机器人奇异点

产生的结果如下：

机械臂自由度减少，从而无法实现某些运动?

某些关节角速度趋向于无穷大，导致失控?

无法求逆运算?

当机器人以笛卡尔坐标系运动时，经过奇点，某些轴的速度会突然变得很快，TCP点的路径速度会显着减慢。因此，应避免机器人的轨迹经过奇点附近。

如何产生奇异点（singularity）

说到奇异点的产生就不得不提一下的Gimbal Lock[2].

如下图，飞机内部的陀螺仪有三个旋转的自由度，假设三个圈会随着飞机的旋转而旋转，旋转的轴线如上图：

时，其中一个圈与原本水平的圈在这一瞬间发生了重合，从而减少角向上达到当其中pitch90°了一个自由

度。．

当然，飞机的旋转并没有真的被LOCK了，依然可以运动。

相同的情况同样可以发生在机器人上：轴串联关节机器人有三种奇点：腕部奇点，肩部奇点，肘部奇6时。肩部奇点发生在腕(6轴重合平行)4点。腕部奇点发生在轴和321轴旋转中心线时。肘部奇点发生在腕部中心和轴部中心位于轴一条线。

轴产生奇异点(wrist singularity)4轴和6（大部分机器人四轴和六[3]下图中的六轴机器人，四轴和六轴相交这玩意跟机器人轴都会相交，所以很多机器人都会存在这种奇异点,.的品牌无关，只和结构有关）

六三个轴便形成了上面提到的,机器人的五轴与四轴和六轴的轴线相交，因此，机器人四，五），四当五轴旋转到某个角度时，比如下面这个角度（所有的关节角度都是0°Gimbal Lock.

轴和六轴共线，奇异在此发生。

，当你打开机器人模型的时候，ABB因此，在某系机器人仿真软件里，比如说的robotstudio 机器人的五轴会是这样的：

耷拉着小脑袋真不是为了卖萌，而是为了避开奇异点。除了这种奇异点，还有其他两种：

(Alignment singularity)轴奇异点轴和二、16

三、当机器人的2轴和3轴产生奇异点(Elbow singularity)

v2. 和比如在当前的姿态下，机器人的端点可以产生的速度是由两个速度合成的：v1; 是由于第一个旋转关节产生的v1;

是由于第二个旋转关节产生的v2

）b 图（ a图（）

在平面上没有共线，它们是独立的、不共v1a）中两个速度矢量和v2可以看到图（和v2的大小来得到任意的合速度的（大小和方向）。线的，我们是可以通过调整v1v1b）这个姿态的时候：这个情况很直接，无论你怎样改变但是，当机器人处于图（）方向相同的速度。这就意味着你的机器人端点的大小，你都只能合成出和v2v1（v2和的速度不是任意的了，你只能产生某个方向上的速度。

这样机器人就奇异了。在机器人控制上来说，就意味着，你一旦奇异了，你就不能随意控制你的机器人朝着你想要的方向前进了。这也就是前面所谓的自由度退化、逆运动学无解。

解决办法：

1.在规划路径中尽可能的避免机器人经过奇异点。

2.结合机器人运动学，优化机器人反解算法，确保在奇异点附近伪逆解的稳定性。

机器人奇异点(知识材料)

产生的结果如下： ?机械臂自由度减少，从而无法实现某些运动 ?某些关节角速度趋向于无穷大，导致失控 ?无法求逆运算 当机器人以笛卡尔坐标系运动时，经过奇点，某些轴的速度会突然变得很快，TCP 点的路径速度会显著减慢。因此，应避免机器人的轨迹经过奇点附近。 如何产生奇异点（singularity） 说到奇异点的产生就不得不提一下的Gimbal Lock[2]. 如下图，飞机内部的陀螺仪有三个旋转的自由度，假设三个圈会随着飞机的旋转而旋转，旋转的轴线如上图： 当其中pitch角向上达到90°时，其中一个圈与原本水平的圈在这一瞬间发生了重合，从而减少了一个自由度。

当然，飞机的旋转并没有真的被LOCK了，依然可以运动。 相同的情况同样可以发生在机器人上： 6轴串联关节机器人有三种奇点：腕部奇点，肩部奇点，肘部奇点。腕部奇点发生在4轴和6轴重合(平行)时。肩部奇点发生在腕部中心位于1轴旋转中心线时。肘部奇点发生在腕部中心和2轴3轴一条线。 4轴和6轴产生奇异点(wrist singularity) 下图中的六轴机器人，四轴和六轴相交[3]（大部分机器人四轴和六轴都会相交，所以很多机器人都会存在这种奇异点,这玩意跟机器人的品牌无关，只和结构有关）.

机器人的五轴与四轴和六轴的轴线相交，因此，机器人四，五,六三个轴便形成了上面提到的Gimbal Lock. 当五轴旋转到某个角度时，比如下面这个角度（所有的关节角度都是0°），四轴和六轴共线，奇异在此发生。 因此，在某系机器人仿真软件里，比如说ABB的robotstudio，当你打开机器人模型的时候，机器人的五轴会是这样的：

