一种新型并联机床的奇异位形解析

提出了一种以空间三自由度并联机构作为主进给机构的并联机床新结构。建立了并联机床主进给机构位置分析的输入输出方程,推导了奇异位形判别的解析表达式。该判别式在形式上为多项式代数方程,在推导过程中引入数值-符号处理技术,得到了多项式代数方程中每一系数元素的数值-符号形式的解析表达式。主进给机构的奇异位形的集合为参数空间的曲面片,得到了奇异曲面方程及奇异曲面的截面曲线图,给出了奇异位形分析计算的数值实例     

4PRR P混联加工机构运动学研究

由于平面并联机构存在着动平台灵活度低，容易产生机构奇异，工作空间小等缺点，课题组提出了一种新型4PRR P混联 加工机构。基于螺旋理论验证了机构的自由度特征，建立了机构位置逆解数学模型，确定了机构的奇异位形。采用数值搜索法求解了机构的工作空间，通过考察 各尺度参数对工作空间的影响，优选得到了机构的关键尺度参数。相关数值计算及运动仿真结果表明该机构可以解决平面并联机构存在的灵活度低、容易产生机 构奇异、工作空间小等问题。文中运动学模型及性能分析结论合理正确，相关成果可为机构动力学分析、结构设计提供参考。     

移动输入并联机构的运动分析

通过建立平面移动输入并联机构的一、二阶系数,解决速度分析与加速度分析问题.对一阶影响系数的奇异性进行讨论,找到了一系列特殊形位点,并给出了机构在特殊形位下发生运动干涉的条件.     

绳驱动并联机器人绳张紧性及支架力分析

本文以三自由度并联机器人为例,提出了此类机器人中绳必须要满足的条件,对绳的张紧性及支架力进行了分析,为此类机器人的研究提供了理论基础.     

一种新型球面并联机构的奇异位型分析

本文研究了一种新型球面变胞机构。首先,运用矢量代数法,建立机构的运动学模型,对机构运动学方程求导,可得到速度映射模型和机构雅可比矩阵。其次,根据雅可比矩阵的秩为零这一条件,分析机构发生奇异的条件及类型。最后,对机构进行奇异分析,得到机构产生奇异位形的条件和类型,为机构尺寸设计提供理论基础。     

求解并联机器人工作空间的迭代搜索法

分析了并联机器人分支运动链与手部平台之间的几何约束关系，提出了子工作空间限制条件，通过平台姿态调整和步长变化，求得并联机器人工作空间边界．这种迭代搜索法不需要进行优化数值计算，求解过程简单，计算速度快     

3-RRR平面并联机器人的灵活工作空间

通过对3-RRR平面并联机器人分支运动链子工作空间的分析，提出了由定姿态工作空间求解各种灵活度要求下工作空间的方法，对机器人的工作空间和灵活性问题进行了系统研究，并探讨了机器人几何参数和子工作空间内空洞时机器人灵活性的影响。     

高速搬运机器人产业应用及发展

高速搬运机器人是代替人类劳动,完成搬运工作的一种工业机器人,广泛用于工业生产中产品的包装与运输。文中阐述了高速搬运机器人包括串联和并联2种类型的发展现状、开发基础以及应用前景。通过对以往高速搬运机器人的研究和分析,在三自由度Delta并联机器人基础上,增加旋转自由度,并利用照相视觉技术,实现水平移动中不同姿态吸管及胶体炸药卷的抓取和装箱;开发四自由度搬运机器人,通过2组串接的平行四边形机构,确保终端抓取器姿态始终保持水平,实现各类成品的码垛包装。     

基于2UU UPU并联机构的4足机器人设计

针对串联4足机器人负载能力低及由误差累积导致的控制精度低的问题，课题组采用2UU UPU并联机构作为4足机器人大腿基本构型，并在动平台上添加一长杆作为小腿结构设计了新型4足机器人。首先基于修正的Kutabach Grübler公式计算单腿机构的自由度并进行验证；其次利用几何关系求解该结构的逆解表达式；然后基于结构的约束条件，借助MATLAB软件求得该并联机构的工作空间；接着在SolidWorks中建立4足机器人的三维模型；最后进行4足机器人的步态规划和仿真分析。结果表明：该机构工作空间大，运动平稳，控制方便，适合作为4足机器人腿部结构。该研究在工程上有一定的实用性。     

四自由度并联微操作机器人的运动学分析

分析了2RPS 2TPS型四自由度并联微操作机器人机构的运动学特性;采用微分法推导了微位移增量矩阵的一般表达式以及输入、输出位移的雅可比矩阵;建立了微操作机器人的运动学方程、速度方程、加速度方程的显式正逆表达式,为微操作机器人的动力学与控制研究奠定了理论基础。     

