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3-CPS并联机器人的机构分析及仿真研究 预览
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作者 蒲志新 张文健 《测控技术》 2019年第4期31-36,共6页
由于传统Stewart平台有支链运动耦合和工作空间小的缺点,因此以串并联混合机构形式,提出一种新型的六自由度并联机构。为解决运动耦合和工作空间小的问题,并且在保证运动精度的前提下降低生产成本,主要运用矩阵代数工具分析了该机构的... 由于传统Stewart平台有支链运动耦合和工作空间小的缺点,因此以串并联混合机构形式,提出一种新型的六自由度并联机构。为解决运动耦合和工作空间小的问题,并且在保证运动精度的前提下降低生产成本,主要运用矩阵代数工具分析了该机构的反向运动学,运用数值迭代解法分析了该机构的正向运动学,并对该机构的速度加速度进行了分析。通过Adams仿真软件对运动学模型进行数值验证及分析,深入研究了该机构的运动特性和线性度,实验结果证明这种机构具有运动解耦特性和旋转对称性,可以进行良好的线性运动。通过Matlab仿真软件分析对机构驱动器的误差进行研究,实验结果证明该机构用于天文望远镜支撑平台时,保证动平台的运动精度的同时降低了生产成本。 展开更多
关键词 并联机器人 运动学分析 运动学仿真 线性分析 误差分析
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2-PrRS-PR(P)S并联变胞机构运动学分析 预览
2
作者 马琨 马宏伟 +1 位作者 田海波 董刚 《机械传动》 北大核心 2019年第8期64-70,共7页
根据变胞机构理论中改变运动副方位特征实现构态变换的原理,设计一种新型可变转动轴线的2-PrRS-PR(P)S并联变胞机构。其中,两条分支能够利用移动副的位移变化改变转动副的转动轴线,从而改变机构运动输出。根据该机构特点,利用螺旋理论... 根据变胞机构理论中改变运动副方位特征实现构态变换的原理,设计一种新型可变转动轴线的2-PrRS-PR(P)S并联变胞机构。其中,两条分支能够利用移动副的位移变化改变转动副的转动轴线,从而改变机构运动输出。根据该机构特点,利用螺旋理论对机构进行自由度分析,利用封闭矢量法和几何约束关系建立机构位置正解和逆解模型,并通过求导得出机构的速度加速度方程;应用Matlab代入机构参数和位型参数,求解位置正解和逆解,绘制机构位姿图;利用Adams仿真验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 并联机构 变胞机构 运动学分析 运动学仿真
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新型三自由度混合冗余驱动机构运动学研究 预览
3
作者 张启升 李瑞琴 梁晶晶 《中北大学学报:自然科学版》 CAS 2019年第3期206-210,共5页
在混合驱动理论和冗余驱动理论的基础上,提出新型的3-PSS-6R3自由度混合冗余驱动机器人机构.该机构能够实现二维平移和一维转动,由4条支链构成,其中3条为PSS(移动副-球面副-球面副)结构,对称分布于定、动平台中心,对机构的运动不产生约... 在混合驱动理论和冗余驱动理论的基础上,提出新型的3-PSS-6R3自由度混合冗余驱动机器人机构.该机构能够实现二维平移和一维转动,由4条支链构成,其中3条为PSS(移动副-球面副-球面副)结构,对称分布于定、动平台中心,对机构的运动不产生约束;1条支链由平面混合驱动的五杆机构串联一个空间连杆组成,此支链同时对整个机构的运动产生约束.建立了该机构的位置逆解模型,在此基础上,运用数值方法对机构的运动学进行了验证.本文的研究结论为混合驱动机构向空间发展提供理论依据. 展开更多
关键词 混合驱动 冗余驱动 运动学分析 运动学逆解
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一种新型多位姿康复机器人机构设计与分析 预览
4
作者 任刚跃 姜礼杰 +1 位作者 张方双 王勇 《合肥工业大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2019年第8期1020-1027,共8页
