机器人文献综述
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机械臂的运动学分析综述前言随着工业自动化的发展,机械臂在产业自动化方面应用已经相当广泛。
机械臂在复杂、枯燥甚至是恶劣环境下,无论是完成效率以及完成精确性都是人类所无法比拟的,也因此,机械臂在人类的生产和生活中发挥着越来越重要的作用。
自从第一台产业用机器人发明以来,机械臂的应用也从原本的汽车工业、模具制造、电子制造等相关产业,向农业、医疗、服务业等领域渗透。
按照不同的标准,机器人分类方法各异。
操作性与移动性是机器人最基本的功能构成[1]。
根据机器人是否具有这两个能力对机器人进行分类,可以把机器人大体分为三大类:(1)仅具有移动能力的移动机器人。
比如Endotics医疗机器人、Big Dog、PackBot,以及美国Pioneer公司的研究型机器人P2-DX、P3-DX、PowerBot 等。
(2)仅具有操作能力的机械臂。
比如Dextre、PUMA560、PowerCube机械臂等。
(3)具有移动和操作能力的移动机械臂系统。
如RI-MAN、FFR-1、以及勇气号火星车等[2]。
机械臂作为机器人最主要的执行机构,工程人员对它的研究也越来越多。
在国内外各种机器人和机械臂的研究成为科研的热点,研究大体是两个方向:其一是机器人的智能化,多传感器、多控制器,先进的控制算法,复杂的机电控制系统;其二是与生产加工相联系,满足相对具体的任务的工业机器人,主要采用性价比高的模块,在满足工作要求的基础上,追求系统的经济、简洁、可靠,大量采用工业控制器,市场化、模块化的元件。
机械臂或移动车作为机器人主体部分,同末端执行器、驱动器、传感器、控制器、处理器以及软件共同构成一个完整的机器人系统。
一个机械臂的系统可以分为机械、硬件、软件和算法四部分。
机械臂的具体设计需要考虑结构设计、驱动系统设计、运动学和动力学的分析和仿真、轨迹规划和路径规划研究等部分。
因此设计一个高效精确的机械臂系统,不仅能为生产带来更多的效益,也更易于维护和维修。
大数据下民用机器人的运用及发展的文献综述李论摘要:在人工智能大热的背景下,机器人的发展也日新月异,迅速渗透到各行各业中。
机器人不仅改变着人类生活方式,也是先进制造业的关键支撑装备,其研发和产业化应用是衡量一个国家科技创新、高端制造发展水平的重要标志。
近年来,随着机器人逐渐走入百姓的视野和生活,一系列政策扶持及市场需求拉动,使得中国民用机器人产业飞速发展。
关键词:大数据民用机器人研究综述一、国内外民用机器人的现状与发展通常所说的机器人主要指的是工业机器人,不仅仅是因为工业机器人起步较早,运用领域较广,更重要的是工业机器人已经比较成熟,在很多领域都能够得到应用。
服务机器人则不然,日本早在20多年前就开始涉足服务机器人的研究,为什么迟迟没有成熟的产品问世?最近一年来,服务机器人却异军突起?主要有两个原因:一是大数据、云计算、精密传感等技术取得重大突破;二是日本进入老龄化社会以后,巨大的市场刚需倒逼行业发展。
服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人,完成有益于人类健康的服务工作。
医用机器人是具有最好应用前景的服务机器人,它能够完成或辅助完成常规医疗方法和设备难以完成的复杂诊断和手术,已在神经外科手术、胸(含心脏)外科手术、遥控外科手术、人工关节置换和无损伤检测等方面引起重大变革,极大地提高医疗水平,为病人带来福音。
医疗机器人主要研究开发手术机器人及其相关先进医用技术和设备,包括开展手术规划与导航、高精度和高可靠性的定位操作医用机器人机构、灵巧微操作手(机械手)、人机交互导航控制等关键技术。
医用机器人的研究开发,不仅对常规医疗带来一系列技术变革,对临床和家庭护理及康复工程的发展产生深远影响,而且将推动智能机器人、计算机、虚拟现实、微机械电子等学科的发展。
除手术机器人、诊断机器人、护理机器人、康复机器人等医用机器人外,服务机器人还包括各种家用机器人、娱乐机器人、体育机器人、玩具机器人、导游机器人、保安机器人、排险机器人、清洁机器人、秘书机器人、建筑机器人、邮拾和送信机器人以及加油机器人等。