并联机构智能优化设计方法研究

本文分析介绍了近年来兴起的智能优化算法——遗传算法用于并联机构优化设计的基本思想和应用方法，以雅可比矩阵的条件数为优化设计目标，建立了Stewart并联机构结构参数优化设计的数学模型，分别采用两种编码方式优化设计了平台的结构参数，并用MATLAB软件编程，得到了较为合理的结果。     

烹饪机器人翻锅运动最优化设计

介绍了烹饪机器人翻锅运动最优化设计,用于锅具运动中的动作调节。首先介绍了锅具运动机构及翻锅实现机理,其次进行了锅具物料质量点m的运动学和动力学分析。建立模型,得出了锅具机构翻锅运动最优化实现方法,解决了烹饪机器人复现厨师特定烹饪动作的问题,实验表明,该优化方法能够完成烹饪工艺中复杂的大翻、小翻,满足了烹饪机器人锅具运动的要求。     

足球机器人挑球机构的优化设计与分析

为了使足球机器人在运动时不必绕行对方球员而将球挑起传递给己方球员,根据所建的挑球机构动力学模型,对挑球机构中的基本参量进行分析,并在Pro/E中对模型进行干涉性检验。通过对目标函数的建立,对机构的速度、加速度、位移及其挑球角度进行优化分析,确定出最佳挑球参数。这些参数对机器人结构的优化起到很好的验证性,最终使机器人的挑球性能大大提高。     

基于模糊人工势场的移动机器人路径规划

针对在传统的人工势场法中对机器人进行路径规划时,容易产生局部极小点问题,提出了一种模糊人工势场方法.对排斥力函数作了改进,引入了障碍物对机器人影响大小的斥力增益系数,通过构建的模糊系统,动态地调节斥力增益系数,从而有效地克服了局部极小点问题.仿真结果表明,该方法具有较强的环境适应能力,能够快速有效地规划出一条光滑的路径.     

采用模糊逻辑的移动机器人轨迹跟踪

针对差动轮驱动的移动机器人动力学的高度非线性和运动环境的不确定性,提出了基于模糊逻辑的移动机器人路径跟踪控制方法。该方法通过合理选择模糊控制器的参数和优化规则库,使其输出合适的线速度和角速度,从而控制移动机器人准确地跟踪预规划的路径。提出了两轮差动式移动机器人的动力学模型,使得该模糊控制器对不同几何参数的差动式机器人具有普遍的适应性。在实际场地试验和亚太机器人大赛中验证该方法的有效性。     

新型外科手术机器人(AOBO)的机构设计及运动学分析

为了提高外科手术机器人的工作空间和手术效率,缩小机器人的操作空间和结构尺寸,以适应针对不同病人的 工作特点和手术环境。研制了一种新型的7自由度外科手术机器人( AOBO),设计了每个关节的动力机构以及专用的 手术器械。肩关节机构处通过1个谐波减速器使得整体运动更加平稳,负载能力更大;大臂和小臂采用高强度低质量的 碳纤维材质制造减少了由于臂长给电机增加的负载,同时建立了其运动学方程,仿真了机器人的工作空间。实物测试实 验表明,该外科手术机器人具有合适的工作空间和很好的动作灵活性,能够满足外科手术对于机器人的准确定位和精确 操作的要求。     

基于同时发射声纳环移动机器人导航系统

开发了一种能在未知环境下实现快速障碍检测与障碍回避的基于同时发射声纳环移动机器人导航系统。为了消除由于同时发射造成的串话干扰,提出了一种基于神经网络模式识别的过滤方法;并制作了由24个声纳传感器组成的声纳环安装到实际的移动机器人上,实现了扫描频率最大可达到66Hz的全景检测。系统中应用了动态窗口法来完成快速障碍回避的运动规划。实际的导航实验表明,系统可用于室内未知环境中的移动机器人快速导航。     

焊接机械臂结构设计及关键部件强度分析

以自主研发用于工业中常见的相贯线焊缝焊接的机器人为目标,根据所需机械臂性能及结构要求,确定机械臂 总体设计方案及各个机构形式。运用三维软件SolidWorks实现机械臂整体结构的实体建模。分析机器人在其运动范围 内的极限工况,运用有限元软件ANSYS Workbench完成对其关键部件（基座,大臂,小臂）的有限元静态分析,验证了所 设计机器人结构的可靠性,能够满足任务精度要求,为机械臂的样机制作提供了理论依据。     

工业机器人发展现状与趋势

本文在分析工业机器人发展现状的基础上,对国内外机器人生产以及工业机器人的发展趋势作了简要的分析,从而对工业机器人产业发展模式进行了探讨和比较,同时分析了我国工业机器人发展的劣势和今后的发展方向。