针对临床缺少多位姿康复训练设备的现状,文章研制了一种新型多位姿康复机器人,该机器人能够满足偏瘫患者在卧、坐、站等不同位姿下进行康复训练。首先介绍了机器人各部分组成及机构设计方案,通过多位姿座椅、脚踏式训练机及运动底座的... 针对临床缺少多位姿康复训练设备的现状,文章研制了一种新型多位姿康复机器人,该机器人能够满足偏瘫患者在卧、坐、站等不同位姿下进行康复训练。首先介绍了机器人各部分组成及机构设计方案,通过多位姿座椅、脚踏式训练机及运动底座的有机结合,实现了多种位姿的转换与训练轨迹的规划;然后在矢状面内建立了人-机模型,对其运动学、工作空间进行了分析;最后通过样机试验验证了该机器人工程实践的可行性。 展开更多
关键词 多位姿康复机器人 机构设计 机构分析 运动学分析 工作空间
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无偏载剪叉升降机的设计与分析 预览
5
作者 丁一凡 杜忠华 +1 位作者 谢磊 王腾 《机械制造与自动化》 2019年第1期55-57,共3页
现有的剪叉升降机存在工作状态升降杆受力不均衡的缺点。为了弥补这一缺陷,设计了一种新型的剪叉升降机构,使其能够在实现同等功效的前提下,具有结构对称性的特点,有效地改善了升降机构受力不均匀的缺点,增大了剪叉机构的工作行程。对... 现有的剪叉升降机存在工作状态升降杆受力不均衡的缺点。为了弥补这一缺陷,设计了一种新型的剪叉升降机构,使其能够在实现同等功效的前提下,具有结构对称性的特点,有效地改善了升降机构受力不均匀的缺点,增大了剪叉机构的工作行程。对剪叉机构进行了力学分析,得出通用计算方法,且通过Matlab软件绘制相应图形,优化设计参数。 展开更多
关键词 升降机 无偏载 剪叉机构 动力分析 运动学分析
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一类大转角两转动并联机构的构型分析与运动学优化设计 预览
6
作者 宋轶民 周培 +1 位作者 齐杨 霍欣明 《天津大学学报:自然科学与工程技术版》 CSCD 北大核心 2019年第9期908-916,共9页
面向航空航天和仿生设计等领域对大转角两转动并联机构的应用需求,围绕一类新型两自由度转动并联机构--2-RRRR&2-RSR机构的构型分析与运动学优化设计问题展开研究.首先,以投影关系为基础分析2-RRRR&2-RSR并联机构在给定工作空... 面向航空航天和仿生设计等领域对大转角两转动并联机构的应用需求,围绕一类新型两自由度转动并联机构--2-RRRR&2-RSR机构的构型分析与运动学优化设计问题展开研究.首先,以投影关系为基础分析2-RRRR&2-RSR并联机构在给定工作空间内实现两自由度转动运动所需满足的几何条件,并针对两种投影情况分析机构的参数特解.其次,基于闭环矢量法求解2-RRRR&2-RSR并联机构的位置逆解,推导机构驱动角度与动平台姿态角之间的映射关系,继而利用RRRR支链与RSR支链的运动特点,获得机构动平台姿态角的正解模型.以此为基础,借助螺旋理论建立2-RRRR&2-RSR并联机构的速度映射模型,构建机构的广义雅可比矩阵,并通过软件仿真验证机构位置正、逆解及速度映射模型的有效性.再次,根据2-RRRR&2-RSR并联机构的运动特性,以奇异性、铰链许用转角范围、连杆安全距离为约束条件,借助极限边界搜索法求解机构动平台中心点的位置工作空间,进而对应位置工作空间等效获得机构的转角工作空间.最后,借助螺旋理论中运动与力的互易积的物理含义定义可描述2-RRRR&2-RSR机构瞬时功率传递特性的无量纲运动学性能评价指标,并结合工程实际需求设定机构的约束条件,实现机构的尺度参数的运动学优化设计.研究成果可为大工作空间两自由度转动并联机构的样机设计与控制策略制定奠定理论基础. 展开更多
关键词 转动幵联机构 构型分析 运动学分析 工作空间 尺度综合
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新型高性能平面轨迹导引机构的设计与分析
7
作者 郭盛 苗玉婷 +1 位作者 曲海波 赵福群 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期45-52,共8页