机器人文献综述摘要:机器人是一种由主体结构、控制器、指挥系统和监测传感器组成的,能够模拟人的某些行为、能够自行控制、能够重复编程、能在二维空间内完成一定工作的机电一体化的生产设备。
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术。
是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。
也是一个国家工业自动化水平的重要标志。
关键词:机器人历史机器人分类移动机器人技术一、引言[1]机器人是当代自动化技术和人工智能技术发展的典型体现,也代表着制造技术发展的新水平,是一种由主体结构、控制器、指挥系统和监测传感器组成的,能够模拟人的某些行为、能够自行控制、能够重复编程、能在二维空间内完成一定工作的机电一体化的生产设备。
机器人尤其是工业机器人的广泛应用,极大提高了生产力。
目前世界上使用的机器人已有百万之多,并且次数目仍在快速增长。
其应用领域也从传统的制造业、军事应用逐步扩展到服务业、空间探索等。
二、机器人历史的发展[2]2015年,国内版工业4.0规划——《中国制造2025》行动纲领出台,其中提到,我国要大力推动优势和战略产业快速发展机器人,包括医疗健康、家庭服务、教育娱乐等服务机器人应用需求。
那么机器人发展阶段又如何呢?20世纪20年代前后,捷克和美国的一些科幻作家创作了一批关于未来机器人与人类共处中可能发生的故事之类的文学作品,使得机器人在人们的思想中成为一种无所不能的“超人”。
1954年,美国的戴沃尔制造了世界第一台机器人实验装置,发表了《适用于重复作业的通用性工业机器人》一文,并获得美国专利。
1960年,美国Unim ation公司根据戴沃尔德技术专利研制出第一台机器人样机,并定型生产U n imat e(意为“万能自动”)机器人。
文献综述题目机械手概述学院专业班级学号学生姓名任课教师一.前言部分:1.前言随着科学与技术的发展, 机械手的应用领域也不断扩大.目前, 机械手不仅应用于传统制造业如采矿,冶金,石油,化学,船舶等领域,同时也已开始扩大到核能,航空,航天,医药,生化等高科技领域以及家庭清洁,医疗康复等服务业领域中.如,水下机器人,抛光机器人,打毛刺机器人,擦玻璃机器人,高压线作业机器人,服装裁剪机器人,制衣机器人,管道机器人等特种机器人以及扫雷机器人,作战机器人,侦察机器人,哨兵机器人,排雷机器人,布雷机器人等军用机器人都是机械手应用的典型。
机械手广泛应用于各行各业.而且,随着人类生活水平的提高及文化生活的日益丰富多彩,未来各种专业服务机器人和家庭用消费机器人将不断贴近人类生活,其市场将繁荣兴旺。
2.相关概念机械手是一种模拟人手操作的自动机械。
它可按固定程序抓取、搬运物件或操持工具完成某些特定操作。
应用机械手可以代替人从事单调、重复或繁重的体力劳动,实现生产的机械化和自动化,代替人在有害环境下的手工操作,改善劳动条件,保证人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
20世纪40年代后期,美国在原子能实验中,首先采用机械手搬运放射性材料,人在安全间操纵机械手进行各种操作和实验。
50年代以后,机械手逐步推广到工业生产部门,用于在高温、污染严重的地方取放工件和装卸材料,也作为机床的辅助装置在自动机床、自动生产线和加工中心中应用,完成上下料或从刀库中取放刀具并按固定程序更换刀具等操作。
二.主题部分:1.历史它是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的,机械手研究始于20世纪中期,随着计算机和自动化技术的发展,特别是1946年第一台数字电子计算机问世以来,计算机取得了惊人的进步,向高速度、大容量、低价格的方向发展。
同时,大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展,又为机器人的开发奠定了基础。