冗余度机器人机构学研究现状

第24卷第4期 南　京　工　业　大　学　学　报 V ol.24N o.4 2002年7月 JOU R N AL O F N A N JI NG U N IV ERSIT Y O F T ECHN O L OG Y July2002冗余度机器人机构学研究现状 倪受东,袁祖强,文巨峰 (南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京210009) 摘　要:对国内外冗余度机器人的研究情况进行了概述,对冗余度机器人机构学的研究状况,包括机构学中奇异性和自运动的研究以及冗余度机器人机构设计方面的研究进行了较为详细的阐述,最后对超冗余度机器人机构学的研究也进行了简单的叙述。 关键词:冗余度机器人;奇异性;自运动;机构学 中图分类号:T P24 文献标识码:A 文章编号:1671—7643(2002)04—0107—04 机器人技术集自动化、精密机械、传感、电力等 技术于一体,是典型的机电一体化产品。工业机器人和计算机辅助设计(CAD)系统、计算机辅助制造(CAM)系统一起标志着制造业自动化的崭新阶段。随着工业自动化、航天、核工业等领域的发展,智能机器人技术的应用越来越广泛。而机器人智能的实现,不仅取决于它所具备的智能控制系统,在一定程度上还依赖于机器人的结构特性。机器人机构的几何灵活性与其所配置的智能控制系统相结合,可使机器人完成复杂操作任务。冗余度机器人以其本身几何结构所具有的高度灵活性,得到了广泛研究和迅速发展,已成为机器人技术的一个重要发展方向。目前的研究已从一般的冗余度机器人操作手系统,扩展到多冗余度机器人系统以及超冗余度机器人[1～3]。 冗余度机器人,是指含有自由度数(主动关节数)多于完成某一作业任务所需最少自由度数的一类机器人[2]。可以看出,即使对某一任务是非冗余度的机器人,而对另一任务有可能是冗余度机器人。为了完成在各种几何和运动学约束下的任务,需要使用冗余度机器人。人们很早就注意到:6自由度是具有完整空间定位能力的机器人最小自由度数,更多的自由度可改善机器人的运动学和动力学特性,如增加灵活性、避免障碍和优化驱动力矩等。因此对冗余度机器人的研究变得日益重要,而其中1个重要方面就是冗余度机器人的机构学研究。1　国内外研究动态 迄今为止,国内外已研制了多种冗余度机器人系统,应用范围越来越广泛,一些已实现商品化。东京大学1979年研制了UJIBOT7-DOF机器人操作手;日本M IT I机械工程实验室1987年研制了7-DOF直接驱动型机器人操作手;美国Robo tics Re-search公司1987年设计的用于空间研究的17-DOF机器人系统,由两个7-DOF臂和一个3自由度躯干组成;美国航空航天实验室研制了30-DOF 的超冗余度机器人。法国的Federic Marquet等最近研制了一种新的冗余度机器人平行机构[4],分析了它的运动学和动力学模型,并利用这种机构的冗余度克服了高速运动时的运动奇异。 国内南开大学计算机系研制了机器人双臂协调系统,其中一臂为PUM A560机器人,另一臂为PUM A760机器人,并在其基座上安装有平动导轨,构成了具有冗余度的双臂协调系统;中国科学院机器人开放实验室正在研制多机器人协调操作系统,其中1台机器人安装在具有视觉的可移动小车上,构成了更为复杂的多冗余度机器人系统;北京航空航天大学最近研制成功了1台7-DOF机器人操作臂系统;东南大学机械系机电研究室最近正在研制1台视觉伺服双臂冗余度机器人系统。 冗余度机器人研究的不断发展,从理论和应用 X收稿日期:2001-12-21 基金项目:211基金资助。(No.2102002001) 作者简介:倪爱东(1966-),男,安徽和县人,博士,主要从事冗余度机器人、运动学、动力学及其控制系统研究。

智能搬运机器人项目可行性研究报告

智能搬运机器人项目 可行性研究报告 xxx集团

第一章总论 一、项目概况 （一）项目名称 智能搬运机器人项目 （二）项目选址 xx经济开发区 对周围环境不应产生污染或对周围环境污染不超过国家有关法律和现 行标准的允许范围，不会引起当地居民的不满，不会造成不良的社会影响。 （三）项目用地规模 项目总用地面积53800.22平方米（折合约80.66亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数54.20%，建筑容积率1.07，建设区域绿化覆盖率7.95%，固定资产投资强度177.40万元/亩。 （五）土建工程指标 项目净用地面积53800.22平方米，建筑物基底占地面积29159.72平 方米，总建筑面积57566.24平方米，其中：规划建设主体工程42271.13 平方米，项目规划绿化面积4576.82平方米。 （六）设备选型方案 项目计划购置设备共计110台（套），设备购置费5114.16万元。

（七）节能分析 1、项目年用电量635631.19千瓦时，折合78.12吨标准煤。 2、项目年总用水量35246.18立方米，折合3.01吨标准煤。 3、“智能搬运机器人项目投资建设项目”，年用电量635631.19千瓦时，年总用水量35246.18立方米，项目年综合总耗能量（当量值）81.13 吨标准煤/年。达产年综合节能量22.88吨标准煤/年，项目总节能率 28.66%，能源利用效果良好。 （八）环境保护 项目符合xx经济开发区发展规划，符合xx经济开发区产业结构调整 规划和国家的产业发展政策；对产生的各类污染物都采取了切实可行的治 理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不会对区域生态环 境产生明显的影响。 （九）项目总投资及资金构成 项目预计总投资18832.94万元，其中：固定资产投资14309.08万元，占项目总投资的75.98%；流动资金4523.86万元，占项目总投资的24.02%。 （十）资金筹措 该项目现阶段投资均由企业自筹。 （十一）项目预期经济效益规划目标 预期达产年营业收入38760.00万元，总成本费用29806.75万元，税 金及附加363.39万元，利润总额8953.25万元，利税总额10551.57万元，

【干货】机器人奇异点的解决方法

【干货】机器人奇异点的解决方法 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 在调试机器人时，如果机器人处于下图状态(处于J4轴和J6轴同轴)，会发生报警：MOTN-023或者MOTN-063，在此情况下，机器人只能在关节坐标系下移动。以下姿态即为奇异点位置。 在调试机器人时，如果机器人处于下图状态(处于J4轴和J6轴同轴)，会发生报警：MOTN-023或者MOTN-063，在此情况下，机器人只能在关节坐标系下移动。以下姿态即为奇异点位置。 图1 机器人奇异点位置 当机器人J5轴处于0°位置，机器人会出现MOTN-023报警：

