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第一篇论文摘要：串联机器人机械臂工作空间与结构参数研究
工作空间的体积可以反映串联机器人运动灵活程度.研究了一种串联机器人机械臂的工作空间问题.首先,提出机械臂的基本结构,进行简化,得到其运动模型,在此基础上对机械臂进行了运动学分析,然后,采用蒙特卡洛法分析该机械臂的工作空间,得出了机械臂末端的工作空间点云图,提出了自适应划分网格方法,并用该方法计算了该工作空间的体积,最后,分析了机械臂结构参数对工作空间体积的影响,为机械臂的参数优化提供了理论依据.
第二篇摘要范文：模块化六自由度机械臂逆运动学解算与验证
针对六自由度模块化串联机械臂,进行了正运动学求解,并提出了该种臂型的运动学逆解计算方法.从机械臂的结构特点出发,采用DH法进行结构建模,得到了正运动学模型.在逆运动学求解过程中,针对纯代数法找不到该种臂型的独立不相关变量方程的问题,采用几何方法求解机械臂前3个关节、后3个关节使用反变换法求解,通过给出解的组合原则,得到了该机械臂逆运动学的完整解析解.为满足机器人系统编程和实际控制需要,基于VC++编制了MFC的运动学算法程序,验证了正逆运动学求解的正确性,为机械臂精确定位和运动规划提供了必要的前提条件.
第三篇机械臂论文摘要：一种基于遗传算法的空间机械臂避障轨迹规划方法
针对空间机械臂系统的一系列特殊需求,提出了一种空间机械臂轨迹规划方法.假设机械臂在关节空间下存在一条可以用两段高次样条曲线分段描述、满足所有空间机械臂运动特性要求的理想轨迹.这两段样条轨迹之间的连接点参数能够影响两段样条函数在空间中的扭曲形状,从而使机械臂在遵从样条轨迹运动的同时避开所有障碍.首先建立理想轨迹的分段描述方程,将方程中的未知量用与中间点有关的参数进行描述,将不能够确定的中间点相关参数提取出来作为待定参数,从而将空间机械臂轨迹规划问题转变为一个多目标优化求解问题,其次应用遗传算法进行求解,在分析空间机械臂控制需求和障碍的笛卡儿空间描述的基础上,通过加权系数法建立关于笛卡儿空间机械臂末端轨迹长度、关节空间机械臂运动角度、运动过程中关节最大扭矩、机械臂总运动时间和碰撞情况的遗传算法适应度评定函数.最后应用遗传算法在关节空间下规划出一条无碰撞、动力学特性满足裕度要求、轨迹长度和运动时间较短的理想轨迹.另外,上述方法具有拓展性,通过多次分解轨迹求取中间点,能够使机械臂避开非常复杂的障碍.利用该方法在通过C语言建立的空间机械臂仿真平台上进行验证,结果表明该方法稳定、有效,生成的轨迹满足空间机械臂的性能要求.
第四篇机械臂论文摘要模板：七自由度冗余机械臂避障控制
基于冗余机械臂零空间的自运动特性,提出了一种新的七自由度冗余机械臂避障控制方法.该方法引入臂平面和避障面来参数化表达冗余机械臂的零空间运动,基于这种描述,利用人工势场法实现碰撞检测,根据检测结果得出的虚拟排斥力推导零空间运动方程,改进具有位置内环的逆动力学控制方法,使机械臂避障时的动态性能具有类似质量-阻尼系统的物理特性.该方法可以在控制末端执行器运动的同时实现冗余机械臂避障.为了验证所提出方法的性能,利用在轨自维护实验平台完成了实验.实验结果表明,机械臂与障碍物的最近距离大于40mm,末端执行器位置动态误差小于10mm,稳态误差小于2mm.这些结果显示,所提出的方法通过合理地自运动行为实现了冗余机械臂的避障控制,而且在避障过程中不影响末端执行器的操作.
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第五篇机械臂论文摘要怎么写：基于A~*算法的空间机械臂避障路径规划
针对空间机械臂在轨操作任务需求,提出一种基于A*算法的避障路径规划算法.根据机械臂和障碍物几何特征,对机械臂模型和障碍模型进行简化.通过研究机械臂本身所固有的几何特性,根据障碍物的位姿坐标,分析机械臂各杆件与障碍物发生碰撞的条件,进而求解空间机械臂的无碰撞自由工作空间.在此基础上,利用A*算法在空间机械臂的自由工作空间进行无碰撞路径搜索,实现了空间机械臂的避障路径规划.通过仿真试验验证了基于A*算法的空间机械臂避障路径规划算法的有效性与可行性.
