機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的案例
三自由度機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析+仿真 ￥40
=trans( JD(2)+pi/2, 0, 0, pi/2);
T23 =trans( JD(3), 0.328, 0, 0);
T06 =T01*T12*T23;
End
1.%2.%3 機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題采用矩陣逆乘方法進(jìn)行求解，如下所示：
1.
六軸機(jī)械臂（帶抓手）運(yùn)動(dòng)學(xué)分析+軌跡規(guī)劃 ￥52
1正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
采用標(biāo)準(zhǔn)的D-h法進(jìn)行機(jī)械腿模型分析：
D-h表如下
（2）通過(guò)（1）求解出機(jī)器人各位姿變換矩陣后，求解機(jī)器人手臂變換矩陣。通過(guò)matlab 計(jì)算，寫出機(jī)器人末端位置。
[機(jī)器人學(xué)習(xí)]-樹(shù)莓派6R機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 ￥20
1正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
采用標(biāo)準(zhǔn)的D-h法進(jìn)行機(jī)械腿模型分析：
D-h表如下
（2）通過(guò)（1）求解出機(jī)器人各位姿變換矩陣后，求解機(jī)器人手臂變換矩陣。通過(guò)matlab 計(jì)算，寫出機(jī)器人末端位置。
五自由度機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析（三轉(zhuǎn)動(dòng)+兩移動(dòng)自由度） ￥30
驗(yàn)證了正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的正確性。
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matlab與Adams的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)驗(yàn)證
1、Adams的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
在Adams中建立機(jī)械臂模型，如圖1所示，箭頭為機(jī)械臂末端執(zhí)行器的初始位置。
圖1 初始位置
2、Matlab編寫運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
通過(guò)機(jī)械臂幾何信息建立機(jī)械臂的DH參數(shù)
α
θ
a
d
1
0
0
0
0
2
0
0
300
0
3
0
0
200
0
圖2 DH參數(shù)
根據(jù)DH參數(shù)利用matlab編寫運(yùn)動(dòng)學(xué)程序，程序如圖3所示
圖3 matlab程序
3、運(yùn)動(dòng)學(xué)驗(yàn)證
運(yùn)行程序得出初始位置如圖4所示，
圖4 計(jì)算的初始位置
Adams中初始位置信息，如圖5所示
圖5 Adams初始位置
改變機(jī)械臂的θ值再次進(jìn)行驗(yàn)證如圖6所示，驗(yàn)證成功。
展開(kāi) 基于模仿學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)技能獲取
再次，進(jìn)行了基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)技能獲取研究，通過(guò)與環(huán)境交互自主學(xué)習(xí)策略。針對(duì)機(jī)器人操作任務(wù)，提出一種基于物體構(gòu)形匹配（Objects configurationmatching）的通用的獎(jiǎng)賞函數(shù)設(shè)計(jì)方法，根據(jù)向量相似性度量方法計(jì)算物體目標(biāo)構(gòu)形和當(dāng)前構(gòu)形的相似性，構(gòu)建即時(shí)獎(jiǎng)賞為關(guān)于該相似性的函數(shù)。以 Actor-Critic 算法為主體結(jié)構(gòu)搭建了機(jī)械臂強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型，結(jié)合設(shè)計(jì)的獎(jiǎng)賞函數(shù)學(xué)習(xí)優(yōu)化技能策略。
圖2 強(qiáng)化學(xué)習(xí)部分訓(xùn)練過(guò)程
