面向光纤作业的精密并联机器人系统研制

研制出了面向光纤作业的精密并联机器人,它是一种六自由度、高精度的新型定位系统。介绍了该机器人结构的设计特点、工作原理及由伺服电机控制的半闭环控制系统,并给出了该机构的控制方法。同时还设计了一种新型虎克铰链,它能有效地减小因接触变形而产生的误差。另外由于借助了DSP技术,很好地解决了机构运动学反解的实时计算问题。最后给出了在不同姿态下,并联机器人工作空间边界的仿真图及机构重复度测试的结果。仿真和实验结果表明,该精密并联机器人具有工作空间大、系统控制精度高、机构重复精度高等优点。     

基于分布式的开放式移动机器人平台的设计

研究适合网络控制的机器人系统结构、接口方式、硬件结构和机器人控制方式等等,将为机器人在这方面的应用起到积极的推动作用。然而,目前对这种特殊机器人的硬件结构本身的研究却相对比较缺乏。本文提出了设计一种适合网络控制的小型机械臂系统与移动机器人,描述了通用、开放、分布式控制的即插即用机械臂和高度可扩展的移动机器人控制平台,并探讨了它们在网络机器人及其他场合的应用。     

并联装箱机器人静动态特性研究

装箱机器人的静刚度、模态分析、瞬态动力学等是机器人的静动态特性主要指标。为使装箱机器人的静动态特性能够满足工作使用的要求,前期设计时就必须对其进行预估。针对前期预估问题,提出了评价指标和约束条件,按设计流程求出最优参数值。以求解的结果为算例,用Matlab软件求出其全域静刚度预估值和全域模态预估值。建立了装箱机器人的动力学模型,并用SINOVATION软件求出关节力矩曲线,商用软件仿真验证了仿真结果的正确性,为提高装箱机器人的静动态性能及装箱机器人伺服电机和减速机的预估奠定了基础。     

基于ADAMS的六轴机器人动力学仿真分析

目的 为了解决六轴机器人包装行业中装箱、搬运等工序的应用问题,主要基于包装生产线的搬运工序设计作业机器人并对其动力学进行研究.方法 根据包装生产线搬运工序的作业特点,将机器人结构设计为六轴关节型机器人,每个关节均通过伺服电机连接减速器驱动,通过牛顿-欧拉法对机器人进行动力学分析,建立机器人模型,并运用ADAMS软件对其动力学进行仿真分析.结果 所设计机器人关节的运动轨迹曲线平稳变化,轨迹平滑连续,角速度和角加速度曲线平滑、无突变.结论 机器人运动平稳,在运动过程中振动较小,证明了结构设计的合理性,为六轴机器人的优化设计提供了理论基础.     

双重驱动机器人柔性手臂的研究

本文研究了机器人柔性手臂的实验系统,针对柔性臂的振动问题和定位精度问题,提出了在单个关节柔性臂上实现宏／微结合双重驱动的基本思想。用伺服电机实现柔性臂的宏动,用压电陶瓷驱动器实现柔性臂的微动,通过有效地控制伺服电机和压电陶瓷驱动器抑制柔性臂的振动,并完成柔性臂的精密定位。     

多功能六足轮腿式机器人设计

本文通过模拟足形昆虫腿结构,并且结合轮式机器人的特点,设计了一种多功能轮腿式六足机器人。该机器人具有足式行走和轮式行走两种方式,提高了机器人的运动效率;机器人两个足可以转换为操作臂,并设计了操作臂末端夹持器,实现对物体的夹取。对机器人电子控制系统进行了设计,并通过增添多种外围设备丰富机器人的功能。     

船舶密闭舱室探测机器人载体设计研究

根据船舶密闭舱室钢架结构特点,设计了永磁吸附爬壁机器人。运用Solidworks对机器人本体结构进行了设计,采用有限元法对磁吸附力进行分析,通过单片机控制及无线芯片收发信号,实现对机器人遥控。试验结果表明,在复杂的空间曲面上,机器人能可靠的吸附与灵活运动,因此可按需要搭载相关检测设备进入船舶密闭舱室进行检测。     

