论分析结果基本一致,确定了抓取稳定的必要条件... 分析了关节接触点位置及接触力对抓取稳定性的影响,提出了接触力及力矩平衡的理论研究分析方法,探讨了影响稳定性的因素。同时在ADAMS中对欠驱动机械手的模型进行了仿真分析。仿真结果与理论分析结果基本一致,确定了抓取稳定的必要条件,为欠驱动机构稳定性分析提供了一种新方法。 展开更多
关键词 欠驱动 稳定性 仿真分析 机械手
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三连杆平面欠驱动机械臂系统的最优运动规划 被引量：2
8
作者 刘盛平 陆震 吴立成 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期105-109,共5页
研究了在两固定端点之间运动的三连杆平面欠驱动机械臂的最优运动规划问题.该机械臂有两个受驱动的移动关节,而第三个关节是一个既无驱动器又无制动器的被动关节.施加在自由运动连杆上的动力学约束是一个二阶非完整约束.通过坐标和输入... 研究了在两固定端点之间运动的三连杆平面欠驱动机械臂的最优运动规划问题.该机械臂有两个受驱动的移动关节,而第三个关节是一个既无驱动器又无制动器的被动关节.施加在自由运动连杆上的动力学约束是一个二阶非完整约束.通过坐标和输入变换,系统的状态和输入变量被表示为子状态变量的高阶导数形式;通过这些新的子状态变量,将一个受约束的动力学优化问题变成一个无约束的优化问题.利用变分法原理,推导出满足优化问题的必要条件.给出了PPR型平面欠驱动机械臂最优运动规划的数值算例. 展开更多
关键词 机器人 欠驱动 平面机械臂 非完整系统 运动规划
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基于ADAMS的欠驱动三指机械手虚拟设计及参数优化 被引量：1
9
作者 雷翔鹏 刘业峰 《计算机测量与控制》 2020年第11期251-255,269,共6页
针对现有一款模块化欠驱动三指机械手本身的结构特征不完善,所能实现的抓取任务、承载能力有限等问题,设计了一种弹簧被动自适应手指机构;根据欠驱动手指的结构、构件的尺寸、驱动规律及构件间相对关系,以单指为例采用D-H坐标法建立了... 针对现有一款模块化欠驱动三指机械手本身的结构特征不完善,所能实现的抓取任务、承载能力有限等问题,设计了一种弹簧被动自适应手指机构;根据欠驱动手指的结构、构件的尺寸、驱动规律及构件间相对关系,以单指为例采用D-H坐标法建立了运动学模型;利用ADAMS软件对该欠驱动手的3种抓取构型进行运动学仿真,验证了结构设计的合理性;在满足运动学模型准确性的前提下,选出一种抓取构型,以中心滑盘连接手指处所受应力最小为目标,对基指节内部推杆的长度及摆动的角度进行参数优化,有效地增强了欠驱动手抓取的多样性,可为该机械手的设计研究提供可靠的理论依据。 展开更多
关键词 欠驱动 三指机械手 弹簧自适应 ADAMS 虚拟设计 参数优化
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欠驱动机器人动力学运动规划的动态子空间法及控制 被引量：2
10
作者 何广平 陆震 王凤翔 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期145-149,共5页
欠驱动机器人的关节空间运动是通过主、被动关节间的动力学耦合实现的,系统运动可能发生动力学耦合奇异,使欠驱动机器人的动态操作性能严重降低。针对一般具有任意多个被动关节的开链欠驱动机器人系统,基于动力学分析提出一种优化控制方... 欠驱动机器人的关节空间运动是通过主、被动关节间的动力学耦合实现的,系统运动可能发生动力学耦合奇异,使欠驱动机器人的动态操作性能严重降低。针对一般具有任意多个被动关节的开链欠驱动机器人系统,基于动力学分析提出一种优化控制方法,其核心是在欠驱动机器人的全部耦合运动空间中,根据动力学耦合操作性度量,动态构造有限个覆盖全部耦合运动空间的具有最佳耦合度的子空间,使发生在这些子空间中的耦合运动具有余度驱动的特点,从而实现提高欠驱动机器人的动力学耦合度的优化控制。提出的方法通过平面四连杆机器人进行仿真,仿真结果证明了这种方法是可行的。 展开更多
关键词 欠驱动机器人 动力学耦合 运动规划 优化控制
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