最后，針對(duì)上述方法搭建了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的硬件系統(tǒng)包括 UR5 機(jī)械臂、氣動(dòng)二指手抓、Kinect V2 深度攝像頭等；軟件系統(tǒng)由ROS 機(jī)器人操作系統(tǒng)、MoveIt!運(yùn)動(dòng)規(guī)劃庫(kù)、Matlab、pytorch神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)框架等組成。設(shè)置了堆疊積木任務(wù)和 Pick and Place任務(wù)，驗(yàn)證了本文RGBD-ID 方法、模仿學(xué)習(xí)模型和強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型用于機(jī)械臂獲取運(yùn)動(dòng)技能的有效性和可行性。
圖3 機(jī)器人堆積木模仿學(xué)習(xí)過(guò)程
3、研究結(jié)論
針對(duì)機(jī)器人智能化的需求，進(jìn)行了基于模仿學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)技能獲取的研究。提出了一種人-圖像交互式示教方法，一種基于 LSTM 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模仿學(xué)習(xí)框架，開(kāi)展了機(jī)械臂強(qiáng)化學(xué)習(xí)獲取技能的工作。針對(duì)工作過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，不斷遞進(jìn)的提出解決方案。最終，通過(guò)堆疊積木任務(wù)和 Pick and Place 任務(wù)驗(yàn)證了方法的有效性，提高了機(jī)械臂的學(xué)習(xí)能力。
展開(kāi) 基于機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析的多噴頭3D打印機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)研究
摘 要：針對(duì)目前3D打印機(jī)打印回轉(zhuǎn)體類型零件速度慢、插補(bǔ)復(fù)雜、效率低等缺陷，設(shè)計(jì)一種3D打印機(jī)，由底座、行星齒輪組、Z軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、橫向絲杠機(jī)構(gòu)和料架等組成。通過(guò)ADAMS仿真軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)虛擬仿真分析。3D打印機(jī)可通過(guò)增加打印噴頭數(shù)量來(lái)提高打印速度。通過(guò)對(duì)多噴頭的協(xié)作打印方案進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真模擬計(jì)算，得到運(yùn)動(dòng)學(xué)特性。通過(guò)對(duì)比分析不同時(shí)刻的末端執(zhí)行器的速度、加速度和受力情況，驗(yàn)證3D打印機(jī)機(jī)械機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可行性。相比于傳統(tǒng)3D打印機(jī)，該打印機(jī)對(duì)于回轉(zhuǎn)體零件的打印效率顯著提高。
關(guān)鍵詞：3D打印機(jī);ADAMS;FDM;柱坐標(biāo);多噴頭;
3D Systems公司創(chuàng)始人Hull首次申請(qǐng)立體光刻技術(shù)以來(lái)，3D打印機(jī)開(kāi)始蓬勃發(fā)展。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于3D打印機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷探索與研究，許多不同類型和結(jié)構(gòu)的打印機(jī)逐漸被使用[1,2]。至今已有熔融沉積成型（FDM）、光固化成型（SLA）、三維粉末粘接（3DP）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）和無(wú)模鑄型制造技術(shù)（PCM）等3D打印機(jī)工藝。而Stratasys公司創(chuàng)始人Crump研發(fā)FDM工藝的3D打印機(jī)憑借著維護(hù)成本低，構(gòu)造原理較為簡(jiǎn)單和使用便利等特點(diǎn)被大范圍應(yīng)用[3,4,5]。其中，Bowyer改進(jìn)了串聯(lián)機(jī)構(gòu)立體式3D打印機(jī)，方向靈活，易于控制但打印精度較低，需要同時(shí)控制工作臺(tái)和打印頭才能實(shí)現(xiàn)打印。后有學(xué)者鑒于串聯(lián)所產(chǎn)生的一系列問(wèn)題申請(qǐng)了基于Delta并聯(lián)機(jī)械結(jié)構(gòu)的3D打印機(jī)專利，提高打印精度與質(zhì)量，但由于結(jié)構(gòu)的局限性，打印回轉(zhuǎn)體類型程序復(fù)雜，控制較為困難[6]。機(jī)械臂3D打印技術(shù)可以多個(gè)自由度快速打印，可見(jiàn)該技術(shù)對(duì)編程要求極高[7,8,9,10]。
展開(kāi) 并聯(lián)機(jī)械手爪運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 ￥32