图2 MOTN-023报警 当机器人在执行动作类型为L，C，A的动作指令时，如需经过奇异点，机器人会出现MOTN-063报警：

图3 MOTN-063报警 针对奇异点的处理方法 情况一：在机器人示教时遇到奇异点 处理步骤： a) 将机器人的示教坐标系切换到关节 图2 示教坐标系的切换 b) 点动机器人，让J5轴调离0°的位置，建议小于-3°或者大于3° c) 按RESET键复位报警 情况二：在程序运行时遇到奇异点 方法一：适合在无精细点位要求使用。

当运行程序时遇到奇异点，可以将该行动作指令的动作类型改为J，或者修改机器人的位置姿态，以避开路径当中存在的奇异点。 方法二：适合在有精细点位要求使用。 在动作指令后添加附加动作指令：手腕关节动作指令WJNT(全名Wrist Joint)。 手腕关节动作指令(Wrist Joint)，不在轨迹控制中对手腕的姿势进行控制(标准设定下，程序运行时，手腕的姿势始终被控制)。在直线动作、C圆弧动作、A圆弧动作时能够使用该指令。 当遇到奇异点时，程序中使用该指令，手腕的姿势在动作中发生变化，避开奇异点造成的手腕轴反转动作，使得工具中心点继续沿着轨迹动作。 处理步骤： a) 将光标移至出现奇异点程序行行末，点击F4选择 b) 选择Wrist Joint c) 按RESET键复位报警 d) 运行程序，观察运行轨迹 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.

《机器人机构学》课

《机器人机构学》课程 一．教学内容 1． 机器人机构的组成，类型及特性参数。 2． 机器人机构研究的数学基础：齐次坐标，坐标变换，刚体运动的矩阵表示等。 3． 机器人机构运动学：末端执行器的描叙，D-H 变换矩阵，运动学正解，运动学逆解及其优化，微分运动，雅可比矩阵的建立等。 4． 机器人机构的工作空间分析。 5． 机器人机构轨迹规划：关节空间的轨迹规划和直角坐标空间的轨迹规划。 6． 机器人机构动力学：牛顿-欧拉方法，拉格朗日方程法。 二．参考书 1． 徐卫良，钱瑞明译。《机器人操作的数学导论》，机械工业出版社，1998 三．要求 1． 阅读上叙教学内容。 2． 在国内外刊物上查阅两篇与上叙内容相关的研究论文，精读后加以介绍。 3． 完成以下指定作业。 四．作业 1．简叙开链机器人机构与闭链机器人机构在机构特点，运动特点及运动正逆解方面的差异。 2． 若开链机器人的雅可比矩阵J 为方阵，其行列式∣J ∣=0的机构位姿。试分析奇异位姿的种类及对应的机构机构几何特性与运动特 性。 3． 3.运动参数关系及对应的机构位置设 T a a a a ] ,,[321=为三维矢量， ∧ a 是其对应的反对称矩阵，即 ∧ a = ???? ? 001 2 1323a a a a a a ----???? ? 。试证明 = ∧ ∧ ) +(I ) -(I 1 -αα??? ? ????? ? +--+---+-++---++2 3 2 22 1132211312 3 2 22 1321231312 322212 1) (2) (2)(21)(2)(2)(21113a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a 5.空间绕两轴线旋转至给定距离：如图所示，已知是表示1ξ、2ξ交两轴位置的单位矢量，P 、q 为表示空间两点的单位矢量 P 、1q 、2q 为表示空间三个点的矢量。现将点P 先绕轴2ξ旋转，再绕轴1ξ旋转，使得P 点的最后位置q 至1q 的距离 为1ξ，至2q 点的距离为2ξ。试求1θ和2θ及有解的条件。 7． 对于图示4种三自由度开链机器人机构，若描叙K 点线速度与关节角速度关系的雅可比矩阵的行列式值为1，试分析此时的几何 运动参数关系及对应的机构位置。 五．解题 1． 解 1）开链机器人的机构特点：各杆循序构成单链相邻连杆间通过转动副或移动副连接的开链机器人。开链机器人的自由度数等 于该机器人的关节数 运动特点：机器人的关节空间Q 有机器人的变量的所有可能值构成，这也是机器人的位型空间，这是因为给定了关 节转角也就给定了机器人所有连杆的位置。对于转动副，关节变量用转角[)πθ2,0∈i 给出，对于移动副，用轴

智能机器人项目可行性研究报告模板范文(立项备案项目申请)

智能机器人项目 可行性研究报告 规划设计 / 投资分析

智能机器人项目可行性研究报告说明 该智能机器人项目计划总投资16599.99万元，其中：固定资产投资12680.16万元，占项目总投资的76.39%；流动资金3919.83万元，占项目 总投资的23.61%。 达产年营业收入35181.00万元，总成本费用27779.13万元，税金及 附加326.06万元，利润总额7401.87万元，利税总额8748.88万元，税后 净利润5551.40万元，达产年纳税总额3197.48万元；达产年投资利润率44.59%，投资利税率52.70%，投资回报率33.44%，全部投资回收期4.49年，提供就业职位576个。 报告根据我国相关行业市场需求的变化趋势，分析投资项目项目产品 的发展前景，论证项目产品的国内外市场需求并确定项目的目标市场、价 格定位，以此分析市场风险，确定风险防范措施等。 ...... 主要内容：基本情况、项目建设必要性分析、产业分析预测、产品规 划及建设规模、项目选址方案、土建工程说明、工艺概述、环境保护概况、项目职业安全管理规划、建设及运营风险分析、节能情况分析、进度计划、投资分析、经济收益分析、项目评价等。

第一章基本情况 一、项目概况 （一）项目名称 智能机器人项目 （二）项目选址 xx经济新区 （三）项目用地规模 项目总用地面积50885.43平方米（折合约76.29亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数57.44%，建筑容积率1.54，建设区域绿化覆盖率6.93%，固定资产投资强度166.21万元/亩。 （五）土建工程指标 项目净用地面积50885.43平方米，建筑物基底占地面积29228.59平方米，总建筑面积78363.56平方米，其中：规划建设主体工程62365.61平方米，项目规划绿化面积5430.89平方米。 （六）设备选型方案 项目计划购置设备共计155台（套），设备购置费5415.20万元。 （七）节能分析 1、项目年用电量965570.32千瓦时，折合118.67吨标准煤。

