钻锚机器人机械臂轨迹规划方法研究 被引量：3

1

作者 张君 李万业 +3 位作者 郭家华 李京凯 贺欣悦 武仲斌 《矿业科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期807-816,共10页

为了提高煤矿巷道支护效率,以6自由度钻锚机器人机械臂为研究对象,提出了基于改进灰狼优化算法的机械臂时间最优轨迹规划方法。首先,通过D-H参数法建立了机械臂运动学模型,使用蒙特卡罗法对机械臂进行工作空间分析,并利用MATLAB软件对... 为了提高煤矿巷道支护效率,以6自由度钻锚机器人机械臂为研究对象,提出了基于改进灰狼优化算法的机械臂时间最优轨迹规划方法。首先,通过D-H参数法建立了机械臂运动学模型,使用蒙特卡罗法对机械臂进行工作空间分析,并利用MATLAB软件对机械臂进行仿真验证;其次,利用分段多项式插值法对机械臂进行关节空间轨迹规划;最后,提出一种改进灰狼优化算法并测试其性能,在轨迹规划基础上,对机械臂进行时间优化。结果表明,钻锚机器人机械臂满足煤矿巷道锚护作业要求;3-5-3分段多项式插值法可以更好地实现机械臂的平稳运行;机械臂在满足约束条件下到达预定轨迹点所消耗的时间减少了30.40%~50.28%,优于传统的轨迹规划方法。 展开更多

关键词 钻锚机器人 d-h参数法 多项式插值法 轨迹规划 改进灰狼优化算法

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一种新型球面放疗机械臂设计与运动学研究

2

作者 许书铭 任旗 +2 位作者 车永新 李燕杰 赵国勇 《机床与液压》 北大核心 2025年第15期17-24,共8页

目前放射治疗设备常用的C形臂结构在进行非共面治疗时操作复杂、无法实现半球定点照射。针对这一问题,设计一种新的球面放疗机械臂运动系统。分析C形臂结构及运动规划,建立球面放疗设备三维模型;采用D-H法建立正、逆解机械臂运动学模型... 目前放射治疗设备常用的C形臂结构在进行非共面治疗时操作复杂、无法实现半球定点照射。针对这一问题,设计一种新的球面放疗机械臂运动系统。分析C形臂结构及运动规划,建立球面放疗设备三维模型;采用D-H法建立正、逆解机械臂运动学模型,基于MATLAB的Robotics Toolbox模块验证该模型的正确性;最后利用五次多项式插值算法对运动/轨迹进行规划研究。结果表明:设计的球面放疗机械臂运动系统稳定,运动空间能覆盖球面放射治疗范围,实现了非转床方式的非共面治疗,提高了工作效率,为后续该放射治疗设备的运动控制及动力学研究奠定了良好的基础。 展开更多

关键词 球面放疗设备 结构设计 d-h参数法 机器人运动学 轨迹规划

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关节间隙对肢腿机构运动误差的影响

3

作者 陈醒 牛志刚 +1 位作者 邵佳雄 赵富强 《武汉科技大学学报》 北大核心 2025年第3期216-223,共8页

为探究关节间隙对肢腿末端运动误差的影响,以肢腿履带足式机器人为研究对象,使用修正型D-H参数法建立肢腿运动学理论模型和间隙模型,分析不同关节位置处的间隙角在3种姿态下对肢腿末端位置误差的影响;使用蒙特卡洛法求解并利用MATLAB仿... 为探究关节间隙对肢腿末端运动误差的影响,以肢腿履带足式机器人为研究对象,使用修正型D-H参数法建立肢腿运动学理论模型和间隙模型,分析不同关节位置处的间隙角在3种姿态下对肢腿末端位置误差的影响;使用蒙特卡洛法求解并利用MATLAB仿真绘制出肢腿机构的工作空间;将间隙角的变化等效为连杆长度的变化,分析杆长变化对肢腿机构位置误差的影响。研究结果表明,间隙角对肢腿末端位置误差的影响在3种姿态下有所不同,髋关节处的间隙主要影响末端点x轴方向的位置误差,膝关节处的间隙主要影响末端点z轴方向的位置误差,双关节间隙对位置误差的影响为髋关节间隙与膝关节间隙造成的位置误差之和。 展开更多

