并联机器人

摘要： 为研究Stewart型六自由度并联运动平台的运动学正解,首先建立了空间运动数学模型,对坐标变换、复合姿态和逆解进行了分析计算。其次,提出了一种隐函数图解法,借助MATLAB能在1s内快速解算出平台的运动学正解,误差仅在0.05%内。最后,阐述了MATLAB/SimMechanics仿真模型的建立过程,实现了运动姿态可视化效果,并给定轨迹进行模拟,结果与预设相符,进一步验证了方法的正确性与可靠性,有助于对运动平台快速准确地控制。

摘要： 提综臂是多臂机上实现凸轮开口运动的关键核心部件。为满足多臂机提综臂的自动化加工需求,设计了一种新型辅助旋铆并联机器人,以实现在提综臂旋铆加工过程中对零部件的高速、高精度抓取和摆放,显著提升生产效率和保证加工质量。首先,介绍了新型辅助旋铆并联机器人机构的拓扑结构特征,并结合旋量理论及修正的G-K(Grübler-Kutzbach)公式分析了其自由度类型及数量。然后,构建了该机器人机构的位置闭环矢量方程,推导了其位置正、逆解的解析表达式,进而通过求导法建立了速度和加速度映射模型。接着,为有效评价机器人机构的运动传递性能,基于运动雅可比矩阵条件数的全域均值及波动量,定义了全域综合性能指标;同时,结合虎克铰的空间结构特点,全面考虑杆件干涉以及机构的传动性能和结构紧凑性,综合得到各类转角和杆长的约束条件,进而建立了该机器人的尺度综合模型。在此基础上,借助粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法进行优化求解,得到了机器人的最优尺度参数,并据此建立了机器人的三维虚拟样机模型。最后,针对多臂机提综臂辅助旋铆作业的工程需求,借助多体仿真软件开展机器人虚拟仿真验证。结果表明,优化后的辅助旋铆并联机器人的综合性能优异,满足工程应用需求。研究结果为多臂机提综臂的自动化加工提供了一种有效的解决方案,并为辅助旋铆机器人的实体样机制造及实验研究奠定了理论基础。

摘要： 煤矿智能化是实现煤炭工业高质量发展的核心技术支撑,煤矸在线分拣机器人可实现煤和矸石的自动识别与分拣,是实现煤矿智能化分选的重要装备。在总结国内外煤矸分拣机器人和煤矸图像识别技术的研究现状和成果基础上,针对煤矸自动分拣机器人分拣速度低,智能化程度不高等问题,设计了一种基于图像识别的Delta型并联机器人应用于煤矸自动分拣领域。阐述了煤矸分拣机器人的工作原理和设计方案,针对煤矸分拣的特定工况场景,对工业相机、光源、镜头等图像识别系统的硬件进行了选型设计。提出了一种基于灰度和纹理特征融合的煤矸图像SVM识别算法,介绍了机器人控制系统的软件功能设计方法,最后搭建了试验平台并进行了多组煤矸在线识别分拣试验。结果表明,该并联机器人可有效对煤和矸石进行自动识别,并通过控制机器人气动机械手实现对6 kg以下的矸石抓取。针对设计及试验过程中遇到的问题,进一步提出了机器人刚柔耦合动力学模型和误差传递规律、基于深度学习和多特征融合的煤矸石识别算法、考虑外部负载干扰的并联机器人自适应稳定控制策略等关键技术,为进一步加快煤矸分拣并联机器人的推广应用,最终实现煤矿智能化、无人化分选提供一种新途径。

摘要： 随着运动任务要求的多样化和复杂化,传统并联机器人设计方法的不透明性和动平台的不变性,导致设计结果会出现偏差且柔性化程度较低。因此提出一种基于五杆支链性能优化和配置的并联机器人设计方法。首先利用解析和几何法结合,完成五杆机构运动分析和奇异性分析,根据相关性能评价指标完成支链五杆的尺度综合。之后,提出平面几何投影法将要求工作空间投影到支链五杆的最佳工作区,综合考虑工作空间及运动性能的需求,实现了并联机器人的设计和配置,提高了设计透明度。