PLC的工业机器人设计及发展分析

PLC的工业机器人设计及发展分析 作者:辛颖 摘要工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术定的原则纲领行动。本文从工业机器人的特点出发,简单介绍了基于PLC的工业机器人关节直流伺服系统的设计,并简单分析了工业机器人的现状及发展. 关键词工业机器人PLC 先进技术 一、引言 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人，是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的专门系统。因其灵活性高、输出功率大、定位精确的特点，工业机器人被广泛应用于制造业的各个环节。以其高效，高质、稳定的运转工作，工业机器人为所在行业的高效生产和稳定质量起到重要作用。 在生产方面，以工业自动化为主要发展方向的方针下，我国自主研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批机器人产业化基地，这些研制出来的专用工业机器人，在很大程度上提高了我国生产率和生产效率，对我国国民经济的发展起

到了重要的推动作用。 在军事方面，目前世界上许多国家正在致力于研发军事机器人，并且已有正式投入于现代战争的实例。军事机器人主要被应用于侦查、探测、拆弹等比较危险的方面，军事机器人可以在对人类构成威胁的环境中运行自如，以此来把士兵从充斥着死亡的战场中解放出来。 在人们的生活中，也能发现机器人的影子。医疗机器人，已经应用于用于世界各地的许多手术室中的外科手术机器人，由医用机器人和工业机器人的技术结合而诞生的康复机器人，它们都给人们的生活带来更多的方便。 二、工业机器人特点 工业机器人最显著的特点有以下几个： (1)可编程。生产自动化的进一步发展是柔性启动化。工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用，是柔性制造系统中的一个重要组成部分。 (2)拟人化。工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有电脑。此外，智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”，如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。 (3)通用性。除了专门设计的专用的工业机器人外，一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。比如，更换工业机器人手部末端操作器（手爪、

人工智能机器人项目可行性研究报告

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第一章概论 一、项目概况 （一）项目名称 人工智能机器人项目 （二）项目选址 xxx经济示范区 对周围环境不应产生污染或对周围环境污染不超过国家有关法律和现 行标准的允许范围，不会引起当地居民的不满，不会造成不良的社会影响。 （三）项目用地规模 项目总用地面积17795.56平方米（折合约26.68亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数66.82%，建筑容积率1.11，建设区域绿化覆盖率6.59%，固定资产投资强度184.09万元/亩。 （五）土建工程指标 项目净用地面积17795.56平方米，建筑物基底占地面积11890.99平 方米，总建筑面积19753.07平方米，其中：规划建设主体工程13011.47 平方米，项目规划绿化面积1302.13平方米。 （六）设备选型方案 项目计划购置设备共计63台（套），设备购置费2346.84万元。

（七）节能分析 1、项目年用电量1277446.20千瓦时，折合157.00吨标准煤。 2、项目年总用水量4025.69立方米，折合0.34吨标准煤。 3、“人工智能机器人项目投资建设项目”，年用电量1277446.20千 瓦时，年总用水量4025.69立方米，项目年综合总耗能量（当量值） 157.34吨标准煤/年。达产年综合节能量52.45吨标准煤/年，项目总节能 率27.63%，能源利用效果良好。 （八）环境保护 项目符合xxx经济示范区发展规划，符合xxx经济示范区产业结构调 整规划和国家的产业发展政策；对产生的各类污染物都采取了切实可行的 治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不会对区域生态 环境产生明显的影响。 （九）项目总投资及资金构成 项目预计总投资5807.83万元，其中：固定资产投资4911.52万元， 占项目总投资的84.57%；流动资金896.31万元，占项目总投资的15.43%。 （十）资金筹措 该项目现阶段投资均由企业自筹。 （十一）项目预期经济效益规划目标 预期达产年营业收入6458.00万元，总成本费用5158.57万元，税金 及附加92.69万元，利润总额1299.43万元，利税总额1571.35万元，税

机器人课程设计报告范例

机器人课程设计报告范例

**学校 机器人课程设计名称 院系电子信息工程系 班级10电气3 姓名谢士强 学号107301336 指导教师宋佳

目录 第一章绪论 (2) 1.1课程设计任务背景 (2) 1.2课程设计的要求 (2) 第二章硬件设计 (3) 2.1 结构设计 (3) 2.2电机驱动 (4) 2.3 传感器 (5) 2.3.1光强传感器 (5) 2.3.2光强传感器原理 (6) 2.4硬件搭建 (7) 第三章软件设计 (8) 3.1 步态设计 (8) 3.1.1步态分析： (8) 3.1.2程序逻辑图： (9) 3.2 用NorthStar设计的程序 (10) 第四章总结 (12) 第五章参考文献 (13)

第一章绪论 1.1课程设计任务背景 机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成．这三大部分可分成驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交互系统、人机交互系统、控制系统六个子系统现在机器人普遍用于工业自动化领域，如汽车制造，医疗领域，如远程协助机器人，微纳米机器人，军事领域，如单兵机器人，拆弹机器人，小型侦查机器人（也属于无人机吧），美国大狗这样的多用途负重机器人，科研勘探领域，如水下勘探机器人，地震废墟等的用于搜查的机器人，煤矿利用的机器人。如今机器人发展的特点可概括为：横向上，应用面越来越宽。由95%的工业应用扩展到更多领域的非工业应用。像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷，还有空间机器人、潜海机器人。机器人应用无限制，只要能想到的，就可以去创造实现；纵向上，机器人的种类会越来越多，像进入人体的微型机器人，已成为一个新方向，可以小到像一个米粒般大小；机器人智能化得到加强，机器人会更加聪明 1.2课程设计的要求 设计一个机器人系统，该机器人可以是轮式、足式、车型、人型，也可 以是仿其他生物的，但该机器人应具备的基本功能为：能够灵活行进，能感知光源、转向光源并跟踪光源；另外还应具备一项其他功能，该功能可自选（如亮灯、按钮启动、红外接近停止等）。 具体要求如下： 1、根据功能要求进行机械构型设计，并用实训套件搭建实物。 2、基于实训套件选定满足功能要求的传感器； 3、设计追光策略及运动步态； 4、用NorthStar设计完整的机器人追光程序；