关键词 关节间隙 肢腿机构 履带足式机器人 运动学分析 位置误差 修正型d-h参数法

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水果无损采摘机械手工作空间分析及参数确定 被引量：7

4

作者 刘燕德 王观田 +1 位作者 王均刚 舒盛荣 《农机化研究》 北大核心 2019年第4期12-17,共6页

水果采摘机器人在我国起步晚、发展缓慢,没有系统的方法用以设计采摘机械手,特别是机械手参数确定方法不成熟,造成工作空间浪费、影响机械性能等问题。为此,提出了一种蒙特卡洛法结合控制变量确定摆动关节范围的设计方法,利用D-H参数法... 水果采摘机器人在我国起步晚、发展缓慢,没有系统的方法用以设计采摘机械手,特别是机械手参数确定方法不成熟,造成工作空间浪费、影响机械性能等问题。为此,提出了一种蒙特卡洛法结合控制变量确定摆动关节范围的设计方法,利用D-H参数法对机械手臂进行正运动学分析,在MatLab平台下用蒙特卡洛法计算机械手的工作空间,并结合控制变量法,求出不同参数下的工作空间范围,根据相对较合理的工作空间范围,确定机械手臂的合理参数。以水果无损采摘机械手为例,根据具体设计要求,确定了手臂长度,利用蒙特卡洛法确定了摆动关节的转角范围,并验证参数的正确性。结果表明:该方法可以迅速有效地确定摆角范围,解决了以往摆动关节转角范围靠设计经验确定而存在的空间浪费的问题。 展开更多

关键词 水果无损采摘机械手 工作空间 摆动关节 d-h参数法

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航发叶片原位打磨装备设计及其运动学分析

5

作者 郭泽中 左洪福 +3 位作者 李鹏涛 刘岩 夏淳义 周左成 《机电工程》 北大核心 2025年第5期921-932,共12页

针对现有原位打磨装备存在监测手段单一、智能化水平不足、驱动平台结构紧凑性及航线维修实用性低等问题,设计了一款航发叶片原位打磨装备,并对其运动学性能进行了分析。首先,分析了压气机叶片原位打磨自由度需求,结合设计原则对内窥打... 针对现有原位打磨装备存在监测手段单一、智能化水平不足、驱动平台结构紧凑性及航线维修实用性低等问题,设计了一款航发叶片原位打磨装备,并对其运动学性能进行了分析。首先,分析了压气机叶片原位打磨自由度需求,结合设计原则对内窥打磨仪、辅助支撑装置、测量与控制组件、快速拆装夹具、打磨装备控制箱进行了结构设计;然后,根据改进型D-H(MDH)参数法建立了运动学方程,进行了正运动学分析并基于解析法求出了运动学逆解,利用SOLIDWORKS和Adams建立了联合虚拟仿真模型,对原位打磨装备进行了仿真分析,得到了末端打磨头的位移、速度和加速度曲线;最后,搭建了原理样机,验证了压气机叶片原位打磨作业的准确性。研究结果表明:原位打磨装备整体为六自由度串联型机械臂,末端打磨头的速度范围为0 m/s~0.011 3 m/s,角速度范围为0 rad/s~0.471 2 rad/s,加速度和角加速度的最大值分别为0.010 9 m/s^(2)和0.375 5 rad/s^(2),末端打磨头能够到达所需打磨的压气机叶片的目标位置;打磨作业时,各关节运行平稳,辅助支撑装置可以精确调整末端打磨头的位姿,且对打磨头运动的影响较小。由此可见,原位打磨装备能满足压气机叶片原位打磨作业的要求。 展开更多