第六篇摘要范文：六自由度机械臂控制系统设计与运动学仿真
机械臂作为机器人最主要的执行机构,对于它的研究有着重要的意义.机械臂系统包括机械、硬件、软件、算法这四个部分.各个部分都是紧密相联,需要互相协调来设计的.
课题主要开展了以下几个方面的工作:
首先,依据工作空间中机械臂抓持器要想达到任意位姿,至少需要六个自由度的结论,采用了六自由度链式关节的结构.根据自平衡机器人的尺寸设计了一套机械臂的结构方案,并通过各连杆的质量,采用静力学估算各个关节的力矩,从而选择与之匹配的电机.采用了一种基于CAN总线分布式的控制方案.将工控机和关节控制器挂在CAN总线上.工控机主要功能是对关节控制器进行监控,同时也完成机械臂运动学、轨迹规划方面算法的实现.关节控制器采用TI公司的TMS320LF2407 DSP,主要实现位置,速度和力矩伺服控制算法的实现.
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其次,采用标准的D-H建模方法,建立了机械臂的数学模型.对机械臂的正运动学进行了分析,采用解析法对关节角进行解耦运算,推导出了逆运动学的封闭解析解,并采用功率最省做为性能指标,确定了唯一解.使用基于Matlab平台下的Robotics Toolbox机器人工具箱对推导过程的正确性进行了验证与仿真.
再次,重点分析了机械臂在关节空间中轨迹规划的两种实现方法:三次多项式和五次多项式轨迹规划方法.仿真结果表明三次多项式轨迹规划方法计算量较小,但是不能保证角加速度连续,五次多项式轨迹规划方法计算量较大些,但能够保证角加速度的连续性,从而使电机平稳地运行.然后又在笛卡儿空间中对机械臂进行了轨迹规划,采用了空间直线和空间圆弧插补算法,详细地介绍了这两种轨迹计划的实现算法,并且对种插补算法进行了仿真实验.
最后,根据六自由度机械臂的构型,基于MFC框架类和OpenGL图形库,在VC++6.0开发平台上专门开发了一套适用于这种构型的三维仿真工具.仿真工具把运动学和轨迹规划算法融入了其中,有效地验证了机械臂数学模型以及正、逆运动学求解过程的正确性,并且对四种轨迹规划方法的效果做了直观的比较.有效地解决了运动学和轨迹规划分析结果不易验证以及在实际本体上试验成本较高的问题.
第七篇机械臂论文摘要范文：提高串联机械臂运动精度的关键技术研究
随着工业机器人的市场需求越来越大,各种类型的服务机器人层出不穷,挖掘串联机械臂的核心共性技术,探索国内外串联机械臂存在的问题并提供有效的解决方案是一项十分紧迫的任务.运动精度作为串联机械臂的一个重要性能指标,是机械臂完成操作任务的重要保证.随着机械臂应用环境的逐步复杂化,人们对机械臂的运动精度提出了更高的要求.但由于机械臂几何误差、环境噪声、振动干扰等原因导致机械臂实际的运动性能与期望的高精度运动性能相比还有较大的差距.因此,对提高串联机械臂的运动精度的关键技术展开研究具有非常重要的意义.
本文以六自由度串联机械臂作为研制对象和实验平台,采用理论分析、仿真和实验相结合的方法,以提高串联机械臂运动精度为目标,对其展开了较为全面的研究.内容包括：精度分析、运动学建模、轨迹规划和优化、控制系统的研制、参数标定及控制变量补偿和主动动态平衡的实现.
全文主要解决了串联机械臂精度提升的理论分析和技术实现两个基本问题,并在以下几个方面取得一些创新成果：
1、研究了串联机械臂轨迹优化算法.对关节轨迹的执行时间进行归一化处理,并在此基础上提出一种五阶关节运动轨迹插值算法,充分满足轨迹给定的约束条件,保证关节位置轨迹、速度轨迹和加速度轨迹的连续性.通过理论分析和仿真验证了关节轨迹的时间起点和执行时间对关节运动轨迹曲线的影响.在此基础上,以避免超调量、能耗最小、轨迹最平滑等指标作为优化目标,计算关节轨迹执行时间的最优解集.通过数值仿真,证明优化后的运动轨迹可有效避免位置轨迹的超调量、提高机械臂的工作效率,并且保证关节位置始终处于机械臂的运动空间.依据该方法构建多关节运动时间间隔的约束条件,并以此为基础完成串联机械臂多关节轨迹规划.
