关键词： 绳驱动   姿态自主调节   回收稳定   AUV布放回收   动力学分析  

摘要： 为提高水下自主航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)布放回收过程中的效率和安全性,通过以船舶起重机为基础研究了一种不仅可以通过电机自主调节吊笼的姿态而且能够利用绳索减摇使回收过程更加稳定的AUV水面布放回收装置,建立了船-起重机-吊点-减摇装置-吊笼的三维动力学模型,首先通过Adams搭建虚拟样机进行动力学仿真,得出了当利用电机调节吊笼开口方向时4根绳索的拉力的变化和吊笼的姿态变化,然后利用MATLAB联合仿真采用PID控制策略对其进行了减摇的仿真分析,验证了减摇方案的可行性。在已有的理论基础上搭建了实验样机进行了实验验证。结果表明:在受船舶激励的情况下,横摇的减摇效果达70%;纵摇的减摇效果达60%,电机进行姿态调整时各个绳索的拉力稳定能够完成姿态调整,能够有效地完成布放回收工作。可见当AUV靠近吊笼时依靠姿态调整电机进行姿态调整,能保证AUV进入吊笼;当AUV进入吊笼以后本装置有良好的减摇效果,使回收过程更加稳定。

关键词： 现代教育技术手段   机器人竞赛   参赛队伍   教育技术装备   创新设计大赛   中小学生   深度融合   三江源  

摘要： 5月11日,由省教育厅主办,省教育技术装备中心承办的全省第十四届中小学生机器人党赛暨第七届创新设计大赛省级决赛在省三江源民族中学举行,大赛以“科技赋能教育,装备引领创新”为主题,实现了“现代教育技术手段与科学教育紧密结合、与教育教学深度融合”助推“大科学教育”格局的目标。大赛历时3个月,经过校级初赛、市州级选拔赛,有188支参赛队伍、500余名师生进入决赛,决赛队伍数较前一届增长了20%。

关键词： 并联机器人   运动副间隙   广义碰撞力   弹性动力学   杆件虚长度  

摘要： 为了提高空间六自由度并联机器人动力学模型的精度,以6-RSS并联机器人(R:转动副,S:球面副)为研究对象,提出一种将支链弹性变形和运动副间隙随机变化相结合的动力学建模方法。首先,根据几何结构与初始状态,开展理想条件下的运动学分析。利用数理统计原理和符号函数建立含间隙的转动副与球面副运动学模型,进而计算杆件虚长度和各个运动副处的碰撞接触力。然后,将相关参数结合到弹性动力学模型中,建立含运动副间隙的6-RSS并联机器人弹性动力学模型。最后,分析不同状态下支链弹性变形和运动副间隙各自产生误差的原因以及两者综合产生误差的原因。结果表明:改进后的动力学建模方法充分考虑了支链弹性变形和运动副间隙的耦合性与瞬时性,较其他动力学建模方法更加精确。

关键词： 采摘机器人   学习策略   路径规划   蚁群算法   多因子量化  

摘要： 首先,基于多因子量化选股模型制定了采摘机器人学习策略;然后,利用多因子量化选股模型对蚁群算法进行了改进,并利用改进的蚁群算法对采摘机器人的路径规划进行了分析与研究。MatLab实验结果表明:此算法为采摘机器人规划了一条长度最短、转弯次数最少的最优路径,移动过程中没有发生碰撞,证明算法对改善采摘机器人移动路径效果明显,使规划的路径更加合理。

关键词： 六轴搬运机器人   动力学建模   动力学仿真分析   ADAMS  

摘要： 以折弯生产线中上下料工序中所使用的六轴搬运机器人为例开展研究,首先确定了机器人的结构形式,设计了各关键零部件并建立了六轴搬运机器人的三维模型;其次基于ADAMS软件建立了搬运机器人的动力学仿真模型,对机器人的零部件材料、约束、驱动,以及载荷进行定义;最后通过对机器人进行动力学仿真模拟得到了机器人的基本运动数据。研究结果表明:所设计的搬运机器人6个轴的位移、速度、加速度、关节受力以及扭矩曲线基本上连续、无异变。六轴搬运机器人在运动过程中运动平稳、振荡较小、设计合理,为改进其结构提供了理论支撑。