关键词 压气机叶片 原位打磨 d-h(MDH)参数法 运动学分析 ADAMS仿真

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基于人体拉伸需求的装置结构设计与分析

6

作者 谷瑞杰 高佳萌 +2 位作者 赵帅峰 秦振中 仝怡 《机电工程》 北大核心 2025年第8期1583-1593,共11页

人体拉伸设备是提高人体机能的主要器械之一。针对市场现有人体相关设备结构复杂、功能单一且综合性存在局限等问题,通过分析人体的拉伸方式,确定了所设计的拉伸装置的功能需求,设计了一种符合人体工程学的人体拉伸装置,基于D-H参数法... 人体拉伸设备是提高人体机能的主要器械之一。针对市场现有人体相关设备结构复杂、功能单一且综合性存在局限等问题,通过分析人体的拉伸方式,确定了所设计的拉伸装置的功能需求,设计了一种符合人体工程学的人体拉伸装置,基于D-H参数法建立了人体拉伸装置运动学模型,并进行了运动学理论求解,搭建了人体拉伸装置样机进行了样机实验。首先,基于人体工程学分析了人体拉伸方式,确定了所设计的拉伸装置功能需求,采用Creo Parametric软件对人体上肢拉伸机构、下肢拉伸机构和腰-背部拉伸机构进行了结构设计;然后,基于Denavit-Hartenberg(D-H)参数法,建立了人体拉伸装置的运动学模型,并结合机械系统动力学自动分析(ADAMS)对装置各机构进行了运动学仿真分析,得到了各个机构的运动参数曲线;最后,制作了人体拉伸装置样机,并进行了样机实验验证,利用5级李克特量表统计了实验人员的主观评价分数,以验证装置设计的可行性。研究结果表明:该人体拉伸装置具有五个自由度,上肢拉伸机构水平和竖直拉伸角度分别可达110°和120°,下肢拉伸机构水平和竖直拉伸角度均可达到90°,腰-背部拉伸角度约90°;经样机实验得出,装置的“舒适度”“肌肉拉伸效果”和“稳定性”主观评价均值基本在4分以上,已达“满意”水平。该装置在人体综合协同拉伸方面具有显著效果,能够充分满足设计要求及人体多部位拉伸功能需求,为人体拉伸装置的产品开发提供了理论参考。 展开更多

关键词 人体工程学 人体拉伸装置 结构设计 Denavit-Hartenberg(d-h)参数法 运动学分析 李克特量表

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带式输送机不停机托辊更换车结构设计及特性分析 被引量：6

7

作者 毛君 陈迪 陈洪月 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第1期125-133,共9页

为提高煤矿带式输送机在更换损坏托辊时的维护效率,减小人工更换产生的安全风险,文中设计了一种可在带式输送机不停机状态下进行托辊更换的更换车。针对不停机更换托辊的工作要求,确定更换车的更换方案,并建立三维模型。采用D-H参数法... 为提高煤矿带式输送机在更换损坏托辊时的维护效率,减小人工更换产生的安全风险,文中设计了一种可在带式输送机不停机状态下进行托辊更换的更换车。针对不停机更换托辊的工作要求,确定更换车的更换方案,并建立三维模型。采用D-H参数法建立更换车机械手的连杆坐标系,通过MATLAB软件机器人工具箱建立机械手模型,并用蒙特卡洛法确定机械手的工作空间,结果表明,其运动范围满足槽型托辊组3个托辊的更换。采用ADAMS软件对机械手拆卸和安装托辊过程进行仿真,得到损坏托辊和备用托辊的位移曲线,结合夹取结构的运动曲线和运行轨迹,结果表明,机械手的工作过程平稳流畅。采用ANSYS软件对更换车工作中关键受力部件支撑臂和支撑托辊架进行有限元分析,结果表明:两部件强度满足工作要求,保证更换车工作的可靠性。 展开更多

关键词 带式输送机 托辊更换车 d-h参数法 运动学仿真 结构强度 有限元法

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基于六轴机器人的运动学分析与轨迹规划 被引量：3

8

作者 吴珂 平学成 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第7期17-22,共6页

为了进一步提高机械臂的工作效率以及保持运行轨迹的平稳、连续,对机器人进行运动学分析和时间最优轨迹规划。以大族E05协作机器人为研究对象,基于D-H参数法建立机器人运动学模型,并进行正、逆运动学分析,基于改进的粒子群算法对机械臂3... 为了进一步提高机械臂的工作效率以及保持运行轨迹的平稳、连续,对机器人进行运动学分析和时间最优轨迹规划。以大族E05协作机器人为研究对象,基于D-H参数法建立机器人运动学模型,并进行正、逆运动学分析,基于改进的粒子群算法对机械臂3-5-3分段多项式插值轨迹规划模型进行时间优化。通过MATLAB中机器人工具箱构建机械臂仿真模型,进行轨迹规划仿真实验。实验结果表明,机械臂逆运动学求解准确,轨迹规划算法可靠,轨迹规划时间较优化前缩短了53%,规划的运动轨迹平滑连续,无突变。 展开更多