工业机器人项目可行性报告

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摘要说明— 工业机器人是工业互联网在硬件环节的核心支撑，“新基建”投资有 望进一步激活中国制造业对机器人及智能制造装备的需求。机器人作为工 业互联网体系的重要组成部分，承载着大量相关系统、工艺参数、软件工具、企业业务需求和制造能力，引导汇聚和链接着大量工业资源，通过交 互协同和迭代优化，为智能的产生提供必要基础，为制造业智能化的发展 创造前提条件。同时，工业机器人能够充分发挥工业互联网平台的重要作用，成为工业全要素链接的枢纽，向上对接工业应用，向下连接海量设备，持续沉淀和积累海量具备应用推广价值的工业经验与知识模型，通过更为 科学、高效的工业资源配置方式及路径，驱动制造业体系和生态的智能化 升级与运转。 二是新型基础设施建设更加侧重于突出产业转型升级的新方向，无论 是人工智能还是物联网，都体现出加快推进产业高端化发展的大趋势。 与传统基础设施建设相比，一是新型基础设施建设内涵更加丰富，涵 盖范围更广，如区块链、云计算等，更能凸显数字经济特征，能够更好推 动中国经济转型升级。 新型基础设施是以新发展理念为引领，以技术创新为驱动，以信息网 络为基础，面向高质量发展需要，提供数字转型、智能升级、融合创新等 服务的基础设施体系。“新基建”具有新时代的丰富内涵，既符合未来经

济社会发展趋势，又适应中国当前社会经济发展阶段和转型需求，在补短板的同时将成为社会经济发展的新引擎。良好的政策环境有助于提高新型基础设施的长期供给质量和效率，促进新兴行业持续健康发展，因此，开展“新基建”政策研究意义重大。 该工业机器人项目计划总投资6993.79万元，其中：固定资产投资6098.14万元，占项目总投资的87.19%；流动资金895.65万元，占项目总投资的12.81%。 达产年营业收入6851.00万元，总成本费用5432.97万元，税金及附加118.64万元，利润总额1418.03万元，利税总额1732.26万元，税后净利润1063.52万元，达产年纳税总额668.74万元；达产年投资利润率20.28%，投资利税率24.77%，投资回报率15.21%，全部投资回收期8.08年，提供就业职位115个。 报告内容：概述、项目建设背景、市场研究、项目投资建设方案、项目建设地研究、建设方案设计、工艺可行性、项目环境影响分析、企业安全保护、风险性分析、节能说明、项目计划安排、投资估算、项目经营效益分析、项目综合结论等。 泓域咨询规划设计/投资分析/产业运营

两自由度串联机器人分析与设计

机器人技术基础 三级项目报告 设计题目：两自由度串联机器人分析与设计指导教师：赵永杰 学生姓名：citycars 学号：09128888 邮箱：citycars@https://www.wendangku.net/doc/872992195.html, 院系：机械电子工程系 汕头大学 机械电子工程系 2012年6月17日

目录 1.前言 (3) 2.运动学模型 (4) 3.机器人的位置及速度分析 (5) 3.1建立机器人位置输入输出方程 (5) 3.2建立机器人的速度关系及推导出雅可比矩阵 (5) 3.3机器人的位置反解 (5) 3.4机器人的速度反解 (7) 4.机器人的速度各项同性分析及设计 (8) 4.1速度各项同性分析 (8) 4.2速度各向同性设计求解 (10) 4.3求解及分析 (10) 4.4综合分析 (12) 5.结语 (13) 6附录 (13) 附录1：位置反解程序 (14) 附录2：速度反解程序 (15) 附录3：速度各向同性程序 (15)

两自由度串联机器人分析与设计 【摘要】通过建立两自由度串联机器人位置输入输出方程，建立两自由度串联机器人的速度关系，推导出雅可比矩阵，分析两自由度串联机器人的速度各向同性的条件，设计出一各向同性的构型。 关键词位置方程速度关系雅可比矩阵各向同性 1.前言 随着现代科学技术的迅猛发展，特别是由于微电子技术、电子计算机技术的迅猛发展，机器人更加广泛地应用于各个领域。工业机器人靠自身动力控制能力来实际各种功能，大都用于简单、重复、繁重的工作，如上、下料，搬运等，以及工作环境恶劣的场所，如喷漆、焊接、清砂和清理核废料等。本课程设计旨在通过工业机器人的一个小分支-----两自由度串联机器人，其输入输出方程、雅可比等的分析，以及对于速度各向同性的分析和设计，对工业机器人有初步的了解，为以后从事工业机器人相关工作奠定基础。

关于编制智能工业机器人项目可行性研究报告编制说明

智能工业机器人项目 可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：https://www.wendangku.net/doc/872992195.html, 高级工程师：高建

关于编制智能工业机器人项目可行性研究 报告编制说明 （模版型） 【立项 批地 融资 招商】 核心提示： 1、本报告为模板形式，客户下载后，可根据报告内容说明，自行修改，补充上自己项目的数据内容，即可完成属于自己，高水准的一份可研报告，从此写报告不在求人。 2、客户可联系我公司，协助编写完成可研报告，可行性研究报告大纲（具体可跟据客户要求进行调整） 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司 专 业 撰写节能评估报告资金申请报告项目建议书 商业计划书可行性研究报告