摘要： 为了实现平面工作空间的目标物自动化快速分拣操作,基于平面五连杆机构,设计平面2RR并联机器人系统进行分拣操作.首先,根据系统的自由度和主动关节的设置,确定系统的广义坐标,利用第二类拉格朗日方程和闭链几何约束关系,建立系统的动力学方程.针对分拣操作的高速运动控制要求,并考虑系统动力学方程的非线性、强耦合和不确定干扰等因素,设计了基于干扰观测器的滑模控制方法.最后,通过李雅普诺夫稳定性证明了所设计的控制方法的稳定性,并通过数值仿真验证了该控制方法有较好的控制效果.

摘要： 目的:解决并联机器人在罐头食品拾放过程中刚性冲击大、运动稳定性差等问题。方法:基于高速并联机器人的体系结构,提出了一种运动轨迹规划方法用于高速并联机器人末端执行器的轨迹优化。建立多约束、多目标、非线性轨迹优化模型,并采用改进的引力搜索算法求解。通过仿真验证了所提方法的可行性。结果:与改进前的规划方法相比,所提规划方法能在较短的时间内完成拾放任务,一次操作的最短时间为0.1691 s。结论:该规划方法解决了传统并联机器人拾放过程中刚性冲击大、运动稳定性差等问题,具有一定的实用价值。

摘要： 通过对二自由度并联机器人运动学与动力学分析,给出了合理的性能指标。采用以Pareto最优解为基础的改进遗传算法NSGA-Ⅱ,以性能指标为目标函数进行多目标参数优化,得到满足设计要求的并联机器人结构参数。与单目标优化结果相比,验证了NSGA-Ⅱ算法优化方法的优越性。

摘要： 目的为提高包装过程中并联机器人定位精度。方法基于自抗扰控制设计一种机器人末端执行器定位方法。在传统并联机器人结构的基础上配置2台工业相机。根据双目立体视觉检测原理来确定块状食品在生产线上具体位置。为避免干扰因素降低机器人末端执行器抓取精度,设计一种自抗扰控制器,主要包括跟踪微分器、非线性反馈器、扩张状态观测器。最后,搭建实验平台并进行相关验证。结果实验结果表明,实际位置与抓取位置之间偏差距离的最大值为0.3 mm;平均误差只有0.20 mm。所设计自抗扰控制器与PID控制器相比,响应时间仅增加了1%,平均抓取精度却大幅提高。结论所述基于并联机器人的块状食品包装定位方法可使末端执行器在非常短的时间内到达指定位置;运动过程稳定、可靠,不会出现振动现象,可确保抓取精度。

摘要： 通过对3-UPS并联机器人进行动力学建模与状态空间分析,基于遗传算法(GA)优化的线性二次型调节器(LQR)控制方法对其进行控制仿真,结合多体系统振动理论,并运用MATLAB软件和ADAMS软件联合仿真,分别对该并联机器人在动平台施加外部载荷、定平台施加随机振动,以及动、定平台施加复合干扰3种情况下机器人的末端稳定性进行分析。结果表明:GA优化的LQR控制下,机器人动平台质心振动的衰减时间和振动幅度都明显减小,且共振峰也明显降低,但是高频振动处的减振效果不明显;机器人动平台质心x和y方向的共振频率均保持在5 Hz左右,而z方向的共振频率却有明显的后移现象,逐渐向高频(10 Hz)靠近。该研究为分析并联机器人稳定性与工作精度提供了一定的理论基础。