关键词 d-h参数法 粒子群算法 多项式插值 轨迹规划

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七功能水下液压机械臂设计 被引量：1

9

作者 赵飞 姚震球 凌宏杰 《船海工程》 北大核心 2024年第1期52-56,共5页

针对有缆遥控水下机器人上要求搭载的机械臂占地面积小、动作范围大的问题,对包括偏转和俯仰在内的6自由度位置变化及抓取的7功能水下液压机械臂进行设计、仿真以及实验分析,利用多目标优化模型对抓取卡爪进行设计,计算液压缸最短行程时... 针对有缆遥控水下机器人上要求搭载的机械臂占地面积小、动作范围大的问题,对包括偏转和俯仰在内的6自由度位置变化及抓取的7功能水下液压机械臂进行设计、仿真以及实验分析,利用多目标优化模型对抓取卡爪进行设计,计算液压缸最短行程时,可实现的卡爪开合范围;建立机械臂的D-H参数模型,对机械臂的正运动进行求解,采用Matlab软件仿真分析6个活动关节的运动姿态;搭建功能样机和工程样机开展机械臂的陆上动作及水下试验验证,结果表明,机械臂的6个活动关节位置、速度以及加速度曲线都光滑平顺、无突变,无超调现象;机械臂含抓取卡爪的结构设计合理。 展开更多

关键词 机械臂 抓取卡爪 运动学分析 d-h参数法 MATLAB仿真

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托辊更换机械臂设计及轨迹精度分析 被引量：1

10

作者 时洪宇 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第3期352-357,共6页

为提高对矿用长距离带式输送机损坏托辊的更换效率,设计一种不停机状态下托辊更换的机械臂。首先,根据蒙特卡洛法对机械臂的工作范围进行求解,验证其合理性,随后利用Matlab软件对设备的工作路径进行规划,最后通过Ansys-Adams对机械臂抓... 为提高对矿用长距离带式输送机损坏托辊的更换效率,设计一种不停机状态下托辊更换的机械臂。首先,根据蒙特卡洛法对机械臂的工作范围进行求解,验证其合理性,随后利用Matlab软件对设备的工作路径进行规划,最后通过Ansys-Adams对机械臂抓取托辊过程进行仿真模拟并与理想状态下机械臂运行轨迹进行对比,得出对机械臂轨迹精度的影响因素。结果表明:机械臂横向工作范围为[0,2 590 mm],纵向工作范围为[0,2 075 mm],可以实现对所有托辊的更换,符合设计思路,设计合理。机械臂在抓取左侧托辊时的位移偏差最小,范围在-0.09~0.03 mm之间;在抓取右侧托辊时的位移偏差范围最大,在-9.06~5.34 mm之间。由此可知,机械臂位姿和伸出距离为主要影响因素。 展开更多

关键词 托辊 机械臂 d-h参数法 动力学分析

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掘进机机载锚杆钻机运动学分析与轨迹仿真 被引量：10

11

作者 毛君 孟辉 +1 位作者 陈洪月 张瑜 《机械设计》 CSCD 北大核心 2016年第4期42-47,共6页

以D-H参数法为基础,首次建立了掘进机位姿影响下的7自由度掘锚一体机运动学模型,分析掘锚一体机的运动学特性。结果表明:钻头的工作空间能够满足全巷道支护工况使用要求,但掘进机本体的位姿对锚杆钻头运动参数产生较大影响,当掘进机机... 以D-H参数法为基础,首次建立了掘进机位姿影响下的7自由度掘锚一体机运动学模型,分析掘锚一体机的运动学特性。结果表明:钻头的工作空间能够满足全巷道支护工况使用要求,但掘进机本体的位姿对锚杆钻头运动参数产生较大影响,当掘进机机身的姿态角度-6°≤ψ,γ,准≤6°时,所引起钻头的偏移量远大于锚杆孔位置误差的允许值。因此,研究锚杆钻机的运动性能时必须考虑掘进机位姿的影响因素;将掘进机的位姿作为已知测量值,利用坐标反变换和经典消元理论,进行了整机逆运动学求解;采用数值对比法验证了运动学逆解的准确性;最后通过工业性试验对掘锚一体机的性能进行了验证。 展开更多

