六自由度机械臂

摘要： 随着人工智能和物联网的发展,服务行业逐步走向智能化;同时疫情的反复和中国人口老龄化的加速,又导致服务行业收益受到重创。在这种大趋势背景下,送餐机器人的出现可以为同属服务行业的餐饮业减轻大量用人成本,推动传统餐厅向智慧餐厅的转变升级。该送餐机器人以ROS平台作为媒介,可利用摄像头和六自由度机械臂,实现对食物的自主抓取。

摘要： 借助SolidWorks完善的二次开发功能,结合六自由度机械手臂的运动学逆解求解的理论研究,开发一种适用于大多数六自由度的机械手臂的逆解求解和运动仿真软件。首先运用基于三轴相交于一点的Pieper's solution解法来对机械手臂的运动学逆解进行求解,对于求解需要的矩阵则通过SolidWorks API中的矩阵相关函数来获取、计算;然后将求得的结果赋值给机械手臂模型中对应的角度来完成验证,对于一条连续的路径,则通过对路径上的每一点的计算、赋值,来验证规划所求得的路径的合理性。

摘要： 针对六自由度机械手臂的运动学分析问题及其工作可靠性的探究,设计开发了一套基于Open GL的六自由度机械臂仿真软件。采用D-H参数法构建机械臂模型,对六自由度机械手臂进行了正、逆运动学分析,求解得到机械臂的正逆解。研究设计了机械臂的空间直线和圆弧插补算法,实现了机械臂在三维空间中按照目标轨迹的可靠运动。在VS2017软件开发平台,通过MFC框架以及Open GL库函数,设计开发了机械臂的运动仿真界面。仿真结果表明,软件能够实时模拟机械臂的运动过程和运动状态,机械臂末端执行器轨迹与目标轨迹重合性良好,为后期在机械臂实体上实验提供了可靠的理论依据。

摘要： 随着21世纪医学技术发展,手术机器人已经成为近些年国内外机器人领域的一大热点,骨科1手术机器人更是其中的核心问题。为了解决目前骨科手术机器人中设备结构庞大、难以适用多场景复杂手术的问题,以六自由度机械臂作为研究对象,使用D-H法对机械臂进行数学建模;针对骨科手术的实际需求,使用ROS对单机械臂进行控制;使用串口通信原理,构建出基于包围盒碰撞检测算法和RRT路径规划算法的双机械臂防碰撞系统,并利用该系统完成基于主从协调的策略的跟踪任务。结果表明,该双机械臂防碰撞系统可以有效完成目标任务,这将为之后骨科手术机器人的协同控制研究提供平台。

摘要： 针对六自由度机械臂,利用几何法建立其运动学模型,推导出各关节的驱动电机角度的逆解公式;然后在笛卡尔空间设计门字形拾取轨迹并进行规划。将空间轨迹先分解到各个坐标,得到空间各分坐标规划值,接着利用机械臂各驱动电机角度的逆解公式得到各电机的角度规划值,最后根据舵机控制原理得到各关节对应驱动舵机的脉冲规划值,并进行了相关试验。从试验结果来看,所做规划是有效的。

摘要： 在船舶建造、壳体喷涂和货物吊装等场景下,使用多自由度机械臂不仅能够提高工作效率,促进船舶的自动化发展,也能提高工作质量,替代工作人员进行危险作业。船体表面作业用六自由度机械臂主要负责船体表面的涂装、焊接和清洗,本文研究船体表面作业六自由度机械臂的设计与路径规划,详细讨论了六自由度机械臂工作过程的避障原理和方法。在仿真测试中,基于粒子群优化算法的船体表面用六自由度机械臂具有较好的路径规划效果,值得进一步推广和使用。

摘要： 为提高6自由度机械臂的智能化程度以及自主避障能力,通过眼在手外的深度相机来实时监控机械臂的工作环境,并利用OpenCV和PCL库对采集到的图像和点云数据进行处理。在分析了传统包围盒算法的基础上,提出了利用虚拟包围球对机械臂模型进行简化,并通过距离计算完成机械臂与障碍物的碰撞检测过程。在笛卡尔空间中,对传统的人工势场法进行改进,并通过雅可比矩阵将合速度转化到关节空间。基于开源机器人操作系统ROS搭建实验平台,实现了连续、实时的动态避障,验证了所提出的6自由度机械臂动态避障方法的有效性。

