基于ADAMS的食道诊疗胶囊驱动机器人的动力学研究

为实现消化道类疾病检查中胶囊机器人的转动、前进等复合运动的驱动,课题组提出一种驱动食道诊疗胶囊的设计方案,用于控制食道诊疗胶囊在食道内的运动和定位。首先,利用UG软件建立驱动机器人三维数字化模型;其次,利用拉格朗日法建立驱动机器人的动力学模型;将三维模型导入ADAMS软件,根据设计要求添加运动约束;最后,通过ADAMS软件完成动力学建模与仿真分析,获得驱动机器人各关节的运动特征曲线,利用ADAMS仿真分析,验证了所设计的驱动机器人具有较好的动力学特性。建立的动力学方程为后续食道诊疗胶囊的驱动控制和多物理场仿真提供了参考依据。     

非结构化环境下四足机器人避障性能研究

针对机器人在非结构化环境中的自适应运动问题,研究设计一种四足爬行机器人,主要由膝关节/髋关节组成,结合机器人数学基础,建立机器人运动学模型。鉴于生物控制中节律运动特点,利用hopf神经元模型对生物中枢模式发生器进行机理建模,设计基于CPG模型的四足机器人网络拓扑结构,分析四足机器人拓扑结构下的步态特点。采用ADAMS软件对该机器人避障的特性进行仿真分析,结果表明:该模型能够便捷地切换方向,完成避障运动,拓展了生物控制在多足机器人运动中的应用。     

Pro／E和ADAMS在《机械原理课程设计》教学中的应用

从当前机械原理课程设计中存在的问题出发，以插床导杆机构为例，说明了应用Pro／E和ADAMS软件进行机构建模和仿真分析的步骤和特点，阐明了这两个软件在机械原理课程设计中应用的目的、方法和内容以及为提高课程设计质量与效果所要做的工作．     

阀门喷涂机器人的轨迹规划与优化求解

为对特定阀门工件的外表自由曲面进行精确喷涂,提出以阀门外形尺寸和机器人本体结构为约束条件,对喷涂 机器人的工作空间进行了合理优化。利用MATLAB对多变量有约束非线性函数优化求解,得到了机器人主连杆杆长以 及相应的关节转角范围;对阀门进行了参数描述,并建立喷涂轨迹路径数学模型;通过基于ADAMS的虚拟样机建模、运 动仿真和MATLAB数值求解的相互协同和相互验证,得到了合理的关节角逆解。通过优化后的逆解进行仿真喷涂验证 了轨迹规划和优化求解方法的合理性。     

等离子去板坯毛刺机器人机构设计与研究

针对钢铁行业现有板坯毛刺去除方法(如刮刀式去除法和锤刀式去除法)无法满足去毛刺质效的需要,提出了一种专用机器人等离子去板坯毛刺的新方法,为此正向设计了一种5自由度专用机器人本体,并对其进行研究。首先根据连铸工况及生产线布置确定机器人总体设计方案;然后对该机器人各关节传动方案进行选择,并用SolidWorks对相关结构进行设计,使用相关选型方法对各关节电机及减速器进行计算选型;最后利用ADAMS动力学仿真软件对机器人进行运动轨迹仿真。仿真结果表明:所设计机器人机构以及电机和减速器的选型是合理的,满足设计要求。     

基于刚-柔耦合模型的高速机车齿轮传动系统断齿故障仿真分析

用三维建模软件SOLIDWORKS对DF4B型机车走行部传动系统进行建模,并利用有限元软件ANSYS对故障齿轮进行柔性建模,再将三维模型导入动力学仿真软件ADAMS中,建立刚-柔耦合模型并进行仿真,最后分析了不同测点处的振动仿真结果。结果表明:通过对不同故障齿轮的振动信号进行频谱分析可准确的判断出故障的发生频率及故障的严重程度。通过对同一故障的不同测点进行分析可知振动信号的传递性,从而为状态监测中传感器的布置提供了理论依据。 更多还原     