关键词 机载锚杆钻机 运动学建模 d-h参数法

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基于MATLAB Robotics Toolbox的ABB IRB1660机器人运动仿真研究 被引量：21

12

作者 王林军 邓煜 +3 位作者 罗彬 张东 吕耀平 陈艳娟 《中国农机化学报》 2017年第1期102-106,共5页

为验证ABB IRB1660机器人改装为空间点焊机器人后的运动性能,根据ABB IRB1660机器人空间结构图,使用D-H参数法对其进行参数设计,在MATLAB中建立仿真模型,调用Robotics Toolbox中的功能函数对该机器人的正、逆运动学进行仿真计算,验证了... 为验证ABB IRB1660机器人改装为空间点焊机器人后的运动性能,根据ABB IRB1660机器人空间结构图,使用D-H参数法对其进行参数设计,在MATLAB中建立仿真模型,调用Robotics Toolbox中的功能函数对该机器人的正、逆运动学进行仿真计算,验证了仿真模型的正确性。最后调用jtraj函数对该机器人进行PTP轨迹规划仿真分析,仿真结果表明:改装后机器人各关节运动性能良好,运动曲线平稳无振动。该研究为ABB IRB1660工业机器人改装试验提供了可靠的理论指导。 展开更多

关键词 工业机器人 运动仿真 d-h参数法 ROBOTICS TOOLBOX PTP轨迹规划

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基于MATLAB的KUKA焊接机器人轨迹规划与运动学仿真 被引量：23

13

作者 朱志伟 李和平 《机床与液压》 北大核心 2019年第21期64-69,共6页

在工业机器人的应用控制中,其作业轨迹的规划是系统设计的关键内容,为了使焊接机器人能根据设定的轨迹和速度进行高效施焊,以KUKA KR10 R1420型工业机器人为研究对象并分析其结构,采用D-H参数法建立各杆件坐标系,通过齐次变换矩阵建立... 在工业机器人的应用控制中,其作业轨迹的规划是系统设计的关键内容,为了使焊接机器人能根据设定的轨迹和速度进行高效施焊,以KUKA KR10 R1420型工业机器人为研究对象并分析其结构,采用D-H参数法建立各杆件坐标系,通过齐次变换矩阵建立机器人运动学方程。利用MATLAB机器人工具箱构建KR10 R1420型工业机器人的数学模型,并进行了轨迹规划和运动学仿真,获得平稳且连续的末端执行器轨迹和各关节的角度、角速度、角加速度变化曲线,仿真结果验证了所建KR10 R1420型工业机器人运动学模型的正确性和合理性,为焊接机器人在复杂环境中的轨迹规划提供了可供参考的方案。 展开更多

关键词 轨迹规划 KR10 R1420型工业机器人 MATLAB 仿真 d-h参数法

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基于BP神经网络的救援机械臂的逆运动学求解 被引量：3

14

作者 李杨 魏兆勇 +2 位作者 高国华 赵韦东 陈平 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期805-811,共7页

针对灾害救援的复杂性、危险性,提出一种高负载自重比的救援机械臂构型,建立三维模型,通过Denavit-Hartenberg方法对五自由度机械臂建立正逆运动学模型,利用MATLAB机器人工具箱构建救援机械臂的仿真模型,验证运动学模型的正确性,采用10... 针对灾害救援的复杂性、危险性,提出一种高负载自重比的救援机械臂构型,建立三维模型,通过Denavit-Hartenberg方法对五自由度机械臂建立正逆运动学模型,利用MATLAB机器人工具箱构建救援机械臂的仿真模型,验证运动学模型的正确性,采用10输入、5输出、3层的BP神经网络进行逆运动学解的预测,对用解析法得到的4组运动学逆解进行筛选,从而得到唯一的精确逆解,为后续机械臂的轨迹规划的实现奠定了基础. 展开更多