另一方面,核能技术的研究要求某些操作机械代替人处理放射性物质。
平面玻璃搬运机器人文献综述平面玻璃搬运机器人是一种可以帮助工人搬运大型平面玻璃的自动化设备。
由于平面玻璃在建筑、汽车和家具制造等行业中被广泛应用,因此开发这样的机器人对提高生产效率和减少工伤事故具有重要意义。
本文将综述目前关于平面玻璃搬运机器人的研究现状和发展趋势,以期为相关领域的研究和应用提供参考。
一、平面玻璃搬运机器人的发展历程早期的平面玻璃搬运机器人主要是由传统的工业机械臂组成,其控制系统采用简单的编程方式。
随着人工智能和机器视觉技术的发展,各种新型的平面玻璃搬运机器人相继出现。
这些机器人不仅可以实现更加精准的搬运操作,还可以适应多样化的工作环境,并且具有更高的安全性和可靠性。
二、平面玻璃搬运机器人的关键技术三维视觉识别技术平面玻璃搬运机器人需要通过视觉系统来获取工作环境的信息,并进行物体识别和定位。
三维视觉识别技术可以有效地实现对平面玻璃的识别和定位,从而保证机器人能够准确地抓取和搬运玻璃。
动作规划与控制技术针对不同形状和尺寸的平面玻璃,机器人需要具备灵活的动作规划和控制能力。
优秀的动作规划与控制技术可以使机器人在搬运过程中保持稳定且高效的运行状态。
安全感知与避障技术平面玻璃搬运机器人需要能够感知周围的环境,并及时做出反应,避免碰撞和其他意外事件的发生。
安全感知与避障技术是保障机器人工作安全的重要技术之一。
三、国内外研究现状目前,国内外在平面玻璃搬运机器人领域都进行了大量的研究工作。
在国外,例如德国、日本等国家的机器人制造企业和研究机构都在积极开展相关研究,并取得了丰硕的成果。
在国内,也涌现出了一批专注于平面玻璃搬运机器人研发的企业和团队,积极探索相关技术和应用。
四、发展趋势与展望随着智能制造和工业自动化的不断发展,平面玻璃搬运机器人将迎来更广阔的市场前景。
未来,平面玻璃搬运机器人将更加注重智能化和柔性化,同时还会融合更多的先进技术,如云计算、大数据、物联网等,从而进一步提高其工作效率和智能化水平。
外骨骼机器人文献综述总结外骨骼机器人是一种具有自主能动性的机器人系统,可与人类协同工作。
它采用传感器和执行器以及控制系统来延伸人类的力量和运动能力。
外骨骼机器人已经在医疗、工业、军事等领域得到广泛应用。
根据现有的文献综述,可以得出以下几点总结:1. 功能和应用领域:外骨骼机器人广泛应用于康复治疗、助力工具和军事领域。
在康复治疗方面,外骨骼机器人能够帮助恢复中的患者进行康复训练,提高肢体功能恢复。
在助力工具方面,外骨骼机器人可以帮助工人减轻负担,提高工作效率。
在军事领域,外骨骼机器人可以增强士兵的运动能力和军事任务的执行能力。
2. 控制技术:外骨骼机器人的控制技术是实现其自主动作的关键。
目前常用的控制技术包括传感器控制、人机界面控制和自适应控制等。
传感器控制是通过传感器检测人类的运动意图和生理信号,然后将其转化为机器人动作。
人机界面控制是通过非侵入性的传感器,如电极贴片、陀螺仪等,将人类的神经信号转化为机器人动作。
自适应控制是根据机器人和环境的动态变化,通过自主学习和适应,调整机器人的动作。
3. 机械设计和材料应用:外骨骼机器人的机械设计和材料应用直接影响其性能和可用性。
目前的机械设计主要包括骨架结构、关节设计和驱动系统。
材料应用方面,轻量化、高刚度和柔韧性是设计外骨骼机器人时要考虑的关键因素。
4. 未来发展趋势:外骨骼机器人的发展趋势主要集中在功能的进一步提升和成本的降低。
未来外骨骼机器人有望在医疗康复和助力工具领域得到更广泛应用,同时技术的进步将使得机器人的体积更小、重量更轻、操作更简单。
总的来说,外骨骼机器人作为一种新兴的机器人系统,具有巨大的应用潜力和发展前景。
不仅可以改善人类的生活质量,还能够解决一些特定领域的问题。
然而,目前外骨骼机器人还存在一些挑战,如能耗问题、人机协同和安全性等。
未来的研究和发展将会解决这些问题,并进一步推动外骨骼机器人的应用与发展。
专业文献综述范文一、引言。
在这个科技像火箭一样飞速发展的时代,人工智能就像个超级明星闪亮登场,它带来的可不仅仅是酷炫的新玩意儿,还对我们找工作这档子事儿产生了超级大的影响。