麦克纳姆履带式爬壁机器人磁吸附单元结构设计与仿真

为了解决履带式磁吸附爬壁机器人负载能力和运动灵活性之间的矛盾问题,结合Halbach永磁铁阵列的优势与麦克纳姆轮的灵活性,提出麦克纳姆履带式爬壁机器人的概念,并设计了安装于履带链节上且磁吸附力可调的新型磁吸附单元。首先,介绍磁吸附单元的结构和原理;然后,运用Ansoft Maxwell软件对磁吸附单元进行仿真,通过与传统Halbach磁吸附单元对比分析,结果表明,麦克纳姆履带式Halbach磁吸附单元结构在脱离工作表面时最大最小磁吸附力比值大,使得磁吸附单元便于与壁面脱离;最后,运用ADAMS软件进行磁吸附单元动力学仿真,得到该过程磁吸附力变化曲线图和驱动电机输出扭矩变化曲线图。仿真结果验证了采用麦克纳姆履带式Halbach磁吸附单元的履带式爬壁机器人运动更平稳,灵活性更高,电机消耗功率更少。     

基于ADAMS的Stewart并联机构参数化建模与仿真

从反解运算着手推导了Stewart并联机构运动学方程,建立了单刚体、多刚体动力学模型。为了验证所推导方程的正确性,利用ADAMS软件建立了参数化模型,进行了单自由度方向上的运动仿真,将所得的仿真与理论结果进行对比,证明了理论建模的正确性。     

4足机器人多步态规划与仿真

为了实现一种前膝后肘式4足机器人多步态稳定行走，课题组采用D H法对机器人进行运动学建模，求解了其运动学正解和逆解。规划了不同步态的足端轨迹和质心位置，分析了静步态和动步态下支撑相和摆动相切换序列，通过平滑关节角过渡的方法使机器人从静步态过渡到动步态。将MATLAB中规划好的关节轨迹作为ADAMS驱动输入，实现了3种步态下的连续仿真。分析了平地行走步态、越障步态和对角小跑步态下机器人运动特性。结果表明规划的3种步态有效可行，静步态和动步态衔接平滑，为驱动元件选型和步态参数优化提供了参考。     

基于Robot Studio的机器人等离子去板坯毛刺工作站设计与仿真

针对钢铁行业现有板坯毛刺去除方法,如刮刀式去除法和锤刀式去除法无法满足去毛刺质效的情况,提出了一种机器人等离子去板坯毛刺的新方法,并采用Robot Studio软件进行了工作站的设计与仿真。首先采用Solid Works软件对等离子切割枪、输送板坯辊道、悬挂机器人的龙门、线性传感器进行三维建模,再将所绘制的模型导入Robot Studio软件中,在尽可能贴近实际工况的条件下通过编辑Smart组件、配置机械人运动参数、进行离线编程等步骤,最终建立完整的等离子去板坯毛刺机器人工作站。仿真结果表明:可以完整实现机器人等离子去板坯毛刺工作站的功能,为实际搭建机器人等离子去板坯毛刺工作站奠定了基础。     

姿态变换护理机器人的轨迹规划与仿真

目前市场上的护理机器人存在价格昂贵、功能单一、普及率较低等问题。为实现下肢功能障碍患者坐-躺-站3种姿态间的变换,研制了一款新型姿态变换护理机器人。基于机器人的运动学分析,运用五次多项式插值法对姿态变换护理机器人的运动轨迹进行了优化,建立ADAMS虚拟样机并进行了运动学仿真,仿真表明优化后的运动轨迹合理。最后制作了机器人样机,优化后的运动轨迹能够使被护理人更舒适的进行姿态变换,提高了机器人在工作过程中的稳定性,表现出良好的性能。     

轮腿可变式移动机器人的结构设计

针对移动机器人在复杂多变环境下执行搜救侦察任务时机动性、越障性存在的不足，课题组提出了一种新型轮腿可变式移动机器人的设计方案。课题组通过对变径机构的设计使得机器人可以实现轮式和轮腿式2种工作模式的自如变换；采用修正的Kutzbach Grubler公式对变径机构自由度进行了分析；利用速度瞬心法对移动机器人以轮式模式工作时进行运动学求解；利用拉格朗日法建立了移动机器人的动力学模型；最后通过ADAMS软件对移动机器人进行仿真实验分析。研究结果表明：该机器人整机结构设计合理，运动平稳，具有较强的机动性与地形适应性。该研究弥补了单一运动模式的机器人在地形适应能力上的不足。     

混合粒子群优化算法和案例推理方法的多机器人学习（英文）

以未知环境下多机器人学习为研究平台,因案例推理方法可存储以前的问题和解信息,用该方法的长期记忆特性可帮助粒子群优化算法更好地解决新的问题。在特定的仿真环境里,粒子群优化算法可训练机器人的几个基本行为,经过学习使机器人具有更好的鲁棒性和自适应学习能力。根据机器人不同行为在复杂环境下的性能指标,CBR可从案例库中选择特定的行为,并将其参数传送到粒子群优化算法的初始解库,从而加速整体的学习过程。利用机器人仿真软件MissionLab,采用基于行为的多机器人编队任务,用来测试该算法的有效性。仿真和实验结果表明,案例推理方法和粒子群优化算法相结合,使机器人获得更优的控制参数,同时在未知环境下的多机器人编队具有更好的性能。     