2、提出一套简单且实时性强的机械臂控制变量补偿方法以减少甚至消除机械臂的运动学误差.针对机械臂关节位置闭环控制系统提出一种配对交叉实数编码遗传算法,优化机械臂控制变量.同时,采用实时预测补偿控制方法,将关节位置期望输入信号以及根据位姿误差预测估计的控制变量补偿量作为控制系统的参考输入,优化关节位置闭环控制系统,对机械臂末端执行器的位姿误差进行补偿,以提升串联机械臂的绝对定位精度.在串联机械臂上进行的实验,结果表明该补偿策略可有效提高串联机械臂的运动精度.
3、为了减小机械振动对机械臂运动精度造成的影响,设计主动动态平衡机构抵消机械臂承受的振动力或振动力矩.详细介绍了实时的主动动态平衡技术.首先介绍一维力平衡机构,分析机构的动力学模型.在此基础上研究一维力矩平衡机构,分析旋转圆盘的主动动态平衡原理,将该平衡机构安装在串联机械臂上以实现机械臂一维力矩动态平衡.实验验证了该机构的动态性能以及其主动消振性能.最后,为了实现振动力和振动力矩的同时消除,设计一个紧凑、易安装的三自由度动态平衡机构.
论文为了满足串联机械臂严格的安装空间限制要求,将平衡机构设计为由三个独立运动的连杆构成.通过三个连杆旋转运动产生期望的转矩实现机械臂基座的力矩平衡,同时实时调整三个连杆在平面内的质心位置产生平衡力,从而同时实现机械臂基座的二维力以及一维力矩的动态平衡.采用拉格朗日方程对该机构的动力学进行分析,并计算平衡机构内部连杆的运动参数与其产生的平衡力以及平衡力矩的数学关系.在Matlab和Maple环境中进行数值仿真,验证了主动动态平衡机构的有效性、可靠性及灵活性.
第八篇机械臂论文摘要格式：空间站机械臂研究
空间极端环境下,大多数舱外活动必须借助于机械臂.机械臂是国际空间站的主要组成部分,其对空间站的在轨组装、外部维修以及运行起着至关重要的作用,同时机械臂可以减少航天员在舱外的工作时间和频率.通过对国际空间站成员国关于机械臂研究概况的介绍,包括航天飞机机械臂、空间站机械臂、欧洲机械臂、日本实验舱机械臂以及德国机械臂,为中国空间机械臂的设计提供参考.
第九篇机械臂论文摘要：基于人体工程学的仿人机械臂构型
针对仿人机械臂构型问题,提出一种新的筛选方法,并确定串联结构方式下最符合人臂特征的仿人机械臂构型.从人体解剖学的角度出发,分析人臂的运动机理,并结合人体测量学和机器人学相关原理构建6种不同的仿人机械臂构型.提出全局相对可操作度指标对不同构型进行灵活性分析,并采用可视化方法绘制出各构型的运动灵活性性能分布图.根据人臂的运动特性分析人臂的运动工作空间,将各构型仿人机械臂工作空间与其对比,从而筛选出串联方式下的最佳仿人机械臂构型.该结果为仿人机械臂的设计提供了理论依据,并为后续运动规划奠定了基础.
第十篇摘要范文：六自由度模块化机械臂的逆运动学分析
针对自主研发的六自由度(DOF)模块化机械臂,提出一种逆运动学求解方法.根据机械臂的结构特点和运动学约束,对机械臂的运动学进行分析.建立该类型机械臂的正运动学模型,得到了机械臂逆运动学的完整解析解.采用Denavit-Hartenberg(D-H)法对机械臂操作空间进行描述,在考虑机械臂运动学约束的基础上,得到以关节角度为变量的正运动学模型.通过分析正运动学模型的可解性,采用矩阵逆乘的解析法求解机械臂的正运动学模型,得到了该类机械臂逆运动学的完整解析解.通过仿真验证了正运动学模型及运动学逆解的正确性,运动学逆解可以用于机械臂末端执行器的精确定位和运动规划.
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机械臂引用文献:
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