今天咱就来扒一扒各路大神在这个问题上都有啥高见。
二、早期研究:AI带来的恐慌与希望。
早期啊,好多人一听到人工智能,那简直就像听到外星人大举入侵地球一样害怕。
他们觉得机器人啥都会干了,咱们人类就要没工作了。
就像那些流水线上的工作,机器人组装东西又快又准,那些工人可不得担心自己的饭碗嘛。
不过呢,也有一些乐观派。
他们说,虽然一些简单重复的工作可能会被AI取代,但是新的工作机会也会像雨后春笋一样冒出来。
比如说,那些开发人工智能算法的工程师,还有负责训练AI的人员,这可都是新冒出来的职业呢。
三、AI影响就业结构的研究。
# (一)行业层面。
从行业来看,制造业首当其冲受到人工智能的冲击。
那些靠人力来搬运、装配的工作,逐渐被智能机器人接手。
比如说汽车制造工厂,以前得好多工人在生产线上忙活,现在好多环节都是机器人在操作。
但是呢,在一些新兴行业,比如人工智能研发本身、大数据分析等领域,就业机会却蹭蹭往上涨。
就像那些科技创业公司,天天都在招人搞算法、做数据挖掘。
# (二)职业层面。
在职业方面,那些常规性、程序性的职业危险系数比较高。
比如说银行柜员,以前我们去银行办业务都得找柜员,现在好多简单业务都能在ATM机或者手机银行上搞定了,柜员的需求就减少了。
而像医生这个职业,虽然人工智能也开始涉足医疗领域,像辅助诊断啥的,但是那些需要人类情感交流、复杂判断的工作部分,还得医生来做。
而且医生还可以借助人工智能的工具来提高自己的诊断效率,所以这个职业并没有被取代,反而会因为AI的辅助产生一些新的分工,像专门研究如何将AI与医疗更好结合的医疗信息专家之类的。
四、AI对就业技能要求的改变。
随着人工智能的发展,对就业者的技能要求那是发生了天翻地覆的变化。
以前那种单纯靠体力或者简单知识就能干的工作越来越少了。
【关于机器人国内外发展现状的文献】1. 机器人发展概况机器人作为现代科技领域的一项重要成果,正在以惊人的速度发展。
从国际上来看,美国、日本、德国等发达国家一直处于机器人技术的领先地位,其在工业制造、医疗护理、军事应用等领域取得了显著成就。
而我国在机器人领域的发展也取得了长足进步,机器人技术的应用场景逐渐扩大,产业规模不断扩大,未来发展潜力巨大。
2. 国际机器人发展现状以美国为代表的发达国家在机器人技术方面始终保持领先地位。
美国的机器人技术主要应用于制造业、医疗卫生、航空航天等领域,其中工业机器人的应用率达到世界领先水平。
另外,日本在机器人技术方面也积累了丰富的经验,其在服务机器人、家庭机器人等领域具有较大优势。
欧洲国家在机器人技术研发和应用方面也取得了不俗的成就,德国尤其在工业机器人方面有着极高的技术水平。
3. 国内机器人发展现状我国机器人技术的发展经历了从仿制研发到自主创新的转变,目前已经形成了较为完善的产业链。
在工业机器人、服务机器人、特种机器人等领域都已经取得了可观成就,几大机器人品牌逐渐崭露头角。
与此我国政府在机器人发展方面也高度重视,出台了一系列支持政策,为机器人产业的健康发展提供了有力保障。
4. 机器人技术创新针对机器人技术的创新,国内外都在不懈努力。
在工业机器人领域,国际上正在积极研发新一代智能工业机器人,以满足工业智能化生产需求。
我国也在推进柔性制造、智能制造等方面的技术创新,努力提升机器人的智能化水平。
在服务机器人、医疗机器人等领域也有许多突破性的创新成果,这些成果将极大促进机器人技术的应用推广。
5. 机器人产业前景展望机器人产业是一个充满潜力的新兴产业,其前景十分广阔。
未来,随着人工智能、大数据、云计算等新技术的不断发展,机器人将会在更多领域发挥作用,成为各行各业的重要助手。
机器人产业的快速发展也将直接拉动相关产业链的发展,形成以机器人为核心的新一轮产业升级。
6. 结语机器人技术的发展必将对整个社会产生深远影响,它将为人类创造更加便利的生活方式,提升生产效率,解放人力劳动力,同时也带来一系列伦理、法律等诸多问题。
协作机器人的文献综述
随着科技的快速发展,机器人技术已经深入到各个领域,其中协作机器人作为机器人技术的一个重要分支,受到了广泛的关注和研究。