摘要： 针对传统的直线插补轨迹规划方法使得并联机器人产生较大的刚性冲击与振动冲击,导致机器人运行不稳定的问题,运用修正梯形轨迹规划算法对并联机器人轨迹进行平滑处理,提高了并联机器人的运行稳定性。首先建立并联机器人三维模型,之后通过MATLAB模拟运行轨迹并求解其工作空间,再利用ADAMS软件进行轨迹仿真,并对比两种轨迹规划算法的仿真结果。仿真结果表明,修正梯形轨迹规划算法具有更好的速度连续性,有效减少了并联机器人的刚性冲击。

摘要： 机构作为机械装备的特征骨架,在相当程度上决定了整个机械行业的技术水平.现代科技对机械的要求日益向高速、精密、重载方向发展,而机构动力学特性则相应成为影响机械产品性能的关键因素.初始参数与问题解之间的严重非线性是并联机构的突出特点,混沌运动能够导致原本安全和确定的系统失灵,为工程系统的响应和可靠性增加了不确定因素.本项目将并联机器人机构学与混沌理论相结合,辨识含间隙解耦并联机构中的混沌现象并研究其动力学设计应用,有助于机构学理论研究的深化和混沌理论应用领域的拓展,为新型高性能并联机器人装备研制提供理论依据.

摘要： 为有效解决刚性并联机器人中由运动副带来的间隙、摩擦、冲击等难题,本项目将柔顺机构中的柔性铰链应用到并联机器人中,提出了用柔顺关节替代传统运动副进行传动的主动设计思想,将柔顺机构与并联机器人融合到了一起,构造出新型高性能并联机器人,开拓出柔顺并联机器人前沿新方向,从机构动力学这一基础科学问题入手,全面开展了柔顺关节并联机器人机构动力学建模、分析、设计、规划与控制等方面研究,形成了一套用于柔顺关节并联机器人研究的理论及实验研究方法,促进了柔顺机构和并联机器人及其交叉学科的发展.

摘要： 针对工业应用对机器人高速高精度操作的迫切要求,本项目提出一类能够实现动平台连续回转的新型支链嵌套并联机器人,并对机构设计理论和高速高精度操作的关键技术进行研究.本项目研究的支链嵌套并联机器人,改善一般并联机器人工作空间相对较小的固有缺陷,提高动平台的回转能力,降低设备安装空间,对扩大并联机器人的应用领域具有现实意义;研究高速高精度操作机器人全域优化设计方法,对开发具有我国自主知识产权的高速高精度机器人具有重要应用价值.

摘要： 针对石油化工行业中广泛应用的大型立式储罐检修任务,传统的脚手架、导轨及爬壁机器人等工作平台存在拆装困难、结构复杂或运行速度较低等缺点.索并联机构具有工作空间大、承载能力强、便于模块化等优点,在大型立式储罐的检修领域具备良好的应用潜力.本文提出一种采用四根支撑杆的八索驱动并联机器人工作平台,首先完成支撑杆的模块化设计,并保证出索点位置可调;然后,建立了索并联机构的运动学模型和平面简化模型,分析了机构参数对机器人工作空间的影响,并针对20m口径典型立式储罐给出了索牵引并联机器人的优化结构参数,以满足检修工作对工作空间的要求;最后,分析了索牵引并联机器人工作平台沿不同的轨迹运动时,索长变化对索力控制的影响,确定出运动规划时优先选用的运动轨迹.

摘要： 针对食品流水线搬运工艺具有轻重化、高速性的特点,提出一种低成本的快速轻载并联机器人结构.并联机器人得以广泛应用,但同时,传统的机器人驱动电机数量和机器人自由度数量相等,为实现所需要的自由度数量,要保证足够的驱动自由度数量,就需要足够的驱动部件,这大大增加了机器人的制造成本,这也成为本领域技术人员需要解决的问题.本文提出一种三电机驱动四轴模型的高速并联机器人,具有良好的运动学特性,能高效满足流水线搬运自动化的需求.