摘要： 面对特殊空间环境中废弃设备处理工作的需求,设计了一种工作空间大,灵活可靠的五转一平移的串联型六自由度机械臂。首先对六自由度机械臂构建D-H模型,并且对运动学模型求其正解和逆解。然后在MATLAB上编程进行运动学仿真,并采用蒙特卡洛法对六自由度机械臂的工作空间进行求解运算。最后运用MATLAB对六自由度机械臂轨迹规划仿真,获得六自由度机械臂的位移,加速度,速度变化曲线,并对其进行稳定性分析。上述分析仿真验证了六自由度机械臂设计的合理性,也为后续示教模块的搭建工作奠定了的基础。

摘要： 针对机械臂在空间避障轨迹规划的需求,提出一种基于NMPC的六自由度机械臂避障轨迹规划算法。与以往的避障算法相比,该避障算法在规避障碍物的同时可以对运动轨迹精度进行控制。首先,建立六自由度机械臂自主防撞最优控制模型。其次,为了保证系统的时效性,对复杂的六自由度机械臂系统进行线性化处理,并且通过剪切搜索的方法来寻找最优解。最后,使其在满足控制约束和轨迹约束的前提下,达到自主避障效果。通过MATLAB对该算法进行仿真验证,结果表明:该方法能够有效地规划出满足机械臂性能要求的无障碍运动轨迹,实现机械臂在动态环境下的防撞控制,有效提高机械臂的运行安全。

摘要： 针对多关节机械臂作业效率和安全性的运动规划问题,以开源机器人操作系统ROS为仿真平台进行了机械臂运动规划研究.利用Solidworks建立机械臂模型,经SW2 URDF生成XML格式描述的机器人URDF文件.利用ROS Moveit!中的设置助手Moveit!Setup Assistant完成了运动规划相关文件的配置.在轨迹规划方面利用Moveit!框架下C++接口,在三维可视化平台Rviz中实现了笛卡尔空间直线与圆弧插补.在路径规划方面,采用快速扩展随机树(RRT/rapidly exploring random tree)和双向扩展平衡的连结型双树(RRTConnect)路径规划算法,完成了高维空间和复杂约束的无碰撞路径规划.仿真结果表明RRTConnect算法收敛速度快,搜索能力强,能够有效解决复杂环境下的路径规划问题,保证机器臂运动安全.

摘要： 本文主要论述核电蒸汽发生器内部水室堆焊层视频检查中,开发出六自由度机械臂的多功能应用.核电蒸汽发生器内部水室堆焊层视频检查需要对内部视频扫查坐标进行实时定位,而六自由度机械臂采用多重球坐标系叠加,可以通过DH算法采用正向解法,计算六自由度机械臂末端工具架及摄像头实时扫查坐标;通过安装支架及自动安装工具架安装多种打磨及视频工具,可以实现对蒸汽发生器内部堆焊层100％打磨及检查工作.

摘要： 针对六自由度机械臂非线性、强耦合特性，将全局快速终端滑模控制(GFTSMC)技术应用于六自由度机械臂的轨迹跟踪。该方法将系统的动力学模型转化为关节子系统的状态方程，采用GFTSMC 设计各子系统的滑模面，有效地抑制了滑模控制中的抖振现象。运用李亚普诺夫理论设计关节子系统的控制律，整个系统是全局稳定的，且具有快速的收敛特性和鲁棒性。

摘要： 针对六自由度机械臂非线性、强耦合特性，将全局快速终端滑模控制(GFTSMC)技术应用于六自由度机械臂的轨迹跟踪。该方法将系统的动力学模型转化为关节子系统的状态方程，采用GFTSMC设计各子系统的滑模面，有效地抑制了滑模控制中的抖振现象。运用李亚普诺夫理论设计关节子系统的控制律，整个系统是全局稳定的，且具有快速的收敛特性和鲁棒性。

摘要： 琳琅满目的超市如今已经成为人们休闲生活的一部分.超市中的物品种类各式各样,人们可以在超市中购买到任何生活所需物品.然而商品种类的多样性给超市管理和人们选购商品带来了困扰,消费者可能会花大量时间寻找货物,而超市管理者也可能会花大量时间补充货源.如今的超市仍然采取传统的3层或4层购物货架.无论对于工作人员还是超市顾客来说,上层货物的取放和检测都非常不便.分别针对超市管理人员和顾客两类人群,结合现有的物联网传感器技术和计算机技术,设计了完整的“取货—监测—上货”智能超市系统.

