操作机器人机械手爪的设计研究及应用

介绍了一种用于机器人的机械手爪,它采用以丝杠和电机带动的二指平动设计方案,用于实现手爪两个夹钳的开合.该机械手爪具有结构合理小巧,抓取可靠,便于控制的特点,能顺利完成所属机器人的工作任务.     

关节型机器人二指平动手爪的设计

介绍了一种用于小型五自由度关节型机器人的机械手爪,它采用二指平动手爪方案。以机构为基础,用电机驱动,实现了手爪开合、手部摆动、手腕转动一体化的手部运动;使用混合四相步进电机驱动,位置精度高,响应速度快。该机械手爪尺寸小、携带方便、结构合理、经济可行,可用于教学型机器人和科研机器人。     

汽车自动驾驶机器人变速杆操纵机械手的设计与控制

汽车自动驾驶机器人变速杆操纵机械手的设计,其机械手可以沿X、Y轴两个方向移动,通过步进电机的驱动,机械手可以执行汽车变速器的各个换档动作,换档快速、平稳,挡位变换准确。控制系统采用工控机和驱动卡相结合,满足了控制的精度与速度,能够有效地实现汽车自动驾驶机器人对变速器的操纵要求。     

用于驾驶机器人的车速跟踪多机械手协调控制方法

提出一种用于驾驶机器人的车速跟踪多机械手协调控制方法。建立了驾驶机器人车速跟踪多机械手/腿控制模型,在此基础上设计了驾驶机器人车速跟踪协调控制器,通过油门/离合器协调控制器实现了车辆的平稳起步和平顺换挡,通过发动机/制动器切换控制器实现了驾驶机器人对给定车速的准确跟踪。实车试验结果表明,提出的方法能合理地协调控制驾驶机器人的油门、制动、离合机械腿和换挡机械手,实现对目标车速的跟踪控制,驾驶机器人完全能够代替试验人员进行各种汽车试验。     

轮式移动机器人自主充电电源自动对接装置研究与设计

机器人自主充电技术是一项具有广泛应用前景的技术。在进行原理分析和实验验证的基础上,提出了一种新型实用的电源自动对接方法。所提方法类比人获取电源插头和插接电源的行为,当机器人回到舱位准备充电时,装设在机器人上的电源对接控制器首先控制机器人的机械手水平向后伸出,接着通过无线电信号遥控装设在机器人舱位中的馈电装置带动电源线及特制电源插座进行靠近机械手方向的水平横向移动,在电源线和机械手接触后,进一步控制电源线横向移动以实现特制电源插座在机械手上的高度调节。这种方法实现了特制电源插座在空间三维坐标中的准确定位。从而,只要轮式机器人停泊在指定区域,尽管存在停泊偏差以及轮胎气压变化引起的机械手离地面高度偏差,机械手均能实现特制电源插座抓取和插拔的准确控制。     

基于STM32的智能巡线象棋机器人(英文)

本文描述了一种以STM32微处理器为核心的智能巡线象棋机器人。其系统硬件主要包括检测电路、主控电路、电机驱动电路、舵机驱动电路和拨盘开关等,本文详细介绍了该系统的硬件结构和软件流程。该机器人由后轮电机驱动,根据红外传感器采集到的路径信息来确定机器人的实时位置,并由前轮安置的舵机1对机器人的行进方向进行调整。机器人机械手的张开角度由舵机2进行控制,使其在行进过程中能够快速准确地移动棋子。实测表明,该智能巡线象棋机器人可以较好地完成任务。     

排爆无人机平台升降装置设计

针对靶场弹体排爆人工方式不安全问题,设计了一种排爆无人机,在平台上搭载机械手抓取雷管,投至残留弹体处引爆,排除险情。设计了一种平台升降装置,控制模块收到遥控器的信号从而给步进电机驱动器发出脉冲信号来控制步进电机的正反转动,实现升降操作。     

基于S7-200 PLC的三自由度机械手控制系统设计

设计了基于PLC的三自由度机械手控制系统,该系统具备自动控制和手动控制两种控制方式。用PLC实现了步进电机和电磁换向阀的控制,完成机械手手臂的转动、手臂伸出收回、手爪下放提升及手爪开合等功能,并介绍了相应的硬件和软件设计。     