目录 第一章总论 (1) 1.1项目概要 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2项目建设单位 (1) 1.1.3项目建设性质 (1) 1.1.4项目建设地点 (1) 1.1.5项目主管部门 (1) 1.1.6项目投资规模 (2) 1.1.7项目建设规模 (2) 1.1.8项目资金来源 (3) 1.1.9项目建设期限 (3) 1.2项目建设单位介绍 (3) 1.3编制依据 (3) 1.4编制原则 (4) 1.5研究范围 (5) 1.6主要经济技术指标 (5) 1.7综合评价 (6) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (7) 2.1项目提出背景 (7) 2.2本次建设项目发起缘由 (7) 2.3项目建设必要性分析 (7) 2.3.1促进我国智能工业机器人产业快速发展的需要 (8) 2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8) 2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8) 2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8) 2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (9) 2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9) 2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10) 2.4项目可行性分析 (10) 2.4.1政策可行性 (10) 2.4.2市场可行性 (10) 2.4.3技术可行性 (11) 2.4.4管理可行性 (11) 2.4.5财务可行性 (11) 2.5智能工业机器人项目发展概况 (12)

机器人设计论文

绿化植树机器人设计 摘要： 这个机器人是针对大量绿色植树而设计的，利用机械四足作为其活动方式，机器人通过视频识别系统在有限范围内对地形与植被作出判断，然后通过自动行走系统移动到目标地点前面，再通过机械手取出携带的植物幼苗，通过这个可以360度旋转的机械臂进行种植工作，机械臂可以进行种植、培土、等工作。种植完成后还将用一层可分解的塑料薄膜覆盖植物幼苗，保证其在能够自行成长前的安全。 关键词： 绿化植树、四足行走、山坡作业、视频识别、机械臂操作 设计背景： 地球现在正面临着绿色植被在不断减少的危机，而人类也因为这样要面对日益严峻的环境问题。大量植树还原绿色植被是一个相当重要的手段来解决这个难题，但是依靠人力去做的话，效率始终不够高。所以在这里我想设计一个专门用于大作业量的绿化植树机器人。 设计思路： 这个机器人，是需要面对山坡这样的陡峭地形的，由于特殊的使用环境，机器人的活动方式要求能够灵活的应对颠簸不平的土地，机械四足需要能够根据不同的地势调整四足的高度，确保平稳的行走，这种活动方式才能使机器人轻松到达山崖大部分位置。移动起来必须十分的轻巧，以避免对其他植物的伤害。由于这个机器人对视频识别有着较高的要求，所以必须在这方面有所突破，同时当发现有杂草或者有害植物的时候，还可以通过高温蒸汽将其杀死，来保证种植的植物幼苗的生长。360度旋转的机械臂可以保证种植过程的顺利进行。 详细具体设计方案： 一．整体结构： 1.整个机器人分成上下两大部分，上部分是机械手臂，主要实现机器人的整个种植 操作，下部是机器人的机身和四足，包括：植物幼苗存放仓、红外线距离测量 仪、摄像头、电脑处理系统。 2.机器人是通过电力驱动的，所以必须携带储电池，也是安装在机身。 二．中央处理系统： 机器人的机身将安装一个中央处理系统，作为机器人的大脑，它主要调节机器人三 大系统：机械四足行走系统、机器人视觉系统、机械臂控制系统。中央处理系统要 接收和分析红外线距离测量仪、摄像头、机械臂传感器等反馈信息，以及控制四足 的行进系统、机械臂操作等。 三．机械四足行走系统： 1.机械四足的形状： 一开始的时候，我曾经很困惑于如何把握行走稳定与行走速度之间的平衡，后来设 想出仿人类四肢的关节加上圆形的脚盘这个方案，总体感觉可以满足行走的需要。 2.如何实现行进： 参考了机械小狗的设计，将机械四足连接在机器人的中央处理系统而成为一个整 体，接受中央处理系统的控制。每次改变一个机械足的位置，实现整个机器人的行

空间机械臂动力学奇异点与回避

本文于1996年7月8日收到 3国家自然科学基金重点项目及河北省博士科研基金项目 空间机械臂动力学奇点与回避3 顾晓勤 (河北师范大学机械系?石家庄?050031) 刘延柱 (上海交通大学工程力学系?上海?200030) 摘　要　本文导出空间机械臂非完整约束方程,讨论自由漂浮系统动力学奇点问题,对冗余和非冗余系统分别提出避免奇点的方法,对平面运动情形得到减少奇点出现的工程方法。文中附有算例。 主题词　空间机械臂　动力学　多体动力学 AVO I D ING DY NAM I C SINGULAR IT IES OF SPACE M AN IPULAT OR Gu X iaoqin (H eber N o r m al U niversity ?Sh ijiazhuang ?050031) L iu Yanzhu (Shanghai J iao tong U niversity ?Shanghai ?200030) Abstract T he nonho lonom ic constrains of space m ani pulato r are derived in th is paper .D y 2nam ic sigularities of free 2floating system is discussed ,and reducing area of singularity fo r in 2p lane moving system are p ropo sed .T he num erical si m ulati on examp le is given . Key words Space m ani pulato r D ynam ics M ultibody dynam ics 1　引　言 空间机械臂可用于卫星释放、回收及空间站的在轨建造维修等。为节省能源机械臂在执行任务时载体姿控系统常暂时关闭。给定负载始末位姿或在惯性空间给出设计轨迹求转铰运动规律时,当广义Jacob i 矩阵奇异则系统出现奇点,无法得到逆问题解。由于漂浮系统奇点与系统动力学特性有关故称动力学奇点。非完整约束使奇点的位置不仅与机械臂转角当前值有关,还由转角的时间历程决定,故动力学奇点是空间机械臂控制中的难点和关 第19卷　第4期1998年10月 宇　航　学　报JOURNAL OF ASTR ONAUT I CS Vol .19No .4Oct .1998