摘要： 琳琅满目的超市如今已经成为人们休闲生活的一部分.超市中的物品种类各式各样,人们可以在超市中购买到任何生活所需物品.然而商品种类的多样性给超市管理和人们选购商品带来了困扰,消费者可能会花大量时间寻找货物,而超市管理者也可能会花大量时间补充货源.如今的超市仍然采取传统的3层或4层购物货架.无论对于工作人员还是超市顾客来说,上层货物的取放和检测都非常不便.分别针对超市管理人员和顾客两类人群,结合现有的物联网传感器技术和计算机技术,设计了完整的“取货—监测—上货”智能超市系统.

摘要： 琳琅满目的超市如今已经成为人们休闲生活的一部分.超市中的物品种类各式各样,人们可以在超市中购买到任何生活所需物品.然而商品种类的多样性给超市管理和人们选购商品带来了困扰,消费者可能会花大量时间寻找货物,而超市管理者也可能会花大量时间补充货源.如今的超市仍然采取传统的3层或4层购物货架.无论对于工作人员还是超市顾客来说,上层货物的取放和检测都非常不便.分别针对超市管理人员和顾客两类人群,结合现有的物联网传感器技术和计算机技术,设计了完整的“取货—监测—上货”智能超市系统.

摘要： 琳琅满目的超市如今已经成为人们休闲生活的一部分.超市中的物品种类各式各样,人们可以在超市中购买到任何生活所需物品.然而商品种类的多样性给超市管理和人们选购商品带来了困扰,消费者可能会花大量时间寻找货物,而超市管理者也可能会花大量时间补充货源.如今的超市仍然采取传统的3层或4层购物货架.无论对于工作人员还是超市顾客来说,上层货物的取放和检测都非常不便.分别针对超市管理人员和顾客两类人群,结合现有的物联网传感器技术和计算机技术,设计了完整的“取货—监测—上货”智能超市系统.

摘要： 三回转臂串联悬挂式六自由度空间机械臂重力补偿装置，它涉及一种重力补偿装置。本发明为解决目前没有六自由度空间机械臂在地面进行空间模拟实验的重力补偿系统的问题。定小臂的一端固装在主回转轴的轴心上，主回转臂的一端与主回转轴转动连接；主回转臂的另一端与大回转轴的上端转动连接，大回转臂的一端安装在大回转轴的下端；大回转臂的另一端与小回转轴转动连接，小回转臂的一端安装在小回转轴的下端；定小臂与六自由度空间机械臂的第一连杆通过一套吊丝配重系统连接，大回转臂与六自由度空间机械臂的第二连杆通过一套吊丝配重系统连接。本发明用于悬挂式六自由度空间机械臂在地面进行空间模拟实验的重力补偿。

摘要： 本发明公开了一种机械臂关节及六自由度机械臂，第一关节通过一U型构件与第二关节相连接,U型构件包括底端、第一开口端和第二开口端；所述第一关节包括第一减速器、第一电机、第一编码器、第一蜗轮、第一蜗杆、第一蜗轮轴，第一蜗轮轴垂直安装于底座，第一蜗轮与第一蜗轮轴键连接并可绕第一蜗轮轴的轴线旋转，第一蜗杆平行设置在底座的上方并可绕其轴线转动，所述第一蜗杆与第一蜗轮相啮合且第一蜗轮的旋转轴线与第一蜗杆的旋转轴线相互垂直，第一蜗杆的一端依次与第一减速器、第一电机、第一编码器相连接，第一蜗轮轴的顶端与U型构件的底端相连接。

摘要： 本发明公开了一种二自由度正交式机器人关节模块及六自由度机械臂，其特征是：在由基座和壳体构成的中空腔内，独立设置第一动力单元和第二动力单元，第一动力单元和第二动力单元是结构相同的单自由度动力单元，第一动力单元和第二动力单元的动力输出轴相互垂直。本发明中二自由度关节模块将两个方向的驱动、传感和控制等部件集成，单个关节能够提供两个方向的动力输出，其结构紧凑、集成度高、综合能耗更低，将为轻质高效工业机器人和服务机器人机械臂的开发提供关键部件，极大地有利于促进工业机器人的升级换代和服务机器人的应用推广。

摘要： 本实用新型公开了一种机械臂关节及六自由度机械臂，第一关节通过一U型构件与第二关节相连接，U型构件包括底端、第一开口端和第二开口端；所述第一关节包括第一减速器、第一电机、第一编码器、第一蜗轮、第一蜗杆、第一蜗轮轴，第一蜗轮轴垂直安装于底座，第一蜗轮与第一蜗轮轴键连接并可绕第一蜗轮轴的轴线旋转，第一蜗杆平行设置在底座的上方并可绕其轴线转动，所述第一蜗杆与第一蜗轮相啮合且第一蜗轮的旋转轴线与第一蜗杆的旋转轴线相互垂直，第一蜗杆的一端依次与第一减速器、第一电机、第一编码器相连接，第一蜗轮轴的顶端与U型构件的底端相连接。