一种多指手及其力与位移反馈控制系统

机械手末端执行器的研究一直是机器人研究的重点,有着广阔的应用前景(如采摘机械手等)。设计了一种基于步进电机控制的机械多指手,该多指手具有结构简单、控制方便等特点。分析了结构及原理,介绍了整个控制系统的构成,用LabVIEW做上位机控制。实验结果表明,该末端执行器能较好地抓持物体。     

智能物流搬运机器人设计

为了解决物流行业物料种类繁多，分拣、搬运、摆放精准度、可靠性不高，路径规划单一等问题，自主设计并制作了一款新型智能物流搬运机器人。该机器人以STM32F407为主控制器，选用4个37GB-545B自带编码器的直流减速电机作为输出动力，控制麦克纳姆轮旋转，从而带动底盘及其上端部件移动；陀螺仪检测机器人运动姿态和位置，为运动、机械手模块的动作提供反馈信息；通过对搬运物料的结构分析，基于SolidWorks三维软件设计多自由度机械手，机械手的手爪部分采用可拆卸式设计，满足不同物料需求，机械手的4个舵机相配合可以实现全方位抓取物料；视觉模块实现二维码读取搬运任物，识别物料的颜色和不同颜色色环及色环圆心；电源模块为各模块提供所需要的直流电源。设计的机器人通过多次调试和优化，能实现全程自主运行，无差错地完成二维码识别、物料颜色识别和物料的抓取，实现精准定位和出色的完成物料的精准摆放。     

螺旋轮驱动的细小管内移动机器人研究

螺旋轮驱动的管内机器人是一种适合小口径管内移动作业的微小机器人形式。它由动力内置式螺旋运动机构和CCD摄像头/监视装置组成。本文分析了这种移动机构的运动和力学性能。经过对原理样机的试验测试,得到移动性能的实验数据,为开发适应φ20mm管径的螺旋运动机构提供设计依据。     

管道机器人移动牵引机构设计

管道机器人是特种机器人研究领域中的热点.该文设计了管道机器人蠕动式移动牵引机构,采用电机驱动丝杠正反转,丝杠上丝杠螺母前移,前后两组支撑腿臂交替支撑住管壁,从而实现了机器人的蠕动式前行的驱动方案,并设计了该系统的电控部分.模拟管道中的实验验证了该方案的可行性.     

变电站轮式巡检机器人机械臂避障路径规划方法

变电站工作环境特殊且复杂,为保证巡检机器人在执行巡检任务的同时,能更好、更安全地进行作业,提出面向轮式巡检机器人的机械臂避障路径规划方法。利用八叉树结构建模技术,架构巡检机器人工作环境的三维模型与环境更新模型。确定机械臂与环境关系,建立机械臂运动学模型,根据末端执行器位姿的已知与未知情况,完成运动学模型的正解与反解计算。基于关节位姿的三维坐标,设定机械臂连杆不碰撞障碍物为必要条件,依据六次多项函数式解得的关节角速度与角加速度连续轨迹,通过更改非固定参数值,调整机械臂的移动轨迹,最后,利用贝塞尔曲线平滑处理路径。仿真试验结果表明,所提方法路径精度更优越,避障效果更理想,符合变电站巡检的实时性需求。     

A new robot system for auto-inspection of intersected welds of pipes used in nuclear power stations

A self-designed new robot system to be employed in the weld inspection of nuclear pipes is introduced in this paper. This robot system can effectively serve as a substitute for a worker who would otherwise be exposed to a hazardous environment. The robot system includes a half clamp as a mounting unit and a half base as circumferential rotation joint. This system can be mounted on a branch pipe at any position. Its arm is designed with six joints for controlling the position and orientation of the ultrasonic probe (USP), which serves as an end-effector. All of these seven joints, which yield seven degrees of freedom (DOF), are driven by stepper motors. The communication between the Industrial Personal Computer (IPC) and Micro Chip Unit (MCU) is based on RS-485, which allows the robot system to be operated and monitored away from a radiative environment and can therefore limit radiation exposure for the operator. Taking the application at different working sites in nuclear power stations into consideration, the design of the system is based on a modular structure, and the substitution of the clamp and base, as well as the adjustment of the size of the arm links are taken into account. Finally, a test unit for the designed robot system is set up, and experiments show that this system could meet the requirements of a real nuclear power station environment.     