关键词： 遥操作   机器人学   主从控制   工作空间匹配   混合映射  

摘要： 主从异构型遥操作机器人系统在主从结构、自由度等方面的差异,导致其主端小范围操作空间难以覆盖从端大范围工作空间,以及从端难以精确定位。针对此问题,首先搭建了一套主从异构型遥操作机器人系统的软硬件平台,然后对主从端机器人进行运动学建模,进而提出了一种主端位置-从端速度和主端位置-从端位置混合切换的映射算法。一方面,所提算法通过主端位置-从端速度映射模式解决主从工作空间不匹配的问题,从而提高大范围空间下从端抵近目标的效率;另一方面,所提算法通过主端位置-从端位置映射模式实现从端精细定位,同时克服主端位置-从端速度映射中从端无法快速换向运动的缺陷。实验结果表明,所提混合映射算法能够实现主端遥操作从端机器人高效地完成复杂、精细的操作任务。

关键词： Delta机器人   高速重载   刚柔耦合   Kane方程   动力学建模  

摘要： 针对Delta并联机器人在高负载和高速运行时,由刚度较小的从动臂发生弹性变形而造成的机器人定位精度降低和系统运行失稳等问题,采用假设模态法对从动臂杆件进行离散化处理,并基于Kane方程和增广拉格朗日乘子法建立了Delta并联机器人系统的刚柔耦合动力学方程,从而量化了从动臂连杆变形对机器人定位精度造成的影响。通过对比在相同跟踪轨迹下ADAMS模型仿真与MATLAB数值分析结果,两者的动平台质心运动轨迹基本重合且主动关节旋转角度偏差小于0.01rad,验证了刚柔耦合动力学方程的正确性。最后,通过数值分析和Adams-Matlab联合仿真分析,得到机器人在不同负载条件下,末端动平台在X和Z方向的最大位移偏移量及主动关节驱动力矩最大偏差值,仿真结果反映了从动臂柔性对机器人动力学性能的影响规律,为机器人的精确控制提供了理论支撑。

关键词： 管道机器人   流固耦合   动力学响应   减振优化   多体动力学模型  

摘要： 压差式管道内检测机器人作为保障油气管道安全运输的重要装备,逐渐向着集成化、智能化、高精度的方向发展。管内介质的复杂流动状态与管内的随机不平顺激励均会引起管道机器人动力学行为的突变,进而影响其内检测作业精度和服役性能。建立串联管道机器人多体动力学模型和Adams与Matlab/Simulink双向流固耦合联合仿真求解模型,研究受管内环焊缝激励时不同舱体节数下多节串联式管道机器人的动力学响应情况、振动叠加情况和动力演化规律;建立管道内检测机器人振动综合评价指标,结合仿真数据和神经网络算法建立管道内检测机器人的结构优化模型并采用遗传算法进行参数寻优。研究结果表明:多节舱体压差式管道机器人受管内环焊缝激励时,每节舱体的轴向振动趋势类似,轴向加速度极值变化不大,且每节舱体过环焊缝时存在振动传递情况。优化后的管道机器人结构参数将轴向、垂向、俯仰加速度极值分别降低74.7%,38.1%,37.27%。

关键词： 六轴装配机器人   动力学建模   仿真分析  

摘要： 以六轴装配机器人为例,利用SolidWorks软件建立该装配机器人虚拟样机,然后采用拉格朗日法推导机器人的动力学方程,并利用MATLAB/Simulink模块求解关节力矩的理论值,之后利用ADAMS仿真软件进行动力学分析。仿真结果表明:机器人各关节速度、角速度等曲线都比较平滑、无突变,各关节力矩变化平稳,说明机器人结构合理,运行平稳,为之后机器人选择驱动电机、进行运动控制提供了有价值的数据信息,为实际样机开发提供了有效参考。

关键词： 空间并联机构  

ISBN: (纸本)9787118132915

摘要： 本书共分7章，主要涉及仿人咀嚼机器人的动力学建模和运动控制的方面的内容。第1章绪论，涉及咀嚼机器人、并联机构的寄生运动和冗余驱动的研究现状；第2章进行机构的运动学分析；第3章采用多种建模方法进行机构的刚性动力学逆解；第4章建立机构的线弹性动力学模型；第5章使用基于模型降阶技术，分析弹动力学性能；第6章进行基于分布力矩前馈的运动控制研究；第7章对未来工作进行展望。