基于模糊滑模变结构的机器人无刷推进电机系统混沌控制

本文首先介绍模糊滑模变结构控制理论,并通过在Lorenz混沌系统的数字仿真计算和分析验证该控制理论的可行性和有效性。提出应用模糊滑模变结构控制理论对机器人无刷推进电机系统混沌进行控制,设计了深海机器人无刷推进电机的模糊滑模变结构混沌控制器,并通过MATLAB仿真进行验证。     

深海机器人推进电机系统模糊滑模变结构混沌控制

分析模糊滑模变结构控制的理论基础,通过数字仿真计算和分析对混沌控制的可行性和有效性加以验证。在此基础上,提出基于模糊滑模变结构的深海机器人无刷推进电机系统混沌控制策略,设计了深海机器人无刷推进电机的模糊滑模变结构混沌控制器。     

机器人控制系统的模块化设计

为提高机器人控制系统设计的工作效率,提出基于模块化思想的控制系统设计方法。把控制系统的硬件部分和软件部分按功能分解成一系列标准模块,将标准模块按照实际需要的设计结构进行组合,即可实现机器人控制系统的设计。采用这种模块化方法实现机器人控制系统设计上的简单化,功能上的灵活化。     

TMS320LF2407在小型机器人控制系统中的应用

介绍了专用电机控制芯片TMS320LF2407在小型机器人控制系统中的应用。针对使用PIC微控制器组建机器人,其系统设计的灵活性及扩展性差的情况,提出了一种使用TMS320LF2407作为CPU的小型机器人控制系统方案。系统使用单片DSP芯片实现对舵机和步进电机的控制,不但设计结构简单,减少了控制系统的体积,使得控制性能更加优良,而且DSP芯片丰富的外设,增加了设计系统的灵活性以及通用性。     

抛光工业机器人主动恒力装置设计研究

研究了工业机器人抛光中的恒力控制,针对传统的机器人恒力控制中既要对机器人进行力控制又要对机器人进行位置控制,导致工业机器人整体控制复杂,响应较慢,精度较低的问题,采用机器人力和位置分离的方式,设计了独立于机器人本体的主动恒力控制装置来解决机器人作业的力控制,使机器人力控制作业中不用考虑机器人的运动控制,从而达到解耦的效果。实验验证结果表明,设计的主动恒力装置提高了工业机器人力控制精度,具有良好的恒力控制性能。     

自动套印控制系统的研究与设计

提出了一种凹版印刷机自动套印控制系统。该系统采用滑模变结构理论进行设计，通过永磁同步伺服电机进行套印控制。研究表明，该方法既能有效减少抖动现象，又具有较强的鲁棒性和快速性。     

基于PLC的土工离心机数字照相系统设计

为解决土工离心机照相系统位置固定,所拍摄的照片数量少、不清晰、不具有实时性等问题,在对离心机运动模型进行深入分析的基础上,依据相对运动和自动控制原理,设计出了土工离心机的快速成像系统.系统主要由支架、导轨、丝杠、PLC、伺服电机驱动机构及数码相机组成,将系统的机械结构同定于模型外侧,使模型箱和系统机械结构运动过程中彼此相对静止,通过对伺服电机的精确控制,使相机准确依次运动到待测点的正上方,控制相机快速对焦拍照.实验结果表明:在离心机高速运行过程中数字照相系统能在任何时刻拍摄模型箱内指定位置的照片,而且所拍摄到的图片清晰,能够真实记录模型箱内点位变化,实现了设计目标,具有应用推广价值.     