摘要： 传统的螺旋理论求得的雅克比矩阵,存在超越方程、非方阵等问题,无法应用于并联机器人的运动学分析.针对3-RPS型并联机器人,提出通过"微位移法"研究微动情况下输入输出之间的位移矢量微分映射关系,进而给出输入和输出之间4×4的微位移雅克比矩阵.建立3-RPS型并联机器人的三维模型,并得到输出微位移仿真轨迹曲线;根据曲线对比误差为10％-20％,建立误差补偿函数,修正微位移法的位移雅克比矩阵.仿真对比结果表明:修正后的微位移雅可比矩阵与理论计算值趋于一致,并可将其应用于3-RPS型并联机器人微运动学分析.

摘要： 针对石油化工行业中广泛应用的大型立式储罐检修任务,传统的脚手架、导轨及爬壁机器人等工作平台存在拆装困难、结构复杂或运行速度较低等缺点.索并联机构具有工作空间大、承载能力强、便于模块化等优点,在大型立式储罐的检修领域具备良好的应用潜力.本文提出一种采用四根支撑杆的八索驱动并联机器人工作平台,首先完成支撑杆的模块化设计,并保证出索点位置可调;然后,建立了索并联机构的运动学模型和平面简化模型,分析了机构参数对机器人工作空间的影响,并针对20m口径典型立式储罐给出了索牵引并联机器人的优化结构参数,以满足检修工作对工作空间的要求;最后,分析了索牵引并联机器人工作平台沿不同的轨迹运动时,索长变化对索力控制的影响,确定出运动规划时优先选用的运动轨迹.

摘要： 对一种驱动冗余四自由度并联机器人进行任务空间实时控制动力学滑模控制研究.基于所构建动力学模型,在任务空间内,提出并设计一种新型加权积分增益型指数趋近率滑模控制方法,利用滑动模态的形成,使控制系统对于不确定参数以及外界干扰具有良好的鲁棒性,同时,通过在趋近率的积分项中引入负的加权值,在保证并联机器人系统轨迹跟踪速度和精度的同时,有效降低起始阶段控制力的幅度并有效削弱输出驱动力的抖振.其次,利用Lyapunov函数,理论证明所设计控制律的稳定性.最后,利用MATLAB对所建立并联机器人动力学模型及所设计控制律进行仿真试验研究,通过与计算力矩控制、一般趋近率滑模控制进行仿真对比,其结果表明了所建立并联机器人动力学模型的实时可控性以及所设计控制方法的有效性.

摘要： 本团队在并联机器人装备领域瞄准国际前沿,将理论成果应用于工程实际,紧跟国家航空航天装备、重型装备等重大需求,密切与大型企业和科研院所展开合作,在机构原始创新、机电一体化集成、大型高端装备研制等基础理论与关键技术方面开展了一系列工作,成功的将并联机构应用于天线高精调姿、航空航天装备与重型核电装备中.

摘要： 飞机制造业是一个关系国家经济命脉和国防安全的高技术产业,市场需求巨大,飞机制造业将是我国经济发展新的增长点.现代飞机结构越来越复杂,飞机结构件以机械连接为主,这不可避免地带来大量的制孔工作.目前采用的自动制孔设备可归纳为C框结构自动钻铆机、大型龙门式自动制孔机、机器人自动制孔系统等三种类型,其中机器人自动制孔系统又分为串联机械臂式,柔性导轨式和自主爬行式三种不同的结构方式,各种自动制孔设备适应不同的工况,对于机身环向制孔任务采用能够自由移动并吸附到飞机身体上的自主爬行式制孔机器人设备是目前的一个新的研究方向.该机器人系统的关键技术包括机器人构型设计,使其同时满足自由行走和精确调姿定位制孔功能要求;机器人足尖位置随机分布情况下的运动学动力学实时解算;未知环境下作业任务规划和针对机体表面为未知曲面情况下的足尖触地力位混合控制等.本项目旨在研究上述制孔机器人所面临的多方面需求及解决方案,为飞机制孔机器人的设计优选提供理论依据和方法指导.