提出了一种可实现平面轨迹导引的新型机构设计方法。该类机构一侧支链为串联机构,另一侧支链为可控五杆机构,通过两条支链的协调运动,使得末端操作器在运动过程中,支链两侧所受的力与速度保持一致。这一设计克服了串联机构精度受限的缺... 提出了一种可实现平面轨迹导引的新型机构设计方法。该类机构一侧支链为串联机构,另一侧支链为可控五杆机构,通过两条支链的协调运动,使得末端操作器在运动过程中,支链两侧所受的力与速度保持一致。这一设计克服了串联机构精度受限的缺点,同时可通过可控五杆机构实现轨迹精确导引。基于螺旋理论的方法综合出一系列导引机构。对导引机构进行运动学与性能分析;基于速度雅可比矩阵,分析了机构的静刚度,并与串联机构进行了对比。以高铁转向架U型槽研磨任务为例,对机构进行了设计分析、轨迹规划与仿真研究,验证了设计方法的正确性。 展开更多
关键词 轨迹 导引机构 运动学分析 性能分析
基于声学及运动学的聋哑患者元音发音分析研究 预览
8
作者 薛珮芸 张雪英 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2019年第1期108-112,共5页
利用三维电磁发音仪采集聋哑学生和正常学生普通话元音/a/,/i/,/u/,/o/,/e/,/ü/的声学和运动学数据,对其发音共振峰、发音时长、唇部和舌部的最大位移、最大速度的特征参数差异及不同特征参数间的关系进行分析研究。结果表明:与正... 利用三维电磁发音仪采集聋哑学生和正常学生普通话元音/a/,/i/,/u/,/o/,/e/,/ü/的声学和运动学数据,对其发音共振峰、发音时长、唇部和舌部的最大位移、最大速度的特征参数差异及不同特征参数间的关系进行分析研究。结果表明:与正常学生相比,在声学方面,聋哑学生在元音/i/和/e/的第一共振峰(F1)、所有元音的第二共振峰(F2)、所有元音的发音时长在上存在显著性差异具有统计学意义(P<0.05);在运动学方面,聋哑学生唇部的最大位移和最大速度均高于正常学生,舌部的最大位移和速度低于正常学生。研究结论可为病理语音研究提供理论基础和指导依据,为患者的医疗诊断和康复训练提供可靠技术支持和帮助。 展开更多
关键词 聋哑患者 元音 分析 运动学分析 三维电磁发音仪
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伤员转运机器人自平衡机构的动力学分析 预览
9
作者 张春燕 李茂生 +1 位作者 刘香玉 宛宇 《机械传动》 北大核心 2019年第7期98-103,115共7页
为了提高复杂灾变环境中伤员的救援效率和成功率,提出一种具有3R1T的4-UPS/PS并联机构作为转运机器人的自平衡系统,利用螺旋理论对自由度进行分析,并利用修正的G-K公式检验。采用封闭矢量法求解各驱动杆杆长与动平台位姿间的关系。推导... 为了提高复杂灾变环境中伤员的救援效率和成功率,提出一种具有3R1T的4-UPS/PS并联机构作为转运机器人的自平衡系统,利用螺旋理论对自由度进行分析,并利用修正的G-K公式检验。采用封闭矢量法求解各驱动杆杆长与动平台位姿间的关系。推导了自平衡补偿机构的动能表达式、势能表达式,利用拉格朗日法建立了自平衡补偿器的动力学模型,通过Adams仿真软件对自平衡过程进行仿真分析运动性以及驱动力。实验结果表明,机构运动性能优越,驱动性能良好,具有很强的可控性和稳定性,适用于救援转运机器人的自平衡系统。 展开更多
关键词 自平衡转运机器人 运动学分析 动力分析 ADAMS仿真
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2-(CRR)2R结构降耦并联机构及其运动学分析 预览
10
作者 洪俊坤 车林仙 +2 位作者 杜力 文世坤 陈国旺 《机械传动》 北大核心 2019年第4期51-60,共10页