机器人柔顺关节研究综述

随着机器人应用向智能工厂、助老助残服务、医疗、教育娱乐等领域不断扩展,机器人的柔顺性和主动适应性设计需求越来越受到研究人员的关注。本文综述了机器人柔顺关节的机构原理,包含了弹性元件被动柔顺关节、气动主动柔顺关节、磁场力柔顺关节和智能材料柔顺关节。进一步分析了当前机器人柔顺关节研究中存在的结构、建模与控制、动力供给等方面的问题。最后指出机器人柔顺关节的研究趋势主要表现在驱动与结构创新、数学建模与控制、多学科交叉与合作研发等方面。     

一种六轮多关节越障车的设计研发

随着机器人技术在外星探索、反恐防暴、地震救灾等全新领域的广泛应用,机器人技术由室内走向室外,由固定、人工的环境走向移动、非人工的环境,人们越来越需机器人在野外环境下进行工作。本文设计研发了一种六轮多关节越障车,通过多关节式的结构创新设计,以及分级控制的决策思想,实现了灵活越障功能。     

万能材料试验机中交流伺服电机控制技术的研究

主要介绍了全数字式交流伺服电机在万能材料试验机控制系统中的应用,并给出了将松下MINAS A系列伺服电机用于5吨材料试验机的例子.分析了试验机复杂加载模式实现的硬件组成和软件设计,整个控制系统基于研华数据采集卡,应用系统软件则由LabVIEW进行编制,文章着重介绍了应用软件中的控制伺服电机的软件模块的功能、设计方法,以及实现策略.通过项目实施,证明这种设计具有直观、使用简单等特点,是切实可行的.     

机器人关节摩擦建模与自适应RBF神经网络补偿计算力矩控制

目的:补偿机器人关节摩擦力矩,提高关节轨迹跟踪效果。方法:以直流伺服电机和谐波减速器组成机器人关节为对象,基于Stribeck模型建立摩擦模型;采用最小二乘法和Matlab编程辨识模型参数;利用自适应RBF神经网络算法对系统模型参数误差引起的未建模动态进行在线观测;将观测结果补偿到计算力矩控制器中,建立含摩擦模型的自适应RBF神经网络补偿计算力矩控制器,推导出控制参数的约束条件。结果:基于自主设计的机器人关节进行对比实验。实验表明,含摩擦模型的自适应RBF神经网络补偿计算力矩控制追踪误差是无摩擦模型的自适应RBF神经网络补偿计算力矩控制追踪误差的55.12%,是传统计算力矩控制追踪误差的31.28%。结论:本文的控制方法提高了机器人关节轨迹跟踪精度。     

面向IC制造的净化机器人

针对集成电路制造中环境洁净度与硅片传输任务的需求,提出了一种由径向直线伸缩机构以及旋转、升降运动模块组成的新型三自由度R-θ型净化机器人.该净化机器人采用两组行星轮系组合来实现关键的径向直线伸缩运动,并合理配置密封来实现上述需求.通过运动分析给出了实现径向直线伸缩运动的必要条件,进行了净化机器人的运动学与动力学分析.同时采用交流伺服电机作为驱动元件,基于MPC02运动控制卡作为上位控制单元构建了开放式控制系统.实验研究表明该净化机器人具有较高的速度、重复定位精度与应用洁净度.     

小型地面移动机器人运动学分析及控制研究

研制了一种带前摆臂结构的小型地面移动机器人,建立了该机器人的运动学模型,确定了该机器人驱动轮转角与机器人位姿间的关系,为小型地面移动机器人的控制系统的设计提供了理论依据.该机器人的控制系统采用上下位机控制方式实现了对机器人的遥控控制,即上位机为 PC 机,下位机采用单片机.采用流向控制标志位查询判断驱动信号的流向,使机器人移动载体、摆臂和摄像装置的驱动电机可以协调运动.对该机器人各机构的运动进行了仿真,并得到了机构匀速运动过程中的主驱动轴转角、摆臂转角及摄像头转角等 3 个主要机构的运动参数曲线,验证了机器人各机构的运动性能.