摘要： 一种多运动平台并联机器人构建方法及其并联机器人，包括一个基本并联机构（11）和一个或一个以上分支并联机构。基本并联机构（11）包括基本基础平台（12）、基本动平台（15）和主支链（13），分支并联机构包括分支基础平台、分支动平台和分支支链。基本并联机构（11）与分支并联机构通过多输出运动副（16）连接，二者共用一套主动副和驱动及控制装置，基本基础平台（12）与分支基础平台对称、主支链（13）与分支支链对称，多输出运动副（16）的输出端对称，基本动平台（15）与分支动平台对称；基本并联机构（11）与分支并联机构对称。本发明可用于各种工业机器人、三维仿形、缩放机器人和步行机器人，具有结构简单，易于标准化，生产效率高等优点。

摘要： 本发明公开了一种用于并联机器人的永磁直驱电机及其并联机器人结构，该永磁直驱电机包括一个转子、一个驱动转子运动的定子、一个与转子包合或分离且使转子运动或静止的刹车组件；定子设置于转子的一端，刹车组件设置于转子的另一端，转子的中部垂直设置有输出轴；输出轴位于定子和刹车组件的中间。并联机器人结构包括固定平台、从动臂、关节轴承、中轴管、动平台；固定平台的周部固定连接有三个永磁直驱电机。本发明的用于并联机器人的永磁直驱电机和并联机器人结构，减小驱动装置体积，降低系统价格，而且给电机的输出轴在电机中间部位，有效的利用空间，平衡轴承受力，减小轴承磨损，具有直驱、控制精度高等优点。

摘要： 本发明提供一种多运动平台并联机器人构建方法及其并联机器人，主要包括一个基本并联机构和一个或一个以上分支并联机构，其特征是：基本并联机构包括基本基础平台、基本动平台和主支链，分支并联机构包括分支基础平台、分支动平台和分支支链；基本并联机构与分支并联机构通过多输出运动副连接起来，二者共用一套主动副和驱动及控制装置，基本基础平台与分支基础平台对称、主支链与分支支链对称，多输出运动副的输出端对称，基本动平台与分支动平台对称；基本并联机构与分支并联机构对称。本发明可用于各种工业机器人、三维仿形、缩放机器人和步行机器人。具有结构简单，易于标准化，生产效率高等优点。

摘要： 本申请涉及一种柔性并联机器人控制方法、装置、柔性并联机器人和存储介质。方法包括：获取机器人的目标作用力和目标运动轨迹，以及机器人中各个柔性驱动关节的当前输出位置和当前输出力矩；根据目标作用力与当前输出力矩之间对应的作用力偏差或力矩偏差，确定控制机器人作用力对应的位置调整量；根据目标运动轨迹与当前输出位置之间对应的轨迹偏差或位置偏差、以及位置调整量，确定控制机器人运动位置对应的速度控制量，并基于速度控制量分别控制各个柔性驱动关节的驱动部件，以驱动机器人柔性运动。采用本方法能够简化控制难度，提高控制稳定性，吸收冲击能量，实现力学与运动学上的柔性驱动。

摘要： 一种多运动平台并联机器人构建方法及其并联机器人，包括一个基本并联机构（11）和一个或一个以上分支并联机构。基本并联机构（11）包括基本基础平台（12）、基本动平台（15）和主支链（13），分支并联机构包括分支基础平台、分支动平台和分支支链。基本并联机构（11）与分支并联机构通过多输出运动副（16）连接，二者共用一套主动副和驱动及控制装置，基本基础平台（12）与分支基础平台对称、主支链（13）与分支支链对称，多输出运动副（16）的输出端对称，基本动平台（15）与分支动平台对称；基本并联机构（11）与分支并联机构对称。本发明可用于各种工业机器人、三维仿形、缩放机器人和步行机器人，具有结构简单，易于标准化，生产效率高等优点。

