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多关节柔性机器人手臂的精准控制与优化路径规划
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作者 杜凯育 《办公自动化》 2025年第3期109-111,共3页
在工业自动化和智能科技快速发展的背景下,多自由度柔性机械臂凭借高灵活性和适应能力在许多领域得到广泛应用。文章研究多关节柔性机械臂的精确操控与路径优化规划问题,详细分析该机械臂的构造特点及动力学模型,并建立相应模型,通过参... 在工业自动化和智能科技快速发展的背景下,多自由度柔性机械臂凭借高灵活性和适应能力在许多领域得到广泛应用。文章研究多关节柔性机械臂的精确操控与路径优化规划问题,详细分析该机械臂的构造特点及动力学模型,并建立相应模型,通过参数辨识提高模型准确度。针对控制需求,文章提出基于模型与数据驱动两种控制策略,并通过仿真验证这些算法效果。文章探讨路径规划问题,利用遗传算法和蚁群算法进行路径优化并进行仿真实验。 展开更多
关键词 多关节柔性机器人手臂 精准控制 优化路径规划 遗传算法
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篮球投篮机器人手臂运动轨迹优化方法研究
2
作者 王第亮 许思毛 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第2期170-173,178,共5页
篮球投篮机器人是对投篮动作进行规划和控制的机械装置,而手臂是机器人投篮过程中的关键部位。在投篮过程中,机器人手臂易发生非可抗振动,影响机器人投篮轨迹的参数起伏较大。提出了一种篮球投篮机器人手臂运动轨迹优化控制方法。该方... 篮球投篮机器人是对投篮动作进行规划和控制的机械装置,而手臂是机器人投篮过程中的关键部位。在投篮过程中,机器人手臂易发生非可抗振动,影响机器人投篮轨迹的参数起伏较大。提出了一种篮球投篮机器人手臂运动轨迹优化控制方法。该方法建立了篮球投篮机器人手臂的运动模型和反馈模型,获取投篮机器人在运动过程中的相关数据。以此为依据采用五次多项式插值方法,结合粒子群优化算法和迭代方法,优化控制篮球投篮机器人手臂运动轨迹。实验结果表明,所提方法能够有效优化控制机器人手臂运动轨迹,在运动过程中保持轨迹的角位移、角速度、角加速度和振动响应起伏稳定。 展开更多
关键词 机器人手臂运动轨迹 线性控制方法 卡尔曼滤波 五次多项式 粒子群优化算法 优化控制
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基于3D打印的机器人手臂无模快速铸造方法研究 被引量:1
3
作者 覃荣武 黄本锐 卢大林 《自动化应用》 2024年第12期32-34,37,共4页
随着制造技术的不断进步,传统的铸造方法非常繁琐且耗时,为此,提出了一种创新性的机器人手臂3D打印无模快速铸造方法。该方法将铸造与3D打印无模铸型制造工艺相结合,可获得精度高、质量高、轻巧的机器人手臂,有效提高机器人的负载能力... 随着制造技术的不断进步,传统的铸造方法非常繁琐且耗时,为此,提出了一种创新性的机器人手臂3D打印无模快速铸造方法。该方法将铸造与3D打印无模铸型制造工艺相结合,可获得精度高、质量高、轻巧的机器人手臂,有效提高机器人的负载能力和响应速度,同时,省去模具的制作环节,节约材料。 展开更多
关键词 3D打印 铸造 机器人手臂
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苹果采摘机器人手臂控制研究 被引量:17
4
作者 张志勇 何东健 +2 位作者 张建锋 黄铝文 姬红卫 《中国农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期78-82,共5页