协作机器人是一种可以在人类环境中与人类直接交互的机器人,它们可以在不伤害人类的前提下,与人类共同完成工作任务。
本文将对协作机器人的相关文献进行综述。
一、协作机器人的定义与分类
协作机器人是一种可以在人类环境中与人类直接交互的机器人,它们可以在不伤害人类的前提下,与人类共同完成工作任务。
根据不同的分类标准,协作机器人可以分为多种类型。
其中,根据机器人的应用场景,可以将协作机器人分为工业协作机器人和服务协作机器人。
工业协作机器人主要应用于生产线上的装配、检测、包装等环节,而服务协作机器人则主要应用于医疗、餐饮、家庭等场景。
二、协作机器人的技术发展
协作机器人的技术发展主要涉及到机器人的感知、控制和人机交互等方面。
其中,机器人的感知技术是实现协作机器人与人类交互的基础,而控制技术则是协作机器人稳定运行的关键。
人机交互技术则是协作机器人与人类进行自然交互的重要手段。
随着技术的不断发展,协作机器人的功能和应用场景也在不断拓展。
目前,协作机器人已经可以完成许多复杂的任务,如装配、检测、搬运等。
三、协作机器人的应用前景
协作机器人的应用前景非常广阔,特别是在工业和服务领域。
在工业领域,协作机器人可以替代人力完成重复、危险和繁琐的工作,提高生产效率和质量。
在服务领域,协作机器人可以提供高效、便捷和人性化的服务,如医疗护理、餐饮服务和家庭助手等。
未来,随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展,协作机器人的应用前景将更加广阔。
智能避障机器人设计文献综述1 前言我们从广泛意义上理解所谓的智能机器人,它给人的最深刻的印象是一个独特的进行自我控制的“活物”。
其实,这个自控“活物”的主要器官并没有像真正的人那样微妙而复杂。
智能机器人具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器,如视觉、听觉、触觉、嗅觉。
除具有感受器外,它还有效应器,作为作用于周围环境的手段。
这就是筋肉,或称自整步电动机,它们使手、脚、长鼻子、触角等动起来。
机器人技术自上个世纪中叶问世以来,经历四十多年发展已取得长足进步,成为提高产业竞争力方面极为重要的战略高技术。
目前,机器人关键技术日臻成熟,应用范围迅速扩展,作为计算机、自动控制、传感器、先进制造等领域技术集成的典型代表,面临巨大产业发展机会。
国内外业界专家预测,智能机器人将是21世纪高技术产业新的增长方向。
2003至2006年间,全球智能服务机器人以每年40%左右的速度迅速增长。
当代机器人专家现已达成了共识:作为计算机技术及现代IT综合技术的一个必然延伸,机器人技术完全可能遵循“摩尔定律”,以前所未有的速度实现突破。
智能机器人将成为继家电、个人电脑之后、第三个以超常规速度走向我们日常生活的产品。
如今知识工程、计算机科学、机电一体化和工业一体化等许多领域都在讨论智能系统,人们要求系统变得越来越智能化。
显然传统的控制观念是无法满足人们的需求,而智能控制与这些传统的控制有机的结合起来取长补短,提高整体的优势更好的满足人们的需求。
随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,智能控制必将迎来它的发展新时代。
计算机控制与电子技术的融合为电子设备智能化开辟了广阔前景。
因此,智能技术的研究、应用都是非常有意义而且有很高市场价值的[1]。
智能机器人,也称轮式智能小车,是一种以汽车电子为背景,涵盖控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多科学的科技创意性设计,一般主要由单片机模块、驱动模块、红外传感器模块和电源模块等模块组成。
文献综述摘要目前有关并联机器人精度方面的研究工作还比较薄弱,为采取有效措施提高并联机构的精度,通过对3-RRR并联机器人机构的分析,针对传统D-H参数法的局限性,采用微分理论,建立了该并联机器人机构的精度模型,通过计算机仿真,针对单条支链多个结构参数误差,比较全面的分析了结构参数对输出位姿误差以及位姿变化对机器人机构精度的影响。