摘要： 本发明公开了一种用于并联机器人的永磁直驱电机及其并联机器人结构，该永磁直驱电机包括一个转子、一个驱动转子运动的定子、一个与转子包合或分离且使转子运动或静止的刹车组件；定子设置于转子的一端，刹车组件设置于转子的另一端，转子的中部垂直设置有输出轴；输出轴位于定子和刹车组件的中间。并联机器人结构包括固定平台、从动臂、关节轴承、中轴管、动平台；固定平台的周部固定连接有三个永磁直驱电机。本发明的用于并联机器人的永磁直驱电机和并联机器人结构，减小驱动装置体积，降低系统价格，而且给电机的输出轴在电机中间部位，有效的利用空间，平衡轴承受力，减小轴承磨损，具有直驱、控制精度高等优点。

摘要： 一种并联机器人及应用在该并联机器人上的直线轴大臂属于工业自动化领域，具体涉及一种并联机器人结构的改进，以及应用在该并联机器人上的直线轴大臂。本发明提供一种结构简单，对减速机要求低，成本低廉的并联机器人。本发明的特征在于：上固定座下方设置有下固定座，所述上固定座侧方设置有三组直线轴型大臂，所述直线轴型大臂包括固定在上固定座上的驱动电机和减速机，减速机上通过安装法兰设置有倾斜的大臂型材，大臂型材表面设置有滑槽，滑槽内设置有与所述减速机的动力输出端连接的滑块；所述三组直线轴型大臂的大臂型材下端均与所述下固定座相连，所述三组直线轴型大臂的滑块上均铰接设置有小臂，三小臂的下端与一动平台铰接。

摘要： 本实用新型涉及一种并联机器人快换气路和并联机器人。其中，并联机器人快换气路用于对端拾器提供压缩空气，其包括用于与端拾器连接的快换接头、用于切换正负压气压的切换气路以及用于与气源相通的主气路，快换接头通过切换气路与主气路相通，切换气路包括并联设置正压气路和负压气路，通过在正压气路和负压气路中切换以实现对端拾器提供正压或负压的压缩空气。本实用新型并联机器人快换气路通过设置快换接头和并联的正压气路和负压气路，在正压气路和负压气路中切换，实现了并联机器人快换气路对端拾器提供正压或负压的压缩空气，适应了并联机器人快换的使用要求。

摘要： 本实用新型公开了一种用于并联机器人的永磁直驱电机及其并联机器人结构，该永磁直驱电机包括一个转子、一个驱动转子运动的定子、一个与转子包合或分离且使转子运动或静止的刹车组件；定子设置于转子的一端，刹车组件设置于转子的另一端，转子的中部垂直设置有输出轴；输出轴位于定子和刹车组件的中间。并联机器人结构包括固定平台、从动臂、关节轴承、中轴管、动平台；固定平台的周部固定连接有三个永磁直驱电机。本实用新型的用于并联机器人的永磁直驱电机和并联机器人结构，减小驱动装置体积，降低系统价格，而且给电机的输出轴在电机中间部位，有效的利用空间，平衡轴承受力，减小轴承磨损，具有直驱、控制精度高等优点。

摘要： 一种并联机器人及应用在该并联机器人上的直线轴大臂属于工业自动化领域，具体涉及一种并联机器人结构的改进，以及应用在该并联机器人上的直线轴大臂。本实用新型提供一种结构简单，对减速机要求低，成本低廉的并联机器人。本实用新型的特征在于：上固定座下方设置有下固定座，所述上固定座侧方设置有三组直线轴型大臂，所述直线轴型大臂包括固定在上固定座上的驱动电机和减速机，减速机上通过安装法兰设置有倾斜的大臂型材，大臂型材表面设置有滑槽，滑槽内设置有与所述减速机的动力输出端连接的滑块；所述三组直线轴型大臂的大臂型材下端均与所述下固定座相连，所述三组直线轴型大臂的滑块上均铰接设置有小臂，三小臂的下端与一动平台铰接。