锅炉热交换器承压管管外检测机器人末端执行器的研究

介绍了一种适用于火电站锅炉承压管管道外检测机器人的新型柔性臂及其定位机构，该柔性臂占用体积小，工作空间大，能够深入到管道组细长缝隙内检测，它的最大特点是能够进行刚柔转化，详细叙述了其转换原理，建立了柔性臂各关节的力学模型；定位机构提高了柔性臂的稳定性，为安装各种检测设备提供了一个可靠的操作平台，对该机构的可行性、工作原理和避障能力进行了分析，为设计和控制提供了理论基础。     

螺旋驱动管内机器人自适应运动机理与机构设计

为了提高螺旋驱动式管内机器人在直管道和不同曲率半径弯管道中的环境适应能力,对自适应运动机理这一问题展开研究。考虑管道环境特点,在机器人运动学和力学建模的基础上,分别提出直行运动机理、转向运动机理和负载能力调节机理。调节螺旋轮倾角能够使螺旋驱动式管内机器人具有环境自适应性,并能够避免运动干涉和滚轮打滑的问题。基于自适应运动机理,提出一种基于自适应联动机构的螺旋驱动式管内机器人。自适应联动机构通过偏心臂反馈环境信息,并利用差动原理改变螺旋轮倾角。动力学仿真结果表明:该机器人能够机械自适应地通过直管和不同曲率半径的弯管,同时能够通过自适应联动机构调节负载能力。     

钢丝绳传动四自由度机械臂的机构设计

提出一种用于物流系统的四自由度机械臂解决方案,并对该机械臂的工作原理和具体设计进行了详细讨论.该机械臂主要由一种简洁高效的钢丝绳传动机构构成,它将驱动装置安装到远离相关关节的基座上,使得整个机械臂的结构紧凑、整洁,在减轻机械臂整体重量的同时提高了对外做功的能力.此外,还设计了一种简单并易于操作的张紧力调节装置,可以确保钢丝绳处于充分的张紧状态,从而克服了钢丝绳传动精度不高的问题.     

高速重载工业机器人臂机构研究

研究出一种新的机器人臂机构－－“并联放大”复合臂机构，介绍了其机构原理，结构设计及测试实验，实验表明：载荷25kg时，臂机构末端运动速度可达到10m/s，该臂机构具有高速运动及抗冲击振动的能力。     

通用机器人视觉检测系统的全局校准技术

介绍了基于通用机器人的车身在线柔性视觉检测系统的工作原理和在复杂现场环境下使用激光跟踪仪和测量臂进行全局校准的实用方法。基于测量姿态的全局校准方法利用机械约束将传感器坐标系和靶标坐标系统一起来,实现测量姿态时传感器坐标系与系统基准坐标系的坐标转换。基于机器人运动学模型的全局校准方法利用机器人末端关节位姿可通过正向运动学获知的特点,在现场构建机器人基坐标系,并通过坐标变换获得与机器人运动精度无关的手眼关系,实现了任意姿态时的全局校准。实际测量的结果表明,应用两种校准方法后系统的重复性精度都十分理想,测量装置重复测量标准差和系统重复测量标准差分别为0.07mm和0.13mm,能够满足在线监控白车身加工尺寸变化的精度要求;系统进行坐标测量时的误差分别为±0.2mm和±0.8mm。     

具有柔性传动能力的气压驱动微型管道机器人

针对火力发电厂110 MW冷凝器蒸汽回流回路等微型管道的检测和维护问题,研制了一种具备柔性传动能力的气压驱动微型管道机器人,设计了柔性动力传输系统,实现了机器人的驱动源外置和动力的柔性长距离传输。建立了微型管道机器人在直线管道、弯曲管道的运动学分析和驱动力分析模型,为驱动力外置提供了控制依据。在管径为70 mm的复合管道的实验研究表明:该气压驱动微型管道机器人在柔性软轴的作用下,可以有效地获得来自外置动力源的驱动力,能够实现在具有任意曲率半径的微型管道内部行走。