为解决苹果采摘机器人机械手臂控制的稳定性问题,基于拉格朗日力学原理建立了机器人手臂数学模型,设计了机器人手臂控制器。根据控制需要将机器人手臂的控制区域化分为伸展区域和采摘区域:伸展区采用基于正弦和斜坡函数的控制策略向机... 为解决苹果采摘机器人机械手臂控制的稳定性问题,基于拉格朗日力学原理建立了机器人手臂数学模型,设计了机器人手臂控制器。根据控制需要将机器人手臂的控制区域化分为伸展区域和采摘区域:伸展区采用基于正弦和斜坡函数的控制策略向机器人手臂系统输入能量,以保证机械人手平滑地到达采摘区;采摘区采用线性模型分析机器人手臂在该区附近运动规律,判断系统的可控性,设计出线性模型的二次最优控制策略(LQR)。仿真结果表明:该控制器使得苹果采摘机器人手臂到达采摘区后的稳定时间≤2 s,满足控制器设计的精度要求,可完成自然光照下对成熟苹果的采摘。 展开更多
关键词 苹果机器人手臂 拉格朗日 采摘 LQR控制器
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基于MATLAB的模块化机器人手臂运动学算法验证及运动仿真 被引量:8
5
作者 李宪华 郭永存 +1 位作者 张军 郭帅 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2013年第6期1682-1684,1704,共4页
针对由模块化关节构成的六自由度串联机器人手臂,采用DH法对手臂的操作空间进行了描述,得到了正运动学模型;采用欧拉角表示手臂姿态,得到了包含六个参数的用于表示手臂位姿的完备广义坐标,并对欧拉角的几何关系进行了分析。针对SolidWo... 针对由模块化关节构成的六自由度串联机器人手臂,采用DH法对手臂的操作空间进行了描述,得到了正运动学模型;采用欧拉角表示手臂姿态,得到了包含六个参数的用于表示手臂位姿的完备广义坐标,并对欧拉角的几何关系进行了分析。针对SolidWorks虽然实体建模简洁方便但计算并非其强项的缺点,编写相应接口程序,将建立的手臂三维实体模型保留几何约束关系简化后导入MATLAB软件。基于MATLAB编写正逆运动学算法验证程序以及连杆驱动程序,实现了手臂的仿真运动。通过仿真,不仅更进一步验证了手臂正逆运动学解算的正确性,而且非常直观地看出手臂末端在空间中运行的路径以及各关节的动作情况。机器人手臂正逆运动学算法正确性的验证及运动仿真为手臂的精确定位及其路径规划提供了必要的保证。 展开更多
关键词 模块化 机器人手臂 正逆运动学 算法验证 运动仿真
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机器人手臂控制系统的设计与研究 被引量:11
6
作者 吴学礼 刘浩南 许晴 《河北科技大学学报》 CAS 2014年第4期361-365,共5页
机器人在工业上已经取得了非常大的进步,尤其是视觉传感器的应用对于机器人的智能化有很大的帮助。基于DMC5480运动控制卡,通过视觉处理系统实现了RS232串行通信,设计了一套可识别机器人手臂的精准定位系统,详细研究了控制系统硬件,规... 机器人在工业上已经取得了非常大的进步,尤其是视觉传感器的应用对于机器人的智能化有很大的帮助。基于DMC5480运动控制卡,通过视觉处理系统实现了RS232串行通信,设计了一套可识别机器人手臂的精准定位系统,详细研究了控制系统硬件,规划了控制系统控制策略,编写了上位机操作软件。最后设计了一套带视觉识别的象棋机器人手臂。实验结果表明,机器人手臂可以代替人手功能在工作区域内沿任意轨迹运动。 展开更多
关键词 视觉识别 机器人手臂 DMC5480运动控制卡 伺服控制
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基于时变萤火虫群算法的冗余机器人手臂逆解 被引量:16
7
作者 罗天洪 陈才 李富盈 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期576-582,共7页
为了解决冗余机器人手臂逆解中存在的计算量大和求解精度不高等问题,提出一种基于时变萤火虫群优化算法的解决方法,该算法基于萤火虫群算法进行演变,根据萤火虫与领域内所有萤火虫个体间的最小距离改变而时变步长,时变步长原理基于黄金... 为了解决冗余机器人手臂逆解中存在的计算量大和求解精度不高等问题,提出一种基于时变萤火虫群优化算法的解决方法,该算法基于萤火虫群算法进行演变,根据萤火虫与领域内所有萤火虫个体间的最小距离改变而时变步长,时变步长原理基于黄金比分割法,增强了算法的动态适应性。引入Boltzmann选择机制,实时动态调整搜索过程中移动方向与位置以及求解过程中的选择压力。通过对4个测试函数仿真实验证明,该算法简单有效、稳定性好、求解精度高,在机器人手臂逆解求解应用中,能够有效提高精度和稳定性。 展开更多