分析结果为:机构中所有结构误差随着X轴正向增大而单调增大;运动支链在关节转角处的误差单调上升的比其他结构快。
为该机器人机构实际误差补偿与控制提供了理论依据。
关键词3-RRR 并联机器人精度一、发展趋势由于20世纪70年代机电一体化技术的不断发展和广泛应用,使传统意义上的机器和机构的概念已有很大的发展。
“现代机械”概念的形成成为机构学发展的一个新的里程碑,可以毫不夸张地说,现代机构学正在逐步形成。
机构学中不断新内容、新方法、新理论正有待于我们去研究。
现代机构的类型综合和设计方法将会不断展开,逐步深入。
将机构扩大为驱动元件与机构的集合将会大大有利于机构的创新和机构运动控制的研究和应用。
对驱动元件进行可编程控制即可实现复杂多变的输出运动,使原来“刚性化”的输出发展成“柔性化”输出,从而使机构有了质的变化,有利于设计现代机械。
现代机构已经在实际中得到应用,但对它的类型综合、运动学、动力学的研究才刚刚起步,有待深入。
可以预期,现代机构学将会深入研究和广泛应用。
机械系统的动力特性及动态稳定性将提高,现代机械向高速、高精度、高可控方向发展,通过机械系统的动力学建模及解法的研究、动力分析和综合的研究,它将大大提高现代机械的设计水平的工作性能。
二、并联机器人构型设计准则1、在进行机构形式设计时,除了要满足规定的运动形式、运动规律或运动轨迹外,还应该遵循下面几项准则:(1)机构的运动链要尽可能的短。
完成同样的动作要求,应该优先选用机构构件数和运动副数少的机构,以简化其结构从而减轻重量、降低成本、减少由于零件的制造误差而形成的运动链的积累误差,运动链短有利于提高机构的刚度,减少振动。
(2)在运动副的选择上,优先选用低副。
低副机构的运动元素加工方便,容易保证配合的精度以及有较高的承载能力。
(3)适当选用原动机,使机构有好的动力学性能。
2、并联机器人的尺度设计原则以往,我们在设计阶段为了确定机器人操作手机构的尺寸和确定机器人操作手在工作空间内部的位置和姿态时多数是靠经验和直觉。
现在,为了开发出高精度、高速度和高效率的并联机器人,我们在机构的综合设计时要考虑到它的工作空间的体积和形状、奇异位形、输出的各向同性等条件。
但是,在全局最优的机构尺度综合设计中,顾全到上述的所有条件是十分困难的。
国内外的学者提出了许多机构综合的标准,以便在满足指定的设计指标下,机构的性能达到最优。
由于并联机器人与串联机器人相比,工作空间小。
因此为实现作业要求,在设计时要先确定能够满足性能指标的工作空间是至关重要的。
另外,在并联机构的设计过程中必须要考虑避免构型奇异。
与串联机器人不同的是,并联机器人不仅有运动学奇异,还有由构型所导致的构型奇异。
即奇异区域通常都扩张到整个工作空间或一些显著的子空间,而且是实际操作中最常用的区域。
O.M给出了判定并联机构发生构型奇异的条件:(1)如果动平台和定平台是相似的正多边形,并且每一对相应的顶点通过一条连杆相连,则雅戈比矩阵在工作空间内的大部分区域都是奇异的。
(2)如果动平台和定平台是相似的非正多边形,并且每一对相应的顶点通过一条连杆相连,则雅戈比矩阵在工作空间内的大部分区域都是奇异的。
这种设计上的奇异的存在,将使并联机器人由于无法平衡施加在动平台上的负载而不能工作。
在构型奇异附近的区域,即使没有发生构型奇异,也有可能出现雅戈比矩阵条件数很大的情况,同样会导致运动和力的传递性能变的很差,我们称这种区域为病态条件区域。
因此,进行并联机构尺度综合设计时必须考虑在满足工作空间要求、运动可传递性的要求以及负载能力要求的情况下,要避开构型奇异点及奇异点附近的病态区域。
三、并联机构的设计方法应用影响系数法求解了弹性铰平面并联3-RRR机器人的一阶、二阶影响系数,借助虚功原理建立了包含主、被动铰链弹性变形,杆件及其平台自重的连续刚度映射模型。
与以往刚度模型区别在于,该连续刚度模型考虑了机构刚度变化的动态过程,从而使并联机器人刚度非线性映射还原。
