六自由度机械臂的运动学分析和轨迹规划研究

针对现有六自由度机械臂在完成对目标物体抓取的过程中运动轨迹偏差较大和不平稳的问题,以六自由度机械臂为研究对象,并在SolidWorks平台下建立三维模型。运用D-H法建立运动学模型,完成正运动学分析,并利用数值法确定机械臂在空间中的活动范围。采用五次多项式插值算法对六自由度机械臂的运动轨迹进行规划,并在MATLAB软件环境下仿真得到机械臂末端点从起始点到目标点在空间中沿三坐标轴的位移变化曲线和运动轨迹。研究结果表明,六自由度机械臂机械结构参数设计合理,在两点之间采用五次多项式插值算法对机械臂运动轨迹进行规划,所得运动轨迹曲线连续平滑,没有跳变点,具有一定的应用价值。     

基于机器视觉智能切割坡口的研究与应用

描述了免示教零件坡口切割中心先进的软硬件集成能力。切割方式可以采用火焰切割或等离子切割,满足碳钢板不同尺寸、不同精度的直线、弧线的无人化柔性加工作业。在硬件上,配置六轴机械臂、切割系统、打磨系统、自动进卸料系统和尺寸可定制的工作台;在软件上,搭载免编程工业软件和视觉算法系统,规划机器人的运动路径并实时纠偏,确保生产精度、自动化上下料及加工,有效提高切割效率和切割品质。快速响应生产制造节拍的同时满足小批量、多品种的坡口加工需求,有效实现了机器人在坡口切割领域的创新应用。     

柔性机械臂设计与分析

针对错综复杂空间环境的检测及维修等问题,结合自然界柔性体的结构特性及工作机理,研究设计一种柔性机械臂,由4节万向节型柔性臂组成。基于机器人机构学数学基础,分析机械臂的运动学方程,计算机械臂末端的位置方程与姿态方程;结合三维制图软件的运动仿真功能,并对所设计机械臂进行运动学仿真,求解其位移和加速度随时间的变化规律,为柔性机械手的设计提供一定的研究基础。     

六自由度机械臂的设计与轨迹规划研究

针对机械臂应用过程中,实际工况对机械臂在空间位姿的任意性、重复性和稳定性提出更高的要求,设计了六自由度机械臂并对其进行了轨迹规划。利用三次多项式插值法和五次多项式插值法进行了关节角轨迹规划效果对比,得出机械臂在笛卡尔空间的运动轨迹。研究结果表明,采用五次多项式插值法完成轨迹规划后的机械臂运动平稳且振动较小,机械臂机械结构设计合理,几何参数正确,具有较高的应用价值。     

基于D-H参数法对矿用车载机械臂的运动学分析

随着煤矿智能化进程的不断推进，煤矿机器人的研发引起了科研人员的关注。由于井下作业空间受限、视线较差，使煤矿机器人的研发受到了制约。针对一种矿用车载机械臂展开分析，利用三维软件构建重载机械臂的三维模型，利用D-H参数法建立机械臂运动学模型，完成了机械臂执行端的运动学推导，然后用Monte Carlo法对车载机械臂模型的运动空间进行求解，为密闭空间内矿用车载机械臂的动力学及运动学分析提供了一定研究依据。     

巷修机器人多功能机械臂结构的设计与仿真

为实现巷修机器人在煤矿井下狭小空间内的巷道修复作业，设计了一种大折展比多功能机械臂，通过3节机械臂折展来适应巷道条件，并完成受限空间内大范围的巷道修复作业。利用三维建模软件辅助设计并建立机械臂模型。为了验证该机械臂结构合理性及工作过程中的安全稳定性，利用三维仿真软件对机械臂模型进行了静力学分析，并对其进行模态分析。分析结果表明：机械臂的强度满足要求；机械臂前6阶模态振幅偏大，需要对其加强设计，以提高其稳定性。     

基于SolidWorks与MATLAB六轴机械臂动力学仿真研究

对六轴机械臂进行动力学理论分析。基于SolidWorks与MATLAB的联合仿真平台对机械臂进行动力学可视化仿真,通过对比理论分析与机械臂Sim-Mechanics物理模型之间的力矩差,从而判断理论分析以及仿真的正确性。仿真结果为后续的机械臂运动控制提供了理论依据。     

基于Eon Studio的机械臂运动仿真

为了实现虚拟现实环境下机械臂的交互运动仿真,通过对机械臂各关节节点运动路径的计算,数学模型与数字模型的建立,完成了基于Eon Studio平台下对三自由度机械臂实时交互仿真的研究,并进行了机械臂运动路径的虚拟仿真实验,为基于Eon环境下多自由度、多通道输入多感知的机械运动虚拟交互仿真的研究提供一定理论基础。     

ROS/Gazebo环境下的机械臂运动规划研究

针对机械臂在复杂作业环境中的人机安全问题,对机械臂的运动规划方法进行仿真研究。为降低研究工作复杂性,在ROS中建立自主研发机械臂的仿真模型,并完成虚拟样机的虚拟控制系统的搭建。利用开源物理仿真引擎Gazebo模拟机械臂在真实工作环境下静力学、动力学约束,通过ROS、Gazebo联合仿真的方式,对改进的快速扩展随机树算法的在高维规划空间中规划性能进行仿真分析。     