关键词 救援机械臂 运动学分析 d-h参数法 解析法 BP神经网络 MATLAB

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弹药装填机器人正向运动学分析 被引量：2

15

作者 徐达 李洋 罗业 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第11期160-162,共3页

针对D-H参数法求解RPRRP型弹药装填机器人正向运动学过程复杂、效率低的问题,提出了基于POE法的弹药装填机器人正向运动学求解方法。建立了弹药装填机器人的机构模型和旋量参数,计算了各关节的运动旋量,采用POE法进行正向运动学求解。采... 针对D-H参数法求解RPRRP型弹药装填机器人正向运动学过程复杂、效率低的问题,提出了基于POE法的弹药装填机器人正向运动学求解方法。建立了弹药装填机器人的机构模型和旋量参数,计算了各关节的运动旋量,采用POE法进行正向运动学求解。采用D-H参数法进行运动学仿真,得到了不同关节输入下的弹药装填机器人的位姿变换,通过结果对比验证了POE法求解弹药装填机器人正向运动学的正确性,分析了POE法相对于D-H参数法的优越性,探讨了POE法与D-H参数法的内在联系,并在此基础上得到了求解旋量坐标的新方法。 展开更多

关键词 弹药装填机器人 正向运动学 POE法 d-h参数法

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大型波浪补偿舷梯运动学建模与仿真 被引量：7

16

作者 刘畅 周瑞平 刘轩 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第13期95-100,共6页

为研究大型波浪补偿舷梯运动学建模方法,以串联机械臂为参考,采用以D-H参数法为核心的建模方法,推算出补偿舷梯运动学方程。同时,又运用Matlab下的Robotics Toolbox组件在软件中对其可行性和运动学正逆解的正确性进行验证;采用ADAMS进... 为研究大型波浪补偿舷梯运动学建模方法,以串联机械臂为参考,采用以D-H参数法为核心的建模方法,推算出补偿舷梯运动学方程。同时,又运用Matlab下的Robotics Toolbox组件在软件中对其可行性和运动学正逆解的正确性进行验证;采用ADAMS进行运动学建模仿真,得到舷梯执行机构在其运动空间的轨迹及各关节的位移、速度和加速度的曲线图,为大型波浪补偿舷梯控制系统设计、动力学分析和轨迹规划等研究与设计提供理论基础和依据。 展开更多

关键词 大型波浪补偿舷梯 d-h参数法 ADAMS

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牙齿热压模型切割教学实验平台开发 被引量：1

17

作者 张立军 房绍伟 +5 位作者 张天力 金永山 张德潇 王旱祥 张辛 姜浩 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第4期135-141,共7页

为让学生更好地感受现代切削技术的发展趋势,体会切削技术在工程实际中的应用,开发了牙齿热压模型切割教学实验平台。该实验平台结合了机械电子技术、机器人技术、计算机辅助制造技术等理论知识,由轨迹规划软件和激光切割设备两部分组成... 为让学生更好地感受现代切削技术的发展趋势,体会切削技术在工程实际中的应用,开发了牙齿热压模型切割教学实验平台。该实验平台结合了机械电子技术、机器人技术、计算机辅助制造技术等理论知识,由轨迹规划软件和激光切割设备两部分组成,其中轨迹规划软件使用D-H参数法建立运动模型并规划切割轨迹,激光切割设备具有五自由度,可以实现复杂的切割运动,两部分协调配合,可以直观地向学生展示牙齿热压模型的切割过程。该实验平台能够帮助学生更好地理解"先进制造技术""切削原理与刀具""机电信息检测与处理技术"等相关课程,了解切削技术与其他技术交叉融合给工业生产所带来的巨大便利,提高对专业知识的学习兴趣,达到了良好的教学实验效果。 展开更多

关键词 现代切削 牙齿热压模型 d-h参数法 轨迹规划 教学实验平台

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一种新型六自由度SCARA机器人设计与运动学分析 被引量：6