2.4.3 基于Robotics Toolbox的工具箱的模型檢測(cè)
上文中，我們已經(jīng)對(duì)采摘機(jī)器手爪運(yùn)動(dòng)學(xué)理論模型進(jìn)行了創(chuàng)建，接下來(lái)要用MATLAB軟件中的機(jī)器人工具箱對(duì)創(chuàng)建好的采摘機(jī)器手爪運(yùn)動(dòng)學(xué)理論模型進(jìn)行校驗(yàn)。
2.4.4 對(duì)象模型創(chuàng)建
運(yùn)用MATLAB軟件的Link函數(shù)將上文采摘機(jī)器手爪已確立的主要參數(shù)代入完成整個(gè)模型建模。Link函數(shù)格式如下：
L=Link([theta,d,a,alpha]) (2.8)
該式中，theata為關(guān)節(jié)角；d為連桿偏距；a為連桿長(zhǎng)度；alpha為連桿轉(zhuǎn)角。通過(guò)表2.7的D-H參數(shù)，在MATLAB中編寫的程序如下圖2.8所示：
圖2.8 Link函數(shù)程序
采摘機(jī)器手爪的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真模型由該程序代碼在MATLAB軟件中運(yùn)行得出，其模型如下圖2.9所示：
圖2.9 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
2.4.5 運(yùn)動(dòng)模型驗(yàn)證
上文已將完成了對(duì)采摘機(jī)器手爪運(yùn)動(dòng)學(xué)理論模型的建立。通過(guò)設(shè)定θ值的大小，可改變機(jī)械手姿態(tài)和得到對(duì)應(yīng)的末端位置坐標(biāo)。對(duì)采摘機(jī)器手爪的運(yùn)動(dòng)理論模型驗(yàn)證是通過(guò)理論模型得到與由矩陣計(jì)算得到的兩個(gè)末端位置進(jìn)行比較判斷。設(shè)定運(yùn)動(dòng)模型的起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)：
代入公式中求得的采摘機(jī)器手爪末端位置坐標(biāo)與采摘機(jī)器手爪運(yùn)動(dòng)模型的末端位置坐標(biāo)相等，證明了采摘機(jī)器手爪正向運(yùn)動(dòng)學(xué)求解方程正確，模型姿態(tài)如下圖2.10。
（a）起始姿態(tài)
（b）結(jié)束姿態(tài)
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三維模型+word仿真源文件下載見(jiàn)收費(fèi)內(nèi)容
展開(kāi) 基于ADAMS的助老起升裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析
昆明市養(yǎng)老機(jī)構(gòu)老年人跌倒相關(guān)因素及運(yùn)動(dòng)干預(yù)研究 ［D］．昆明: 云南師范大學(xué)，2021．
［2］ 雷中貴，傅珈豫，周闖，等．老年人輔助站立椅運(yùn)動(dòng)安全性研究 ［J］．軟件，2018，39( 10) : 121－125．
［3］ 董緒斌，劉曉飛，周小龍，等．多功能床椅一體化助老機(jī)器人機(jī)械 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］． 北 華 大 學(xué) 學(xué) 報(bào)( 自 然 科 學(xué) 版) ，2022，23 ( 1) : 126－132．
［4］ 王淑坤，陳 輝，黃玉德，等．一種多功能智能輪椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿 真分析［J］．機(jī)械傳動(dòng)，2019，43( 1) : 40－43+63．
［5］ 芮 進(jìn)．具有平移功能的變形輪椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［D］．蘇州: 蘇州大 學(xué)，2019．
［6］ 張 彥．基于 ADAMS 的下肢康復(fù)訓(xùn)練坐姿調(diào)節(jié)的仿真分析［J］． 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)( 自然科學(xué)版) ，2019，42( 12) : 1615－1619．
［7］ 牛清娜，楊立潔，尹冬晨．基于 ADAMS 的液壓支架四連桿機(jī)構(gòu)優(yōu) 化設(shè)計(jì)［J］．煤礦機(jī)械，2017( 3) : 156－157．
［8］ 劉 靜，林 沖，郭世財(cái)．基于 ADAMS 和 ANSYS 的機(jī)械臂剛?cè)?耦合運(yùn)動(dòng)學(xué)分析［J］．機(jī)床與液壓，2020，48( 17) : 25－28．
［9］ 劉明亮，朱海清，李 超．基于 ADAMS 的安全閥自動(dòng)上料機(jī)械 手運(yùn)動(dòng)學(xué)研究［J］．輕工機(jī)械，2020，38( 6) : 19－23．
［10］ 任 昭．基于 ADAMS 的三軸數(shù)控運(yùn)動(dòng)平臺(tái)仿真分析［J］．機(jī)床 與液壓，2016，44( 8) : 17－20．