提出一种能实现三移动一转动(3T1R)的新型完全对称4-CRU并联机构,其4条支链结构完全相同。基于单开链理论及结构降耦原理,对4-CRU并联机构进行结构降耦设计,得到耦合度κ=1的低耦合度2-(CRR)2R并联机构。其优点在于动平台由两条混合支... 提出一种能实现三移动一转动(3T1R)的新型完全对称4-CRU并联机构,其4条支链结构完全相同。基于单开链理论及结构降耦原理,对4-CRU并联机构进行结构降耦设计,得到耦合度κ=1的低耦合度2-(CRR)2R并联机构。其优点在于动平台由两条混合支链并联构成,且支链完全对称,机构姿态转角相对较大。2-(CRR)2R并联机构耦合度降为1,极大地降低了机构位置正解的难度,有利于机构运动学分析。根据该机构的几何关系与运动约束,建立位置正解的一维搜索模型,再应用黄金分割法求出全部高精度位置正解。推导出机构位置逆解方程,应用数值实例验证了位置正、逆解的正确性。采用矢量法对机构动平台速度及加速度进行分析,得出速度及加速度正、逆解,并利用MATLAB软件编程进行数值计算。同时,应用Adams进行运动学仿真分析,验证了自由度分析的正确性;其运动学分析曲线与MATLAB计算结果一致,表明文中建立的解析模型和分析方法是正确、可行的。 展开更多
关键词 并联机构 结构降耦 结构分析 运动学分析 ADAMS仿真
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一种铰接式玉米田间管理机的运动学与动力学分析 预览
11
作者 申屠留芳 秦绍波 +1 位作者 孙星钊 孙亚军 《农机化研究》 北大核心 2019年第7期62-68,共7页
针对一种新型高地隙铰接式玉米田间管理机,为了确保该管理机具有良好的转向性能,对管理机的静态转向特性进行研究分析,建立了管理机静态转向的运动学模型及动力学模型。同时,运用MatLab对模型进行仿真求解,分析了管理机运动学与动力学特... 针对一种新型高地隙铰接式玉米田间管理机,为了确保该管理机具有良好的转向性能,对管理机的静态转向特性进行研究分析,建立了管理机静态转向的运动学模型及动力学模型。同时,运用MatLab对模型进行仿真求解,分析了管理机运动学与动力学特点,为以后管理机进一步的改进提供了理论基础。 展开更多
关键词 玉米田间管理机 运动学分析 动力分析 MATLAB
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5-PSS/UPU并联机构的多目标性能参数优化 预览
12
作者 李研彪 郑航 +2 位作者 徐梦茹 罗怡沁 孙鹏 《浙江大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期654-663,共10页
在并联机构多目标参数优化方面,针对5-PSS/UPU并联机构,提出基于空间模型技术与主成分分析法相结合的多目标性能参数优化方法.推导出机构的位置反解、运动传递平衡方程,对单个驱动分支进行螺旋分析,给出多个全域性能指标;应用空间模型技... 在并联机构多目标参数优化方面,针对5-PSS/UPU并联机构,提出基于空间模型技术与主成分分析法相结合的多目标性能参数优化方法.推导出机构的位置反解、运动传递平衡方程,对单个驱动分支进行螺旋分析,给出多个全域性能指标;应用空间模型技术,研究各全域性能评价指标与机构结构参数之间的分布规律,绘制了各项全域性能图谱;应用主成分分析(PCA)法,研究各全域性能指标之间的相关性,得到综合性能评价指标函数并绘制综合性能图谱;基于综合性能图谱,选取多组结构参数并计算综合性能指标在机构工作空间下的分布规律.研究结果表明,空间模型技术结合PCA法能够综合考虑机构的各项性能,对结构参数进行优化设计,该优化方法同样适用于其他并联机构. 展开更多
关键词 并联机构 运动学分析 性能指标 主成分分析(PCA)
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十字型并联机构运动学及动力学分析 预览
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作者 杨继东 王光泽田 苗猛 《机械工程师》 2019年第2期6-9,12共5页