用CAD进行掘进机运动部件之间的动态干涉分析

介绍了在掘进机改型设计过程中应用三维机械CAD软件SolidWorks进行掘进机切割臂与装载机构之间动态干涉检查方法和结果。     

高压水射流切割技术在掘进机中的应用

近年来高压水射流技术在各个领域得到了广泛的利用,介绍了高压水射流切割技术的优点,分析了高压水射流的破岩机理,通过实验说明了高压水射流-机械联合破岩的有效性,并探讨了其在采掘设备中的发展优势和应用前景。     

基于ANSYS磨料水射流机床悬臂梁刚度的有限元分析

目前二维半磨料水射流机床大多采用悬臂梁结构。悬臂梁是磨料水射流切割头及其附件的重要承载部件,其刚度直接影响机床的加工精度。针对磨料水射流机床的悬臂梁进行了三维建模,并基于ANSYS对其进行了模态和频率响应分析。分析的结果为磨料水射流机床的减振、防振提供了理论依据。     

煤矿井下磨料水射流切割机的设计及应用

 磨料水射流切割技术,是一种安全的“冷”切割技术,不会因产生火花而引起瓦斯爆炸事故。为满足煤矿井下的切割作业需要,设计并加工了便携式煤矿井下磨料水射流切割机。设备主体分为两部分,用一根高压软管连接,工人操作手持切割喷枪进行切割作业,切割速度可达40mm/min;通过压力表可以监测系统压力、喷嘴磨损、磨料用量等指标。该设备的使用实现了煤矿井下切割作业的安全进行。     

煤矿井下磨料水射流切割机的应用及发展趋势

阐述了磨料水射流切割机在煤矿井下复杂环境用于切割作业的必要性和可行性,同时介绍了部分煤矿井下水射流切割装备,概述了我国的研究现状。指出该技术领域未来的发展要求。     

微磨料水射流对多晶硅切割的试验研究与模型分析

笔者根据材料冲蚀磨损原理,分析探讨了微磨料水射流切割多晶硅硅锭的机理。并运用后混合微磨料射流切割装置,对多晶硅硅锭进行了单因素切割试验,从而获得了切割性能曲线。研究结果表明,微磨料水射流对多晶硅的切割完全可行,射流压力和横移速度是重要的试验数据。通过对高压磨料水射流切割性能的预测和加工参数的优化,最终建立切割表面质量经验模型,根据模型分析得出射流压力、横移速度与切割质量之间的关系。     

直线电机在水射流切割平台中的应用及设计研究

目前水射流切割平台在精密切割领域还存在一些问题,在精度和速度方面存在不足,而基于直线电机驱动的精密切割平台在切割半导体材料上,因其高速度和高精度而具有很大的潜力,相对于传统的"旋转伺服电机+滚珠丝杠"进给传动有着巨大的优势。综合分析水射流切割平台性能参数及要求,提出一套可行的直线电机选型方案,实现了直线电机在水射流精密切割数控机床上的可靠应用。     

高压水射流割缝提高穿层钻孔瓦斯抽放效果的试验

 针对如何解决高瓦斯煤层采掘过程中瓦斯超限的问题,提出了高压水射流割缝提高穿层钻孔瓦斯抽放效果的技术。文章分析了高压水射流割缝对瓦斯的作用机理,介绍了高压水射流割缝系统设备、工艺以及现场试验情况。通过对钻孔进行高压水射流割缝,从而增加了钻孔的煤层暴露面积以及卸压范围,钻孔瓦斯抽放量提高了2倍以上,瓦斯抽放效果有了显著的提高。     

高压水射流割缝提高瓦斯抽放效率的研究

为了提高坚硬煤层的瓦斯抽放效率,利用高压水射流对瓦斯抽放钻孔进行割缝.采用计算机模拟优化影响高压水射流切割质量的各种参数,研究了高压水射流割缝提高瓦斯抽放效率的作用机理,并进行了井下高压水射流割缝工业性试验.试验结果表明:高压水射流割缝改变了煤体的原始应力和裂隙状况,改善了煤层中的瓦斯流动状态,瓦斯抽放量提高了5～6倍,瓦斯抽放速率提高了6～8倍,从而提高了煤层瓦斯抽放效率.     

急倾斜煤层流态化反循环钻采技术研究

急倾斜煤层是广泛赋存于我国西部、南部等地区的复杂难采煤层,研发新型急倾斜煤层流态化无人开采方法对保障急倾斜煤层安全生产意义重大.为实现反循环连续式流态化开采,本文提出了一种深部急倾斜煤层流态化反循环钻采设备及工艺,设计了急倾斜煤层流态化反循环钻采一体机,论述了该钻采一体机的组成、架设方式和基本工作原理;提出了钻采平行作...     

水射流辅助岩石切削过程的刀具热应力分析

建立了刀片在水射流辅助切削岩石过程中的热传导模型,并在对岩石切削过程进行热功转换分析的基础上,给出了热流密度、界面温度等边界条件的确定方法,从而建立了水射流条件下刀片的温度场模型。对刀片由于温度变化产生的热应力进行了系统分析,并给出了热应力的计算模型,并且结合计算分析了射流压力等参数对各种热应力的影响。研究表明：热应力是导致岩石切削刀具失效的主要影响因素。热应力受刀具与岩石材料热物性质、刀片尺寸、切削力、切削速度、射流压力等因素影响。水射流的存在可以大幅降低刀具的热应力,热应力的大小与射流压力p的四次方根的倒数成正比。选择合适参数可将热应力控制在临界范围内,避免刀具早期失效,延长其使用寿命。