文章來(lái)源：機(jī)械研究與應(yīng)用
展開(kāi) 振動(dòng)篩分機(jī)械動(dòng)力學(xué)分析 附機(jī)械動(dòng)力學(xué)第2版下載
比如振動(dòng)給料機(jī)、振動(dòng)篩分設(shè)備，兩者均是利用振動(dòng)原理達(dá)到某種工藝需求的振動(dòng)篩分機(jī)械。
振動(dòng)篩分機(jī)械是改革開(kāi)放以來(lái)得到迅速發(fā)展的一種新型機(jī)械，目前已廣泛用于采礦、冶金、石油化工、水利電力、建筑、交通運(yùn)輸和鐵路等工業(yè)部門中，用于完成各種不同的工藝過(guò)程。隨著篩分機(jī)械向大型化、重型化和高振動(dòng)強(qiáng)度方向發(fā)展，設(shè)備故障頻發(fā)，已嚴(yán)重制約著該類設(shè)備的制造與生產(chǎn)，于是對(duì)于篩分機(jī)械的動(dòng)力學(xué)理論分析及其如何指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐的研究日益引起人們的高度重視。
2動(dòng)力學(xué)分析
2.1篩分機(jī)械的性能參數(shù)
篩分機(jī)械的主要性能參數(shù)包括：篩面傾角ɑ、拋射角δ、振幅A、振動(dòng)角β，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n，角速度ω、激振器偏心質(zhì)量m0、偏心半徑r、減振架的質(zhì)量M1、篩箱的質(zhì)量M2等，這些原始設(shè)計(jì)參數(shù)有的是基本參數(shù)，有的是過(guò)程參數(shù)和標(biāo)稱參數(shù)，過(guò)程參數(shù)和標(biāo)稱參數(shù)可通過(guò)基本參數(shù)計(jì)算得來(lái)，下面以典型的雙箱式直線振動(dòng)篩為例介紹各種性能參數(shù)的分析及計(jì)算。
展開(kāi) 雙足溜冰機(jī)器人運(yùn)動(dòng)原理與運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
針對(duì)機(jī)器人自由度較多,不存在固
定基座,常規(guī)的方法不宜進(jìn)行其運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的困難,引入右腳等效滾輪相對(duì)于參考坐標(biāo)系的坐
標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣,建立了雙足溜冰機(jī)器人統(tǒng)一的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,推導(dǎo)了機(jī)器人正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)公式。通過(guò)
步態(tài)規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了運(yùn)動(dòng)學(xué)模型及其推導(dǎo)公式的正確性。
雙足溜冰機(jī)器人運(yùn)動(dòng)原理與運(yùn)動(dòng)學(xué)分析.pdf
案例19 挖掘機(jī)臂裝配體的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析
下圖顯示了在兩種瞬態(tài)分析情況下，翻斗相對(duì)于框架的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)在兩種情況下幾乎相同。
上述兩個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)圖證明挖掘機(jī)臂裝配體建模為剛體-柔性體的組合，動(dòng)態(tài)行為是一樣的。當(dāng)在分析中包含柔性體時(shí)，將裝配體看成包含的都是剛體，然后建模，保證在剛體動(dòng)力學(xué)求解器中連接副都被正確定義，這樣能讓工程師聚焦于其他事情。
當(dāng)連接桿轉(zhuǎn)為柔性的時(shí)候，可以評(píng)估其應(yīng)力和變形場(chǎng)，下圖顯示了當(dāng)連接桿建模為柔性體時(shí)的變形：
連接桿用SOLID185單元和CMS超單元建模時(shí)在第25s時(shí)的等效應(yīng)力比較：
兩種情況的分析時(shí)間對(duì)比：
表格和其他討論的結(jié)果強(qiáng)調(diào)了一些本質(zhì)分析的考慮：
1. 將多體系統(tǒng)的所有部分都看成剛體，并驗(yàn)證其動(dòng)力學(xué)性能是很有必要的，因?yàn)閯傮w分析所需的時(shí)間和計(jì)算資源很小，你可以使用剛體動(dòng)力學(xué)求解器。
2. 將柔性體用CMS超單元建模能顯著地減少計(jì)算時(shí)間
3. 當(dāng)裝配體中的柔性體建模為3D有限單元時(shí)，分析需要更多的計(jì)算時(shí)間，因?yàn)樽杂啥仍黾恿恕Ｈ欢@樣的分析只有在柔性體經(jīng)歷大變形或者是非線性材料或者有非線性幾何效應(yīng)時(shí)才采用。
建議
