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一种新型便携式机器人运动学分析

191言 我国很多河流泥沙含量大,建在这些河流上的水电站的水轮机过流部件受泥沙损害严重,如刘家峡水电站水轮机因泥沙磨损破坏,转轮流道表面的水力学流线发生严重变形,气蚀、磨损逐年加剧.新型便携式机器人的应用对黄河上游诸多水电厂水轮机叶片维修提供了很大的便利条件.该机器人根据工作条件的限制,设计为具有小巧、灵活、拆装方便、操作方便的特点.本文将对该机器人进行运动学分析. 机器人运动学分析的基础和核心问题是位移分析.位移分析的内容可以概括为描述机器人的关节变量与机器人的末杆位置及方向间的关系.建立这种关系的目的在于解决两个具有理论和实用意义的基本问题,其一称为运动学正问题。即给定关节位移,如何求末杆相对于参考系的位置和方向;其二称为运动学逆问题,即给定末杆相对于参考系的位置和方向,如何求各关节的位移.2运动学正解确定位姿 机器人杆件参数如表1,杆系结构及坐标如图1所示.l)各相邻两构件坐标系间的位姿矩阵M-;;. 这里三角函数使用了简...  (本文共4页) 阅读全文>>

《工业控制计算机》2016年12期
工业控制计算机

旋量理论下的机器人运动学求解

机器人运动学分析是控制机器人的运动轨迹的基础,主要研究各个连杆之间的位移关系、速度关系和加速度关系,特别是末端执行器位姿与关节变量之间的关系[4],包括正运动学分析和逆运动学分析。此外,对于运动学逆解,仅仅用某种方法求解是不够的,还需要通过计算机仿真验证。运动学仿真为机器人系统的分析提供了一种有效的途径,可以分析或检查运动学问题是否正确。1基于旋量的机器人运动学分析1.1旋量运动的几何表示旋量运动就是先绕空间一轴旋转θ角再沿该轴平移d距离的刚体运动,旋量的节距h表示平移量与旋转量的比值,即h=d/θ假设(θ≠0)。故hθ也可表示旋转θ后的纯移动量。当h=0时,表示此时刚体是绕某一轴作纯转动;当h=∞时,表示刚体作纯移动[5]。图1刚体的旋量运动如图1,通过对点P∈R3运动的分析来了解与旋量对应的刚体变换。可以用一种指数积的方式来描述刚体运动与旋量的关系:p(θ)=eξ^tp(0)P(0):刚体运动中的开始坐标;P(θ):刚体运动...  (本文共3页) 阅读全文>>

《实验科学与技术》2014年02期
实验科学与技术

机器人运动学分析实验教学方案研究

自智能机器人出现以来,国内外高校广泛开展了以机器人为对象的教学平台建设,开设机器人技术课程、开展本科毕业设计的机器人实践活动以及多层次机器人竞赛活动[1]。我校信息工程学院设有“工业机器人研究室”,由西南科技大学和西南自动化研究所联合建立,主要从事机器人运动控制、电机控制、工业机器人的应用和开发等研究。此外,制造学院针对机械类学生开设的《数字化设计与制造》课程中也提到了工业机器人,工程技术中心还开设有《机器人综合设计与实践》素质选修课。但是,无论从课程受益人群来说,还是从教学内容的丰富度来说,我校对本科生展开工业机器人技术方面的教育都还没有完全铺开,而适用于工业机器人相关课程的配套实验项目也未得到相应开发。机器人运动学分析是机器人基础理论的重要组成部分。本文立足本科生现有理论知识基础,围绕机器人运动学分析主题,以提高大学生独立研究与综合创新素质为目的,针对我校本科生制定出合理的研究方案。通过“机器人的认识”“机器人坐标系的建立”...  (本文共3页) 阅读全文>>

《成都科技大学学报》1987年04期
成都科技大学学报

机器人运动学和动力学模型及其算法

单位螺旋和正交螺旋 图l所示为一个具有六个回转副的机械手,S,(j二1,2,……,6)是第j个运动副轴线的单位向量;h,表示一单位向量,其方向沿着相邻运动副轴线S,和5;(,十;)之间的公垂线方向:h,表示构件j的长度,规定与单位向量hi正向一致的为正;a,(j、:)表示相邻两运动副轴线S,和氛(,十)之间的夹角,规定逆时针方向为正;5,代表构件h(i一,)和hi之间沿牙方向的距离;e,代表绕轴线牙从单位向量瓦,一;,至不的转角,规定逆时针方向的转角为正。 下,代表单位螺旋,言少下,表示旋量,其中对偶模两~。,十。v,,。‘表示绕第j个运动副轴线的相对回转角速度,v,是沿该抽线的相对移动速度。 现取机器人手部夹持器的中心O点为参考点,并取参考坐标系{H}与手部夹持器刚性固结,其坐林原点取在夹持器中心0点,X轴铅单位向量图1.?江套‘茸峨不的方向,Z轴与夹持器开口平面的法线相平行。计算将以此参考系为基础。由螺旋理论知,代表手部瞬时...  (本文共8页) 阅读全文>>

《兵工自动化》1988年01期
兵工自动化

多关节机器人误差分析与精度的评价方法

一 碍I古 、 √I口 随着机器人技术的发展,人们对机器人工作质量的要求也日益提高。精度是机器人的主要技术性能指标之一,但人们常常提到的精度是指机器人的重复再现精鹰这种精度对示教型机器人是不可缺少的指标。但随着初.器人由示教型向编程控制方式的更新换代,自然而然地产生了机器人手末端在工作空间内的位置和方向(简称为位向)精度问题。本文将重点讨论这一类精度问题。 工业机器人多采用开链机构形式,其末端精度取决于机器人机构参数上。这样产生多关节机器人末端的位置 方向误差一般分为两类: 1)由于绞链变量(自由度变量)的误差所弓l起的位向误差。 2)由于其它几个运动学参数的结构误差所引起的位向误差。 对于第一类问题文献[1] [2]提出了一套较为完整的分析方法,文献[3]对子位向误差问题已提出基本概念和表达形式。文献[4]导出了由于运动学参数误差和绞链变量误差引起的机器人末端的位向误差变化规律文献[5]讨论了列运动学参数误差进行估计的算法和进...  (本文共10页) 阅读全文>>

《成都科技大学学报》1988年01期
成都科技大学学报

五自由度工业机器人运动学求解

本文详细讨论了机器人运动学I’ul题的求解,其方法可推广到其他五自由度机器人.运动学位置问题 运动学位置正问题,即已知关节坐标值,求解终端夹持器在直角空间的位置及姿态.正问题相对较简单,常见的方法有:齐次坐标变换法t‘」t,气回转变换张量法〔。〕.而最常用的是齐次坐标变换法.,-、运动学位置逆问题,即已知终端夹持器在直角空间的位置及姿态,求解关节坐标值。通常,这是一个需要求解非线性代数方程组的十分复杂的间题.常见的解法有:代解法[’,2〕,迭代解法[‘〕,几何解法[“、.〕.以上解法一般对于各种各样的机器人都适用,但也正因如此对一些结构相对简单的机器人,这些解法便显得复杂、烦琐.本文以我校研制的PBIR一!型五自由度工业人为几何模型,对其运动学位置正逆问题采用了一种完全几何解法,并且,其终端器的姿态用特定的角度表示,而不采用惯用的方向余弦表示。对于五自由度的工业本解法相当直观,运算简单,便于实时计算,并且为运动学速度、加速度求解...  (本文共7页) 阅读全文>>