关键词 时变萤火虫群算法 黄金比分割 模拟退火 冗余机器人手臂
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分数阶模糊自抗扰的机器人手臂跟踪控制 被引量:7
8
作者 刘红艳 周彦 母三民 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第5期892-897,共6页
为了解决传统控制方法在处理机器人手臂多关节运动轨迹控制问题时的精度低、稳态误差大、响应速度慢等缺点,提出一种基于分数阶模糊自抗扰控制器的机器人手臂轨迹跟踪控制方法:利用跟踪微分器,实现关节速度和加速度的无传感器提取;采用... 为了解决传统控制方法在处理机器人手臂多关节运动轨迹控制问题时的精度低、稳态误差大、响应速度慢等缺点,提出一种基于分数阶模糊自抗扰控制器的机器人手臂轨迹跟踪控制方法:利用跟踪微分器,实现关节速度和加速度的无传感器提取;采用分数阶PID控制器,实现本质上为分数阶系统的机器人手臂的无差控制;利用模糊控制,实现分数阶PID参数的实时优化,提高系统整体控制性能。通过仿真实验对比了所提方法与传统PID控制器的控制性能,MATLAB/SIMULINK中的仿真结果表明,提出的控制器在轨迹跟踪的响应速度和稳态误差等方面具有非常明显的优越性。 展开更多
关键词 机器人手臂 轨迹跟踪 分数阶模糊自抗扰控制 传感器 稳态误差
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服务机器人手臂轨迹规划的研究 被引量:6
9
作者 徐新虎 李桂琴 +1 位作者 王燕 金国军 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第2期144-146,共3页
利用D-H法建立坐标系、Matlab软件求解正逆方程和插值法处理关节变量来研究服务机器人手臂5个关节空间的轨迹规划问题,实验表明,这种轨迹规划方法是准确和可行的。通过对该方法分析,指出其实现轨迹规划的一般步骤和优缺点,最后展望该轨... 利用D-H法建立坐标系、Matlab软件求解正逆方程和插值法处理关节变量来研究服务机器人手臂5个关节空间的轨迹规划问题,实验表明,这种轨迹规划方法是准确和可行的。通过对该方法分析,指出其实现轨迹规划的一般步骤和优缺点,最后展望该轨迹规划法的研究发展方向。 展开更多
关键词 修改的D-H法 MATLAB 正逆解方程 机器人手臂 轨迹规划
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煤矿抢险机器人手臂的刚柔耦合仿真研究 被引量:4
10
作者 于蓬 张为春 王晓 《煤矿机械》 北大核心 2010年第12期62-64,共3页
分别用Pro/E软件和ANSYS软件建立某煤矿抢险机器人手臂的刚性体模型和柔性体零件模型,在ANSYS软件中得到刚柔耦合模型并进行了仿真分析。结果表明刚柔耦合模型的仿真效果优于传统的刚体模型,所得结论为该款机器人手臂的改进提供了依据。
关键词 机器人手臂 虚拟样机 仿真分析 刚柔耦合
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五自由度机器人手臂运动学研究 被引量:10
11
作者 赵艳云 方漪 聂江武 《科学技术与工程》 2009年第6期1571-1573,1583,共4页
依据五自由度机器人手臂模型,用常规的D-H表示法建立了各连杆间关节坐标系,并写出了手臂末端执行器相对于基础坐标系空间描述的运动学方程,利用代数法依次求解出逆运动学方程,完成了对机器人手臂的运动学分析。
关键词 机器人手臂 五自由度 D-H表示法 运动学
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基于专家控制调整的机器人手臂系统模糊控制器设计 被引量:2
12
作者 李芃 曾昭龙 李文秀 《工程设计学报》 CSCD 2003年第6期326-329,共4页
