关键词： 工业机器人   柔性关节   柔体动力学   关节力矩反馈(JTF)   振动控制  

摘要： 工业机器人的柔性传动部件降低了关节刚度,导致机器人末端存在振动问题。首先对柔性关节控制系统建模,分析其振动特性,并简述关节力矩反馈控制(joint torque feedback,JTF)的抑振原理。由于大部分商用工业机器人无配置关节力矩传感器,且存在重力项力矩和摩擦力矩,故建立柔体动力学方程并给出基于最小二乘法(ordinary least squares,OLS)的参数辨识方法,对重力项力矩和摩擦力矩进行估计,进而提出实时关节力矩估计方法。最后基于六自由度工业机器人搭建试验平台,柔体动力学参数辨识试验结果表明所述动力学模型能准确估计电机力矩,满足反馈控制的应用要求。振动控制试验中,在比例控制下,圆弧和直线振动信号能量最大分别减少达27.61%和26.25%;在比例-微分控制下,最大分别减少达37.56%和41.00%;在改进的“补偿+比例-微分控制”下,最大分别减少达38.32%和45.63%,验证了基于动力学模型的关节力矩反馈振动控制方法的有效性。

关键词： 行星  

ISBN: (纸本)9787515920115

关键词： 机器人竞赛   机器人实践教育   创新创业教育   互促模式  

摘要： 机器人实践教育和创新创业教育具有相通的逻辑,多年的实践也验证了该实践教学模式的有效性,因此,有必要提出“机器人-创新创业”实践教育模式,其互促模式有利于跨学科交流、锻炼团队协作能力、磨炼意志品质、形成创新思维等。

关键词： 下肢康复   外骨骼机器人   结构设计   运动学分析   动力学分析   仿真  

摘要： 针对下肢运动损伤患者的康复需求,提出一种新型下肢外骨骼康复训练器,根据康复评定学中RLA分期法对人体正常步态的描述和人机工程学理论中的人体下肢尺寸及关节特点,对被动康复训练器的机构进行设计;使用SolidWorks建立三维样机模型,制造实物样机;并且建立运动学及动力学模型;通过Matlab仿真分析特出关节运动变化曲线,验证数学模型的正确性;并且通过ADAMS软件进行动力学仿真,验证模型的正常行走步态,并且得出关节角速度,关节角动量,关节力矩等变化曲线。然后分别选取RLA八分法中8个关键时期点的数据,将理论计算和模拟仿真的结果进行比较,分析误差原因。验证了运动模型的正确性,为驱动控制提供参考依据。

关键词： 直接示教   零力控制   惯性项补偿   动力学建模   参数辨识  

摘要： 针对复杂工况下,工业机器人直接示教柔顺性欠缺的问题,这里在传统零力控制算法中加入动力学惯性项补偿以降低示教过程的牵引力。首先,在综合考虑重力、关节摩擦和科氏力等因素的情况下,建立了一种6轴工业机器人线性动力学模型。针对该动力学模型参数辨识高维度、强非线性、多参数的特点,提出了一种分步辨识方法,此方法能有效地降低辨识方程系数矩阵维度,减少计算量。然后,根据辨识结果设计基于力矩控制的惯性项补偿零力控制器。最后,进行动力学参数辨识结果验证与直接示教实验。实验结果表明所提出的分步辨识方法结果较为精确;相比传统的零力控制算法,增加惯性项补偿的零力控制算法能使示教过程的牵引力幅值降低28.6%,显著改善示教过程的柔顺性。

关键词： 汽车喷涂   混联机器人   动力学模型   动力学性能波动  

摘要： 面向汽车修理厂的汽车补漆应用需求,该文提出一种由3自由度并联机构、旋转关节和移动小车组成的喷涂机器人。基于运动学模型,利用虚功原理推导了3自由度并联机构的动力学模型。考虑动力学模型中重力项影响,构造面向动力学性能波动评价应用的波动衡量惯性矩阵,提出动力学性能波动评价的全域指标,并通过不同几何参数和惯性参数下机器人驱动力矩变化来验证评价指标的有效性。动力学性能波动指标可以直观地反映机器人在工作空间中动力学波动情况,可以应用于机器人优化设计与控制。

关键词： 机器人  

ISBN: (纸本)9787030720979

摘要： 本书以拉格朗日力学理论与自动定理证明思想为指导, 系统深入地研究了泛函变分、拉格朗日力学和机器人动力学之间的天然关系, 从而构建了以泛函变分的形式化为形式化数学基础、以拉格朗日力学的形式化为中心、以机器人动力学形式化分析为应用依托的定理证明体系。内容涵盖了自动定理证明、泛函变分、拉格朗日力学、形式化验证等领域。

ISBN: (纸本)9787111704126

摘要： 本书是对机器人系统原理和动力学的全面综述，为研究机器人系统的动力学与控制提供了系统而全面的理论背景。作者作为该领域的著名专家，强调了动力学和控制的基本原理，这些原理可用于各种当代应用中。本书详细介绍了机器人学的规则，并提供了与现实机器人系统相关的方法论。所介绍的机器人系统包括经典的工业机械臂、仿人机器人、机器人手术助手、太空飞行器和数控铣床等。本书把重点放在基础原理的系统应用上，并展示了MATLAB、Mathematica和Maple等计算和分析工具如何使学生能够专注于机器人的原理和理论。

关键词： 多机协作吊装   多机器人   改进蚁群算法   动力学   柔索并联机构  

摘要： 随着工程任务日趋复杂艰巨,施工环境愈发恶劣,单台起重机已很难承担复杂的吊装任务,而多台起重机联合作业具有结构稳定、负载能力强、吊装空间大、布局灵活的优点,得到了广泛应用。以多机协作吊装机器人为研究对象,采用拉格朗日方法建立了多机协作吊装机器人的动力学模型;采用蚁群算法规划吊装路径,针对蚁群算法难以避免局部最优以及无解蚂蚁数量多等问题,提出三值法平面栅格环境建模、基于最佳-次佳路径长的信息素分阶更新策略和信息素挥发因子动态调整函数,仿真结果表明,改进蚁群算法相对于传统蚁群算法,明显提高了最佳路径长度、运算效率等指标。利用三值法进行吊装环境建模,进行协作作业仿真,验证了动力学分析和改进蚁群算法的合理性,对于提高多机协作吊装作业效率和可靠性具有一定的指导意义。

关键词： 动力学建模   并联机器人   几何代数   虚功原理  

摘要： 逆动力学建模是并联机器人动力学性能评估和实际控制的基础。以几何代数为数学工具,提出并联机器人的解析逆动力学建模通用方法。根据几何代数的外积性质,可直接确定并联机器人中各分支的关节速度和加速度幅值,建立机器人驱动速度和被动速度之间的映射关系,并推导出并联机器人分支中各杆件的速度和加速度。结合虚功原理建立并联机器人的逆动力学模型,并确定驱动力/力矩的解析表达式。关节速度和加速度计算不需要判断几何关系、进行求导或求偏微分,并且整个计算过程中仅涉及加法和乘法,无需求解符号线性方程组,提高计算效率。以六自由度并联机器人6-UPS和三自由度并联机器人2PUR-PRU为例(U:虎克铰,P:移动副,S:球铰,R:转动副),得到在给定轨迹下两个机器人驱动力的理论结果,通过与ADAMS软件仿真结果对比验证所提方法的正确性。同时,通过与基于牛顿-欧拉方程的自然正交补法进行计算效率对比,证明该方法具有计算高效的优点,可替代ADAMS仿真和原先方法用于并联机器人逆动力学建模及分析。