18

作者 张良安 王祥 谢胜龙 《包装工程》 CAS 北大核心 2022年第19期235-242,共8页

目的针对传统四自由度SCARA机器人末端灵活性不足的问题,设计一种新型的六自由度SCARA机器人。方法首先在传统四自由度SCARA机器人结构特点分析的基础上,通过改进其末端结构以增加机器人的自由度,从而提高其末端的灵活性。然后分别采用D... 目的针对传统四自由度SCARA机器人末端灵活性不足的问题,设计一种新型的六自由度SCARA机器人。方法首先在传统四自由度SCARA机器人结构特点分析的基础上,通过改进其末端结构以增加机器人的自由度,从而提高其末端的灵活性。然后分别采用D–H参数法与代数法建立该机器人的运动学正解模型与逆解模型。在此基础上,采用对比法在Matlab的Robotics Toolbox工具箱中对该机器人开展仿真分析,验证机器人运动学模型的正确性。最后,基于五次多项式插值算法对机器人开展轨迹规划研究。结果实验结果显示该机器人的运动轨迹、速度与加速度曲线光滑连续,没有任何断点与突变点。结论表明该机器人运动平稳,具有良好的运动学性能,从而为后续该机器人的运动控制奠定了良好的基础。 展开更多

关键词 SCARA机器人 d-h参数法 机器人运动学 五次多项式插值 轨迹规划

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双足磁吸附五自由度爬行机器人运动学模型构建及求解 被引量：4

19

作者 余震 霍同乾 +1 位作者 赵昊坤 范勤 《机床与液压》 北大核心 2019年第3期14-20,125,共8页

由于应用于特种行业及复杂工程领域的爬行机器人研究的重要性,在设计出一种双足磁吸附五自由度爬行机器人机械系统的基础上,以该五自由度爬行机器人的机构为研究对象,运用D-H参数法进行其运动模型构建,并通过矩阵变换,推导出了该机器人... 由于应用于特种行业及复杂工程领域的爬行机器人研究的重要性,在设计出一种双足磁吸附五自由度爬行机器人机械系统的基础上,以该五自由度爬行机器人的机构为研究对象,运用D-H参数法进行其运动模型构建,并通过矩阵变换,推导出了该机器人的正运动学解的齐次矩阵,并通过数学求解求出其逆解,然后采用MATLAB对该机器人的运动数学模型进行仿真分析,得出其正解和逆解。将仿真结果与计算结果进行对比分析,验证了所建立的五自由度爬行机器人运动模型的正确性。该研究对于开发五自由度爬行机器人的控制系统及控制策略,以及它在具体工程实践中的应用具有重要的研究基础作用。 展开更多

关键词 爬行机器人 d-h参数法 正运动学解 逆运动学解 MATLAB仿真

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线驱动仿海豹尾部推进机构设计与运动学分析 被引量：2

20

作者 刘玉红 刘书赫 +2 位作者 邓仕晗 李厚存 冯登雪 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期133-142,共10页

仿生推进由于具有速度快、效率高、机动性好、噪声污染低等优势,在水下机器人领域备受青睐.基于对海豹尾部生物结构及运动特征的研究,提出并设计了一种基于线驱动原理并结合柔性铰链机构的仿海豹尾部摆动推进机构.该机构包括脊椎框架单... 仿生推进由于具有速度快、效率高、机动性好、噪声污染低等优势,在水下机器人领域备受青睐.基于对海豹尾部生物结构及运动特征的研究,提出并设计了一种基于线驱动原理并结合柔性铰链机构的仿海豹尾部摆动推进机构.该机构包括脊椎框架单元、骨盆单元、胫骨单元以及柔性尾鳍单元,其关节采用柔性铰链,并通过两侧弹性元件的对称布置,可实现由单一舵机驱动仿生推进机构实现周期性摆动动作.采用D-H参数法对推进机构进行运动学分析,确定了推进机构尾鳍末端点在世界坐标系中的坐标,研究了仿生推进机构等效连杆摆角参数(摆动角、摆动幅值、初始角)对推进机构摆动幅值的影响规律.根据运动学分析结果,采用序列二次规划法对设计的仿生推进机构等效连杆摆角参数进行了优化,获得了与海豹尾部摆动幅值一致的最佳运动参数;在与海豹相同的游动速度下,推进机构尾鳍末端点的摆动轨迹与生物海豹的摆动轨迹基本吻合,验证了优化分析的正确性.在空气中进行原理样机摆动实验,通过摄像机连续拍摄的运动序列图,获得了实验样机尾鳍的摆动轨迹拟合曲线,与优化后的理论曲线对比,进一步验证了仿海豹尾部推进机构设计与分析的正确性. 展开更多

关键词 仿海豹尾部推进机构 线驱动 柔性铰链 运动学分析 d-h参数法

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