对一种复杂的控制系统,简单的模糊控制器不能形成很好的控制效果.将专家知识应用到模糊控制器上,构成一种综合集成的智能专家模糊控制器.采用一种直接对隶属度函数参数进行矩阵式个体编码的遗传算法,对模糊控制器中隶属函数进行寻优,大... 对一种复杂的控制系统,简单的模糊控制器不能形成很好的控制效果.将专家知识应用到模糊控制器上,构成一种综合集成的智能专家模糊控制器.采用一种直接对隶属度函数参数进行矩阵式个体编码的遗传算法,对模糊控制器中隶属函数进行寻优,大大提高了系统的控制效果,同时由于专家知识的引入改善了系统对环境和机构参数变化的适应性. 展开更多
关键词 专家系统 模糊控制器 设计 遗传算法 机器人手臂 控制系统
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自动包装机机器人手臂系统建模 被引量:2
13
作者 徐伟君 邵陆寿 +1 位作者 王川 刘后广 《包装与食品机械》 CAS 2006年第6期14-17,共4页
包装机械自动化水平日益提高,为了实现各种复杂的包装,利用机器人手臂模拟人手的运动已日益迫切。论文运用了基于插值样条函数的轨迹规划法,机器人手臂拉格朗日动力学方程建立了系统数学模型,为自动包装机机器人手臂系统设计提供了新思路。
关键词 自动包装机机器人手臂 建模 轨迹规划 拉格朗日动力学方程
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抢险机器人手臂机液耦合仿真分析 被引量:5
14
作者 于蓬 张为春 +1 位作者 裴宝浩 马兵兵 《液压气动与密封》 2011年第6期29-33,共5页
对某抢险机器人手臂驱动液压缸的液压回路进行了设计和简化,在ADAMS中建立机液耦合虚拟样机模型,对一个完整的工况进行了仿真,得到了各组液压缸的长度曲线、运动速度曲线及受力曲线,为液压系统的改进提供了理论依据。
关键词 机器人手臂 虚拟样机 仿真分析 机液耦合
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基于OpenGL乒乓球机器人手臂分解加速度仿真 被引量:1
15
作者 汤志贵 冉庆泽 +2 位作者 张学锋 陈业斌 赵帼英 《安徽工业大学学报(自然科学版)》 CAS 2014年第2期167-172,共6页
为提高6自由度乒乓球机器人手臂的击球命中率,在Windows框架下,利用OpenGL和C++的混合编程建立了机器人手臂模型,并运用分解加速度控制算法和函数插值算法对机械手臂末端进行轨迹规划控制,实现了手臂末端沿直线和抛物线2种轨迹运动。仿... 为提高6自由度乒乓球机器人手臂的击球命中率,在Windows框架下,利用OpenGL和C++的混合编程建立了机器人手臂模型,并运用分解加速度控制算法和函数插值算法对机械手臂末端进行轨迹规划控制,实现了手臂末端沿直线和抛物线2种轨迹运动。仿真结果表明,分解加速度控制算法能够提高手臂击球的命中率。 展开更多
关键词 乒乓球机器人手臂 分解加速度控制 OPENGL 抛物线 仿真
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RBFNN结合自适应边界的机器人手臂轨迹跟踪控制系统设计 被引量:1
16
作者 王明斐 刘丹 海本斋 《计算机测量与控制》 2015年第6期1947-1950,共4页
针对机器人手臂动态模型中存在动态不确定性问题,提出一种结合径向基函数神经网络(RBFNN)和自适应边界控制的机械臂轨迹跟踪方法;利用RBF神经网络在线学习系统中现有的结构化和非结构化不确定性,近似补偿未知动态部分;利用自适应边界... 针对机器人手臂动态模型中存在动态不确定性问题,提出一种结合径向基函数神经网络(RBFNN)和自适应边界控制的机械臂轨迹跟踪方法;利用RBF神经网络在线学习系统中现有的结构化和非结构化不确定性,近似补偿未知动态部分;利用自适应边界来估计非结构化不确定性上的未知边界和神经网络重建误差;通过加权矩阵产生的李雅普诺夫函数证明了该系统具有渐进稳定性;利用三自由度机械臂进行实验,结果表明,相比FFNN控制器,提出的控制器的跟踪误差改进了3-7倍,稳态误差改进了100-1000倍. 展开更多