文中还结合刚度矩阵瑞利商定义了连续刚度判定指标,绘制了刚度性能空间图,进一步探讨了该机构的方向刚度特性,为平面并联弹性铰机器人机构刚度的分析提供了一种新颖通用的方法。
刚度是并联机构重要性能指标,为了评价并联机构刚度,提出了一种刚度评价方法。
基于3-RRR机构的逆运动学模型,推导出其雅可比矩阵。
在力雅可比矩阵的基础上,给出了刚度评价指标,该指标不仅适用于3-RRR并联机构,而且可以应用于其它并联机构。
将提出的刚度指标应用于3-RRR并联机构,数值仿真结果表明3-RRR机构在工作空间中具有对称的刚性。
平面柔性并联机构具有柔性机构和少自由度并联机构两者的优点,是当前研究的热点之一。
提出并验证一种简单、有效的平面柔性3-RRR并联机构自标定方法。
从误差建模出发,利用矢量链法推导出标定参数辨识方程。
借助静平台上的标准定位圆孔,通过仪器对拉线式编码器(线尺)进行标定,进而利用线尺在线地测量、记录机构运行中的实际位姿,结合数控系统中的理论轨迹,辨识出系统模型误差。
根据辨识结果对控制模型进行补偿,使平面柔性3-RRR运动平台轨迹误差得到了明显的减小,有效提高了机构的精度,完成了利用线尺进行机构自标定方法的研究。
由于测量工具和建模方法通用性强,且具有在线实际位姿测量能力,该试验研究为平面柔性少自由度并联机构的自标定提供了一种切实可行的解决途径,同时为全闭环控制提供了可行的测量方法。
导出了3-RRR平面并联机构基于守恒协调转换刚度矩阵机构刚度结构位形部分的解析表达式和外力作用影响部分的不完全解析表达式.给出了求机构刚度映射的一般方法,求出了不同参数下3-RRR平面并联机构的刚度映射曲线,并对机构的刚度特性进行了分析和讨论.研究发现,3-RRR平面并联机构的刚度是机构构型的函数,并与驱动力和关节刚度成比例;动平台中心趋于工作空间边界刚度增大,在工作空间的边界附近形成一个刚度较强的环状区域,而在工作空间的内部形成一个刚度较弱的区域.基于螺旋理论分析了一种3-RRR并联机构的自由度和构型.通过分析动平台和各分支机构的约束螺旋系,构造3-RRR串联分支,运用修正Crübler-Kutabath公式计算出其自由度满足3个转动自由度.基于虚拟样机技术建立3-RRR并联机构虚拟仿真模型,进行正向运动学仿真和工作空间分析,从而找到该机构存在的缺陷,为少自由度并联机构运动学和动力学分析提供保证。
分析了平面3-RRR三自由度并联机构中存在的过约束及其有害影响,详细讨论了在保证3-RRR并联机构平面运动特性的情况下无过约束自调结构的设计问题,得出了几种新的平面三自由度并联机构运动副配置方案,深入分析了2-RCS-RRR结构的自调特性。
四、并联机构研究中存在的问题目前,国内外关于并联机构的研究主要集中于机构学、运动学、动力学和控制策略等方面。
其中并联机构的机构学与运动学主要集中在机构的运动学问题、奇异位形、工作空间和灵巧度分析等方面。
并联机构机构学与运动学的研究在并联机构的研究中占有重要的基础地位,是实现并联机器人、并联机床等控制和应用的基础。
动力学分析及控制策略的研究主要是对并联机构进行动力学分析和建模,并且研究利用各种可能的控制算法,对并联机器人、并联机床等实施控制,从而达到期望的控制效果。
从大量的关于并联机构的研究文献可以看出,近十余年来,关于并联机器人各方面的研究工作都取得了很大的进展。
但是,还有大量的工作需要进一步研究和开展,主要有以下几个方面:(1)进一步研究并联机器人机构的型数综合,寻求结构更加合理、适合不同用途的并联机构,使并联机构的运动学和动力学模型变得简单,同时考虑深入研究多种约束条件的并联机构优化设计方法。
(2)加强位置正解的研究,使位置正解更加简单。
寻找简化精度补偿、工作空间和奇异位形的方法。
(3)加强并联机构的动力学研究。
(4)进一步加强串并联机器人的研究,充分利用串联和并联机构的优点,实现功能强、特性好、类型广的新型机器人。
(5)加强少自由度并联机构的研究,特别是动力学、精度标定、系控制、机构结构的优化设计等问题,是目前和今后少自由度并联机器人机构研究和发展的方向。
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