机器人奇异点理解教程文件

机器人奇异点理解

机器人奇异点的理解 每种型号的机器人都有奇异点，那么奇异点是如何产生？产生的结果？ 当机器人以笛卡尔坐标系运动时，经过奇点，某些轴 的速度会突然变得很快，TCP点的路径速度会显著减慢。因此，应避免机器人的轨迹经过奇点附近。 奇异点产生如下结果： 1、机械臂自由度减少，从而无法实现某些运动 2、某些关节角速度趋向于无穷大，导致失控 3、无法求逆运算 如何产生奇异点（singularity） 说到奇异点的产生就不得不提一下的Gimbal Lock[2]. 如下图，飞机内部的陀螺仪有三个旋转的自由度，假设三 个圈会随着飞机的旋转而旋转，旋转的轴线如上图：

当其中pitch角向上达到90°时，其中一个圈与原本水平的圈在这一瞬间发生了重合，从而减少了一个自由度。 当然，飞机的旋转并没有真的被LOCK了，依然可以运动。 相同的情况同样可以发生在机器人上： 6轴串联关节机器人有三种奇点：腕部奇点，肩部奇点，肘部奇点。 1、腕部奇点发生在4轴和6轴重合(平行)时。 2、肩部奇点发生在腕部中心位于1轴旋转中心线时。 3、肘部奇点发生在腕部中心和2轴3轴一条线。 4轴和6轴产生奇异点(wrist singularity)

下图中的六轴机器人，四轴和六轴相交[3]（大部分机器人四轴和六轴都会相交，所以很多机器人都会存在这种奇异点,这玩意跟机器人的品牌无关，只和结构有关）. 机器人的五轴与四轴和六轴的轴线相交，因此，机器人四，五,六三个轴便形成了上面提到的Gimbal Lock. 当五轴旋转到某个角度时，比如下面这个角度（所有的关节角度都是0°），四轴和六轴共线，奇异在此发生。

智能机器人项目可行性研究报告

智能机器人项目可行性研究报告 投资分析/实施方案

摘要 该智能机器人项目计划总投资9602.27万元，其中：固定资产投资7999.92万元，占项目总投资的83.31%；流动资金1602.35万元，占项目 总投资的16.69%。 达产年营业收入14650.00万元，总成本费用11349.91万元，税金及 附加176.34万元，利润总额3300.09万元，利税总额3931.61万元，税后 净利润2475.07万元，达产年纳税总额1456.54万元；达产年投资利润率34.37%，投资利税率40.94%，投资回报率25.78%，全部投资回收期5.38年，提供就业职位233个。 报告根据项目建设进度及项目承办单位能够提供的资本金等情况，提 出建设项目资金筹措方案，编制建设投资估算筹措表和分年度资金使用计 划表。 智能机器人的关键技术包括视觉、传感、人机交互和机电一体化等。 从应用角度分，智能机器人可以分为工业机器人和服务机器人。其中，工 业机器人一般包括搬运机器人、码垛机器人、喷涂机器人和协作机器人等。服务机器人可以分为行业应用机器人和个人/家用机器人。其中，行业应用 机器人包括智能客服、医疗机器人、物流机器人、引领和迎宾机器人等;个 人/家用机器人包括个人虚拟助理、家庭作业机器人(如扫地机器人)、儿童 教育机器人、老人看护机器人和情感陪伴机器人等。

报告主要内容：概论、项目建设背景、产业分析、建设内容、项目选址可行性分析、土建工程研究、工艺原则及设备选型、环境保护和绿色生产、安全管理、建设风险评估分析、节能方案分析、实施进度计划、项目投资方案、经济效益分析、项目总结等。

机器人设计与制作报告

中国矿业大学徐海学院 双足竞步机器人设计与制作技术报告 队名：班级： 成员： 题目：双足竞步机器人的设计与制作（交叉足） 任课教师： 2015 年1月

双足竞步机器人设计与制作任务书班级学号学生姓名任务下达日期：2014年11 月24 日 设计日期：2014年11月24日至2015年1 月8 日设计题目：双足竞步机器人设计与制作（交叉足） 设计主要内容和完成功能： 1、双足竞步机器人机械图设计； 2、双足竞步机器人结构件加工； 3、双足竞步机器人组装； 4、双足竞步机器人电气图设计； 5、双足竞步机器人控制板安装； 6、整机调试 7、完成6米的马拉松比赛。 教师签字：

摘要 文章介绍了一个六个自由度的小型双足机器人的设计加工、调试与最后实现。设计过程包括机械结构设计、电路设计与制作，机器人步态规划算法研究，利用Atmega8芯片实现了对六个舵机的分时控制，编写VC上位机软件,通过串口通信对双足竞步机器人进行调试，通过人体仿生学调试出机器人的步态规划。实现了双足竞步机器人稳定向前行走、立正、向前翻跟头、向后翻跟头。 关键词：机器人，串口通信，步态规划，舵机

目录 一、系统概述 (5) 1.1 机器人的简述 (5) 1.2 机器人的组成 (5) 1.2.1执行机构 (5) 1.2.2驱动装置 (5) 1.2.3检测装置 (5) 1.2.4控制系统 (5) 二、硬件设计 (6) 2.1硬件设计的整体分析 (6) 2.2舵机的介绍 (6) 三、软件设计 (7) 四、系统调试 (8) 4.1步态的规划 (8) 4.2软件调试 (8) 五、结束语 (8) 六、参考文献 (8) 七、附录 (9) 程序代码 (9)