关键词 轨迹跟踪 RBF神经网络 自适应边界 控制器 三自由度 机器人手臂
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画像机器人手臂运动学研究 被引量:1
17
作者 满翠华 范迅 李成荣 《起重运输机械》 北大核心 2007年第3期68-70,共3页
关键词 机器人手臂 运动学 机构设计 机器人技术 类人机器人 多自由度 人类 模仿
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STM32的医疗康复机器人手臂控制系统 被引量:4
18
作者 郭志阳 陈学英 《单片机与嵌入式系统应用》 2015年第12期66-69,共4页
医疗康复机器人是近年出现的一种新型机器人,主要功能是帮助患者完成各种运动功能恢复训练。为此提出通过STM32微控制器控制无刷直流电机来控制机器手臂的运转,并通过Simulink建立PID模型,运用XPC_Target和控制板进行通信,以此得到电机... 医疗康复机器人是近年出现的一种新型机器人,主要功能是帮助患者完成各种运动功能恢复训练。为此提出通过STM32微控制器控制无刷直流电机来控制机器手臂的运转,并通过Simulink建立PID模型,运用XPC_Target和控制板进行通信,以此得到电机在调速过程中合适的PID参数,使机器手臂在运转的过程中更加平滑。实际的临床试验操作证明,该系统能够较好地完成手臂的医疗康复训练。 展开更多
关键词 医疗康复机器人手臂 STM32 PID SIMULINK IR2130
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基于OpenGL航空工业机器人手臂运动学仿真 被引量:1
19
作者 陈卫华 李勇君 《机床与液压》 北大核心 2015年第21期109-112,共4页
以两种航空工业机器人(SCARA/PUMA)为研究对象,将其三维模型转换为STL文件。通过分析该三维模型的STL文件,研究数据存放的规律。在VS 2003的MFC中加载OpenGL的图形编程库,读取并显示STL文件中的机器人模型。根据机器人建模知识,进行运... 以两种航空工业机器人(SCARA/PUMA)为研究对象,将其三维模型转换为STL文件。通过分析该三维模型的STL文件,研究数据存放的规律。在VS 2003的MFC中加载OpenGL的图形编程库,读取并显示STL文件中的机器人模型。根据机器人建模知识,进行运动学仿真,实现驱动模型实时显示功能。该方法对机器人手臂运动学分析有一定的通用性,为航空产品加工、制造及维护提供参考。 展开更多
关键词 三维模型 OPENGL 机器人手臂 运动学仿真
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执行器饱和约束下机器人手臂的最优容错控制 被引量:2
20
作者 雷根平 王艳丽 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2022年第3期29-34,共6页
为了提高机器人手臂系统在饱和约束和电机故障下的控制精度,提出了一种最优容错控制策略。首先建立了机器人手臂故障模型,然后设计了故障观测器对故障值进行估计,并提出包含电机故障与饱和约束的性能指标,最终利用神经网络准确估计出性... 为了提高机器人手臂系统在饱和约束和电机故障下的控制精度,提出了一种最优容错控制策略。首先建立了机器人手臂故障模型,然后设计了故障观测器对故障值进行估计,并提出包含电机故障与饱和约束的性能指标,最终利用神经网络准确估计出性能指标,从而得到了最优容错控制策略。MATLAB环境下仿真结果表明,所设计的最优容错控制策略与自适应容错控制方法相比具有更优的控制效果,能够在0.2 s内稳定跟踪指令信号,最大跟踪误差仅为0.9°,同时输出力矩始终满足饱和约束要求,所设计的故障观测器能够在0.2 s内准确估计出故障值,最大估计误差仅为0.2 N·m,大幅提高了机器人手臂系统的控制精度。 展开更多
关键词 机器人手臂 执行器饱和约束 电机故障 故障观测器 最优容错控制
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