对一种十字形并联机构进行了运动学分析,求出了其机构自由度,运用运动学叠加原理求出其位置正解和逆解,利用雅可比矩阵的条件数对其进行了运动性能评价。计算结果表明该机构雅可比矩阵的条件数恒等于1,具有优越的各向同性性能。基于拉... 对一种十字形并联机构进行了运动学分析,求出了其机构自由度,运用运动学叠加原理求出其位置正解和逆解,利用雅可比矩阵的条件数对其进行了运动性能评价。计算结果表明该机构雅可比矩阵的条件数恒等于1,具有优越的各向同性性能。基于拉格朗日方程导出十字型并联机构的动力学模型,并分析其动力学特性。通过MATLAB进行算例分析,讨论了十字型并联机构的机构等效惯量、驱动力矩等参数在给定运动规律下的表现。结果表明,该机构具有良好的对称性和稳定性,机构等效惯量是常数,只取决于机构本身的结构,而驱动力矩受载荷质量影响最大。 展开更多
关键词 并联机构 运动学分析 动力分析
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基于气动肌腱混合驱动上肢康复装置的开发与研制 预览
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作者 高大地 邹任玲 王麒铭 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2019年第8期950-956,共7页
目的:设计一款基于气动肌腱混合驱动的上肢康复装置。该装置一方面可增加康复训练装置的柔顺性,降低使用者在康复训练中被造成二次伤害的可能性,另一方面兼顾到对肩关节大范围高效率康复治疗的追求。方法:首先根据人因工程学确定上肢各... 目的:设计一款基于气动肌腱混合驱动的上肢康复装置。该装置一方面可增加康复训练装置的柔顺性,降低使用者在康复训练中被造成二次伤害的可能性,另一方面兼顾到对肩关节大范围高效率康复治疗的追求。方法:首先根据人因工程学确定上肢各关节运动角度范围,通过D-H法对其进行正向运动学求解得到外骨骼末端运动轨迹。然后,进行动力学建模与分析,求出各个关节驱动所需扭矩。最后设计合理的控制系统,对装置各个关节运动进行数学模型建立并进行Matlab/Simulink仿真验证控制系统的合理性。结果:得到基于气动肌腱混合驱动的上肢康复装置的末端运动轨迹、关节运动角度和驱动扭矩并设计其控制系统。结论:研究结果对基于气动肌腱混合驱动的上肢康复装置控制系统的上下位机程序编写提供良好的参考依据,并对上肢康复训练器械的开发具有指导意义。 展开更多
关键词 上肢外骨骼 气动肌腱 运动学分析 动力分析 控制系统
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基于ADAMS的滑块式自定心中心架动力学仿真分析 预览
15
作者 徐志龙 王恒 李铭楠 《农业装备与车辆工程》 2019年第2期110-113,共4页
自定心中心架是保证加工轴类工件时自定心性能和夹紧性能的关键部件,其中心定位精度直接影响工件的加工效率与加工精度。基于此,通过建立多刚体系统运动学方程,利用ADAMS多体动力学仿真软件对自定心中心架作了运动学仿真分析及动力学仿... 自定心中心架是保证加工轴类工件时自定心性能和夹紧性能的关键部件,其中心定位精度直接影响工件的加工效率与加工精度。基于此,通过建立多刚体系统运动学方程,利用ADAMS多体动力学仿真软件对自定心中心架作了运动学仿真分析及动力学仿真,在有、无磨削力作用下模拟实际工况,研究了不同驱动力对中间滑块的中夹头及上、下夹头与工件的夹紧力的变化曲线,为自定心中心架的优化设计提供了一定的理论参考。 展开更多
关键词 自定心中心架 动力分析 运动学分析
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综采工作面端头及采掘支护关键技术的研究 预览
16
作者 闫双军 《机械管理开发》 2019年第3期99-100,共2页
介绍了新型超前支架的总体设计方案,对新型超前支架进行了运动学分析并介绍了其自行移动原理,并对新型超前支架的关键零部件进行了强度分析。通过运动仿真分析,证明了设计的可行性;通过强度分析得出的不同状态下的应力分布云图,表明了... 介绍了新型超前支架的总体设计方案,对新型超前支架进行了运动学分析并介绍了其自行移动原理,并对新型超前支架的关键零部件进行了强度分析。通过运动仿真分析,证明了设计的可行性;通过强度分析得出的不同状态下的应力分布云图,表明了超前支架的强度符合设计要求。 展开更多
关键词 超前支架 运动学分析 强度分析
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液压四足机器人机身扰动抑制及实验研究