3_RRRT并联机器人奇异位形分析

万方数据

?３８?天津理工大学学报第２１卷第１期 图１３一ＲＲＲＴ并联机器人等效机构简图 №．１Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｄｉａｇｒａｍ０ｆｆｉｌｅ３－ＲＲＲＴ ｐＩｒａ：Ｕ曲ｌＩ谢珥ｎ砸ｏｒ 图２３一ＲＲＲＴ并联机器人几何模型 ｒｉｇ．２Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅ３－ＲＲＲＴ ｐａｒａｌｌｅｌｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ 中Ｌｉ４＝０、ＪＪ工ｍＪＪ＝Ｒ、ＪＪ三ｆ５ＪＪ＝ｒ，下脚标ｊ相同的 构件的长度相同．ｏｉ沩各构件的连接的理想铰点，也 是相应的体坐标系＿ｌＪ的原点．固定平台的３个铰点 。ｌｌ、ａ２１、ａ３１位于同一平面上，且△０１１０２１０，３１为正三角 形；动平台的３个铰点口１５、口２５、Ｏ，３５位于同一平面上， 且△０１５口２５口３５为正三角形．其中，连杆１（厶１）通过转 动副与固定平台和连杆２（￡ｉ２）连接，连杆２（￡ｉ２）与连 杆３（Ｚｉ３）通过转动副连接，厶３与上平台通过虎克铰 连接．向量ｅｌｌ＝ｅ１２＝ｅ１３＝ｅ１４＝ｅ１５为通过回转副轴 线的单位矢量，它们有如下的关系： ｅｌｌ２ ｅ１２ ２ ｅ１５，ｅ１３ ２ ｅ１４，ｅｌｌ。ｅ１３ ２０ 本文采用齐次坐标矩阵的方法来描述３－ＲＲＲＴ并联机器人各刚性构件的位姿（位置和姿态）．如图１所示，０一ｚ】Ｙｌ彳，为绝对坐标系｛０｝，０是静平台的几何中心，ＯＺ。垂直于上台，Ｐ为上平台的几何中心，ｐｚ， 垂直于上平台． 以支链Ｉ为例，在各构件的下关节建立相应的体坐标系．如图１所示，杆件￡】ｉ的体坐标系｛．『｝固定在．ｆ杆件下关节．ｆ之处，它的原点ｏｊ在关节．ｉ的轴线上（与铰点口（１’『）重合）；ｏｊｚｊ轴与关节．ｊ的轴线重合，方向由单位矢量Ｐ１指定；ｏｉｘｉ轴是杆件三ｌ『长度线的延长线，方向以延长方向为正向；ｏｊｙｉ轴方向由右手坐标系的原则来决定． ２机构瞬时速度分析 假设如图１所示位置下的３．ＲＲＲＴ并联机器人处于奇异位形状态，此时动平台在满足结构约束与驱动关节约束的条件下，仍存在一瞬时运动．令动平台转动速度为∞，依据刚体运动学的理论，动平台上的点口ｆ５的速度为： Ｖａｉ５＝％＋∞ｘｐａｉ５（ｉ＝１，２，３）（１） 同时从第ｉ条支链考虑动平台口；，点的速度可有如下的表述： Ｐ。ｆ５＝’’ｉｏ＋％（２） 其中ｖｉｏ为牵连速度，其方向与向量Ｐｉ３所指方向平行；Ｖｉａ为相对速度，其方向与向量ｅｆ３ｘＬｉ３所指方向平行．则Ｐａｉ５与向量ｅｆ３、ｅｆ３×厶３所确定的平面的位置关系为：平行或重合．即， ｌ，。ｉ５（ｅ１３ｘ（ｅ１３×Ｌｉ３））＝０ 化简后，可得 Ｉ＿＇ａｉ５（ｅｉ３ｘＬｉ３）＝０（３） 根据机构的结构形式和被动关节的类型可知： 动平台的转动速度∞一定与向量凰垂直．即 ＯＪＨｉ＝０（４） 凰与第ｉ支链同上平台相连的虎克铰的十字轴所在平面的法线平行，即 皿＝ｅｉ４×ｅｉ５（ｉ＝１，２，３）（５） 将式（１）分别代人到式（３）、（４）中，经过化简并分别合并成矩阵的形式，其结果如下所示： 心ｒ＜ｐａｌ５ＸＬｉ３）Ｔ］３ｘ６小 ｃｃ，…量ｆ；，，×ｓ［！｝］。。。＝。 Ｌ∞Ｊ ６。１ 将式（６）、（７）整理合并， 珏 （６） （７）　万方数据

2017年人工智能系列研发制造项目可行性研究报告(编制大纲)

2017年人工智能系列研发制造项目可行性研究报告(编制大纲)

2017年人工智能系列研发制造项目可行性研究报告 编制单位：北京智博睿投资咨询有限公司

第一章总论 1.1人工智能系列研发制造项目概况 1.1.1人工智能系列研发制造项目名称 1.1.2人工智能系列研发制造项目性质 1.1.3人工智能系列研发制造项目建设单位 1.1.4可研报告编制单位 北京智博睿投资咨询有限公司 1.1.5人工智能系列研发制造项目建设地点 1.1.6人工智能系列研发制造项目建设内容及规模 1.1.7人工智能系列研发制造项目建设进度 1.1.8投资规模和资金筹措方案 1、投资规模 2、资金筹措方案 1.1.9主要经济指标 表1-1 人工智能系列研发制造项目主要经济指标汇总表 序号科目单位指标备注1 项目规模总投资万元 1.1 建设投资万元 1.2 建设期利息万元 1.3 流动资金万元 2 年均销售收入万元

3 年均总成本万元 3.1 年均固 定成本 万元 3.2 年均可 变成本 万元 4 年均经营成本万元 5 年均利税总额万元 5.1 年均营 业税金及附加 万元 5.2 年均利 润总额 万元 5.3 年均增 值税 万元 6 财务内部收益率% 税后 7 财务净现值万元税后 8 财务内部收益率% 税前 9 财务净现值万元税前 10 经济内部收益率% 11 经济净现值万元 12 税后投资回收期年含建设期 13 总投资收益率%

1.2人工智能系列研发制造项目建设单位概况 1.3编制依据、原则和范围 1.3.1可研编制情况 1.3.2编制依据 1.3.3编制原则 1.3.4编制范围 1.4可行性研究的结论 1.4.1基本结论 1.4.2人工智能系列研发制造项目建设的意义 1.4.3经济效益分析 1.4.4社会效益分析 1.4.5社会评价结论 1.4.6风险分析结论 1.4.7社会稳定风险分析结论 第二章 人工智能系列研发制造项目背景及必要性 2.1人工智能系列研发制造项目建设背景 14 投资利税率 % 15 项目资本金净利润率 % 16 盈亏平衡点 %