摘要： 本实用新型公开了一种六自由度机械臂和具有该机械臂的撬毛台车。本实用新型一种六自由度机械臂，它包括工作臂机构、液压破碎锤，工作臂机构包括快换装置、摇杆、转锤油缸、小臂、小臂油缸、中臂、中臂油缸，工作臂机构还包括大臂座、大臂油缸、第一大臂、第二大臂、第三大臂，第三大臂和第一大臂的上部分别与第二大臂的左右端相铰接，两者的下部分别铰接在大臂座的左右两端，大臂油缸的缸体端固定在大臂座上，活塞杆端连接在第一大臂上。本新型机械臂中的第一大臂、第二大臂、第三大臂与大臂座形成一个四连杆机构，可实现不同巷道对高度的作业需求，并有独特的平行保持功能，作业时具有灵活、快速、准确的定位功能。

摘要： 本实用新型涉及一种六自由度机械臂的第三臂杆，包括第三臂杆本体，所述第三臂杆本体为空心结构，所述第三臂杆本体的一端为第三关节活动端，所述第三臂杆本体的另一端为第四关节固定端，所述第三关节活动端为空心圆柱体结构，所述空心圆柱体结构的一端为驱动部，所述空心圆柱体结构的另一端为从动部，所述驱动部的内侧设有第三轴驱动元件法兰安装位。本实用新型通过将臂杆本体设计为空心结构，有效的减轻了关节的质量，由于质量减轻，使得关节在动作过程中更为灵活，运动精度极大提高。

摘要： 本实用新型涉及一种六自由度机械臂的第一臂杆，其包括第一臂杆本体，所述第一臂杆本体为空心结构，所述第一臂杆本体的一端为第二关节活动端，所述第一臂杆本体的另一端为底座固定端，所述第二关节活动端为空心圆柱体结构，所述空心圆柱体结构的一端为驱动部，所述空心圆柱体结构的另一端为从动部，所述底座固定端的端面上设有第二轴承安装位和穿线孔，所述第二轴承安装位为环状结构，所述第二轴承安装位的端面设有沿端面圆周方向上均匀分布的螺纹孔，所述穿线孔设置在所述第二轴承安装位的中部。该六自由度机械臂的第一臂杆具有质量轻便、刚性强度高的优点。

摘要： 本实用新型涉及一种六自由度机械臂的第四臂杆，包括第四臂杆本体，所述第四臂杆本体为空心结构，所述第四臂杆本体内部设有第四关节活动端，所述第四臂杆本体的一端为第五关节固定端，所述第四臂杆本体的另一端为第四臂杆延伸端。本实用新型将臂杆本体设计为空心结构，减轻了臂杆的质量，由于质量减轻，使得臂杆在动作过程中更为灵活，运动精度极大提高。此外，通过将第四关节活动端设置于第四臂杆内部，并将第四臂杆的一端设为第四臂杆延伸端，所述第四臂杆延伸端与第三臂杆紧密贴合并可相对于第三臂杆的外壁转动，从而在保证实现第四臂杆相对于第三臂杆转动的同时，保证了接合面的密封性且第四臂杆延伸端与第三臂杆紧密贴合保证了运行的平稳性。

摘要： 本实用新型涉及一种六自由度机械臂的第二臂杆，其包括第一侧板、第二侧板和连接横梁，所述第一侧板、所述第二侧板与所述连接横梁组合形成“工”字形结构，所述“工”字形结构的一端为第二关节活动端，所述“工”字形结构的另一端为第三关节活动端；本实用新型提供的一种六自由度机械臂的第二臂杆，与现有技术相比较，具有质量轻便、臂展长度大的优点。

摘要： 本实用新型涉及一种六自由度机械臂的第五臂杆，包括第五臂杆本体，所述第五臂杆本体为空心结构，所述第五臂杆本体的一端为第五关节活动端，所述第五臂杆本体的另一端为第六关节固定端，所述第五臂杆本体侧壁上设有凸台，所述凸台与所述第五臂杆本体相贯设置，所述凸台的端面上设有外挂附件安装位，由于将臂杆本体设计为空心结构，有效的减轻了臂杆的质量，由于质量减轻，使得臂杆在动作过程中更为灵活，运动精度极大提高。此外，本实用新型通过在第五臂杆本体侧壁上设置凸台，并在凸台的端面上设置外挂附件安装位，用于在机械臂末端安装外挂附件如CCD(工业相机)等。