17
作者 任东一 邵俊鹏 +1 位作者 孙桂涛 何靖烨 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期163-171,共9页
针对液压四足机器人在运动过程中的机身扰动较大的问题,提出基于运动学和虚拟模型的液压四足机器人机身扰动抑制策略。分析机器人机身扰动产生的机理及其影响,建立四足机器人整机运动学方程,根据机器人实时姿态反馈抑制机身扰动。同时... 针对液压四足机器人在运动过程中的机身扰动较大的问题,提出基于运动学和虚拟模型的液压四足机器人机身扰动抑制策略。分析机器人机身扰动产生的机理及其影响,建立四足机器人整机运动学方程,根据机器人实时姿态反馈抑制机身扰动。同时在机器人机身横滚和俯仰自由度上引入弹簧阻尼虚拟元件,通过调整虚拟力的大小控制机身姿态。面向机器人对角小跑步态,对机器人摆动相和支撑相进行足端轨迹规划。通过液压四足机器人平台进行实验验证,实验结果表明,该扰动抑制策略能够根据机器人的机身姿态调整关节角度,机器人机身起伏小,机器人实际运动轨迹与理论运动轨迹接近,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 液压四足机器人 扰动抑制 运动学分析 虚拟模型 对角小跑步态
羽毛球后场杀球技术的运动学分析 预览
18
作者 郑楚生 《灌篮》 2019年第11期48-50,共3页
在羽毛球比赛中,后场杀球技术使用频率较高,是技术性较强的运动技术。本文主要针对羽毛球后场杀球技术进行运动学分析,旨在为羽毛球训练和教学提供借鉴。由于动作结构不同,可将杀球技术分成原地杀球与起跳腾空杀球两种,可从运动学分析... 在羽毛球比赛中,后场杀球技术使用频率较高,是技术性较强的运动技术。本文主要针对羽毛球后场杀球技术进行运动学分析,旨在为羽毛球训练和教学提供借鉴。由于动作结构不同,可将杀球技术分成原地杀球与起跳腾空杀球两种,可从运动学分析角度出发,对羽毛球杀球动作的技术特征及规律有所了解。 展开更多
关键词 羽毛球 后场杀球 运动学分析
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履带式管道机器人的结构设计与运动学分析 预览
19
作者 李帅衡 《价值工程》 2019年第24期197-199,共3页
创新设计了一种履带式管道机器人平台,其可以根据用户需求加装不同的操作器,拓展了管道机器人的通用性,满足用户的个性化需求.对机器人的管径适应机构,爬升机构,齿轮系驱动机构进行了设计;通过运动学分析,得到了管径适应机构的运动特性... 创新设计了一种履带式管道机器人平台,其可以根据用户需求加装不同的操作器,拓展了管道机器人的通用性,满足用户的个性化需求.对机器人的管径适应机构,爬升机构,齿轮系驱动机构进行了设计;通过运动学分析,得到了管径适应机构的运动特性;研究工作对管道机器人的设计具有参考意义. 展开更多
关键词 管道机器人 结构设计 运动学分析
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液压拆除机器人工作臂的运动学分析 预览
20
作者 周坤 邹树梁 张德 《机械工程与自动化》 2019年第1期55-57,共3页
基于D-H坐标建立了拆除机器人的运动学模型,得到其最大工作尺寸:最大作业高度为2188 mm,最大作业深度为1447 mm,最远作业长度为2139 mm。基于多体动力学理论,结合SolidWorks和ADAMS软件建立了工作臂的虚拟样机模型并进行运动学仿真,得... 基于D-H坐标建立了拆除机器人的运动学模型,得到其最大工作尺寸:最大作业高度为2188 mm,最大作业深度为1447 mm,最远作业长度为2139 mm。基于多体动力学理论,结合SolidWorks和ADAMS软件建立了工作臂的虚拟样机模型并进行运动学仿真,得到其工作空间曲线与最大工作尺寸:最大作业高度为2186.91 mm,最大作业深度为1442.93 mm,最远作业长度为2124.98 mm。仿真分析结果验证了运动学模型的正确性,为实现其轨迹规划自动控制奠定了基础。: 展开更多
关键词 拆除机器人 工作空间 运动学分析
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