要對(duì)多體系統(tǒng)進(jìn)行類似的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，請(qǐng)考慮以下提示和建議：
• 通過(guò)將所有零件建模為通過(guò)關(guān)節(jié)相互連接的剛體，確保模型的運(yùn)動(dòng)和行為在運(yùn)動(dòng)學(xué)上一致。可以使用剛性動(dòng)力學(xué)求解器（在ANSYS Mechanical中提供）來(lái)執(zhí)行此操作。
• 通過(guò)選擇具有相似行為的連接副，放松連接副造成的過(guò)度約束。如果某些約束被認(rèn)為是不必要的，請(qǐng)使用球副或圓柱形副而不是旋轉(zhuǎn)副。
• 在建模柔性零件時(shí)，逐步建立模型，并驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)和行為與預(yù)期行為一致。
• 僅當(dāng)需要有關(guān)應(yīng)力和變形場(chǎng)的詳細(xì)信息時(shí)，才使用零件的完整建模。
展開(kāi) 基于simsolid和AnsysWorkbench齒輪夾臂機(jī)構(gòu)靜力學(xué)分析對(duì)比
某種AGV使用的夾臂機(jī)構(gòu)，需求（1）不使用時(shí)，可收縮回結(jié)構(gòu)內(nèi)，使用時(shí)，可完全支撐汽車輪胎的重量（2）同時(shí)保證在AGV緊急制動(dòng)時(shí)，輪胎不會(huì)沖出夾臂結(jié)構(gòu)。鑒于上述功能及和空間布置要求，初步方案設(shè)計(jì)采用齒輪結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)滿足上述要求。其結(jié)構(gòu)如圖（1）、圖（2）所示。
圖1 不使用時(shí)收縮回結(jié)構(gòu)內(nèi)
圖2 使用時(shí)伸出支撐輪胎
本文分別采用Ansys Workbench和simsold，在邊界條件相同狀態(tài)下，對(duì)此機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析，分析夾臂機(jī)構(gòu)伸出時(shí)，齒輪的表面接觸應(yīng)力和夾臂的彎曲應(yīng)力；同時(shí)對(duì)比兩個(gè)軟件應(yīng)力和形變數(shù)值，為后續(xù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中采用simsolid進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析提供參考。
一、邊界條件、材料等相關(guān)設(shè)定
夾臂機(jī)構(gòu)采用常用結(jié)構(gòu)鋼材料。下圖為夾臂機(jī)構(gòu)的約束、載荷、接觸的設(shè)定。圖3夾臂機(jī)構(gòu)的約束條件、圖4為夾臂機(jī)構(gòu)的載荷施加、圖5為各齒輪間接觸設(shè)置，摩擦系數(shù)設(shè)置為0.1。
圖3 夾臂機(jī)構(gòu)邊界條件
圖4 夾臂機(jī)構(gòu)邊界條件
圖5 接觸設(shè)置
二、兩軟件分析設(shè)置對(duì)比
2.1 AnsysWorkben軟件設(shè)置
（1）網(wǎng)格設(shè)置：設(shè)置網(wǎng)格單元尺寸為5mm。
（2）接觸設(shè)置：齒輪間采用摩擦副接觸，摩擦系數(shù)設(shè)置為0.1，采用拉格朗日計(jì)算公式等如下圖
圖6 摩擦副接觸設(shè)置
圖7 摩擦副接觸設(shè)置
（3）齒輪的軸承約束設(shè)置
圖8 軸承約束設(shè)置
（4）載荷步設(shè)置
圖9載荷步設(shè)置
2.2 Simsolid軟件設(shè)置（分析類型設(shè)置為接觸非線性）。
展開(kāi) 5450特種車轉(zhuǎn)向桿系運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析計(jì)算
摘 要：本文介紹了5450 特種車轉(zhuǎn)向桿系運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析計(jì)算研究的情況，包括詳細(xì)的桿
系機(jī)構(gòu)建模簡(jiǎn)化、模型的ADAMS 描述和仿真過(guò)程控制。最后給出了仿真分析結(jié)果和性能參數(shù)評(píng)估
的結(jié)論。
主題詞：轉(zhuǎn)向桿系、ADAMS 仿真、受力分析
5450特種車轉(zhuǎn)向桿系運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析計(jì)算.pdf
基于DeltaD打印機(jī)的剛?cè)狁詈?em>運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
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文章來(lái)源蘭州文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2023,37(05)
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