小剂量灌装机理瓶机构优化设计

针对目前小剂量灌装机的人工上料存在效率低下、安全卫生不达标等问题，课题组提出一种基于四杆机构的理瓶机构方案。运用解析法对理料机构进行了结构分析，针对四杆机构特性创建平面简图，采用解析法针对其运行过程中的运动学理论进行分析计算；采用ADAMS软件对目标机构进行建模与仿真分析，并以四杆机构曲柄、连杆、摇杆长度为设计变量，以压力角最小为目标，各杆件之间相互关系为约束条件，进行优化设计得到最优解，使压力角减少了19.6%。优化设计有效解决了原灌装机全自动理料效率低的问题，并通过ADAMS软件对目标机构的优化设计进一步提升了传动效率。     

某款汽车整车电磁分布的仿真

将试验车放入电磁仿真10米法暗室进行电磁抗扰实验;然后对实验车仿真模型进行多软件联合建模的方法进行仿真;分别以平面波和喇叭天线为辐射源进行数据对比,发现以平面波为辐射源的仿真结果更接近真实值。     

基于虚拟样机技术的铰接式车辆动力学建模

在ADAMS／View软件环境下，建立了某工程车辆多体动力学模型，提出了随机路面的建模方法，进行了不同车速和不同随机激励输入下的车辆平顺性评价虚拟试验．通过与相同实验条件下实车平顺性道路试验结果比较，验证了该模型在评价车辆平顺性方面具有较高的精度和可信度。     

机器人动力学自动建模软件系统

提出了一种用数字一符号法建立机器人动力学模型的简便、高效方法，该方法将模型矩阵中各元素的推导问题转化为特定条件下应用动力学递推公式求解驱动力和驱动力矩的问题。文中引入了一种线性链表的动态数据结构，将建模过程中复杂的数字、符号混合处理过程转化为简单的矩阵运算过程，降低了建模的复杂性。研制了自动建立机器人动力学模型的计算机软件，可自动生成动力学模型的各矩阵元素，并以实时代码形式输出。     

应用惯性释放对过山车结构分析

按照游乐设施安全规范基本设计规定要求,在WORKBENCH软件中应用惯性释放方法对完全无约束的结构进行静力分析,对过山车结构或其他机械结构进行有限元分析有指导作用,用于解决如何确定车体承受最不利的载荷工况、如何确定车体中最危险的位置等问题。首先利用ADAMS进行动力学仿真,提取车体所受载荷,并对车体在WORKBENCH中进行概念建模,然后运用惯性释放方法对车体进行约束,最后对车体施加载荷进行有限元分析,结果显示这种方法可行。     

多移动机器人3阶段解耦路径规划

针对多移动机器人集群在路径决策时任务执行时间过长、容易陷入死锁等问题，课题组提出了一种3阶段解耦路径规划方法。利用栅格法建立二维环境模型，首先以传统蚁群算法为基础，引入参数自适应机制和路径指引函数，提高算法的收敛速度；其次将多机器人集群路径规划分为3个阶段，提前预判出冲突路段，减少机器人的等待时间和绕行距离；最后利用MATLAB软件进行仿真实验。仿真结果表明：使用改进后的蚁群算法进行路径规划最优路径长度减少了5.5%，算法的收敛速度提升了近50%；在不同的栅格环境下，可以有效地预测和消解多机器人间的冲突。该研究为多机器人的路径规划提供了一种新的方法。     

基于时间的多机器人协调避碰算法研究

针对现有多机器人协调避碰问题,提出了一种基于时间的多机器人协调避碰规划算法。首先,对机器人系统使用改进的栅格法进行环境建模,将其转化为一个关于机器人动作序列的问题。然后运用解耦法,第1阶段在构建好的模型中利用改进的A*算法规划单个机器人的静态无碰路径;第2阶段通过错开时间修改运动序列的方式实现多机器人之间无冲突的运动,即可达到多机器人协调避碰规划的目的。仿真实验结果表明:所设计的基于时间的多机器人协调避碰规划算法能够有效地实现多机器人的避碰路径规划。