沉井基础取土作业机器人设计与研究

针对传统沉井基础施工设备取土效率低、地层适应性较差、作业区域存在盲区等问题，设计一款沉井基础取土作业机器人。结合施工需求，对机器人进行结构设计，并对其伸缩臂进行有限元静力学分析，验证了伸缩臂结构设计的合理性和可靠性；基于D-H法和几何法分别建立了机器人正、逆运动学模型，基于几何法建立了机器人关节空间到驱动空间的运动学模型，将铣挖头位姿控制最终转换为各关节液压驱动器的位置控制；设计了机器人关节驱动电液比例控制系统，采用PID控制器对其进行校正，通过仿真验证了控制策略的有效性；通过现场试验对机器人整机使用性能进行分析。试验结果表明：沉井基础取土作业机器人满足沉井施工需求，达到预期目标。     

双分裂高压输电线路四轮移动检修机器人虚拟样机设计与仿真

针对目前人工带电更换间隔棒检修作业过程中存在效率低、劳动强度大、人身安全得不到保障等问题,设计一种适用于双分裂输电线路间隔棒带电检修的四轮移动机器人。通过分析作业环境及作业对象,设计双臂各带机械手的机器人结构并确定最优的自由度;分析作业过程中的关键技术,提出旧间隔棒拆卸与新间隔棒安装的机器人作业运动规划;在INVENTOR环境下开发机器人虚拟样机三维模型,对作业过程中作业臂的关键状态进行运动学建模;在MATLAB环境下对机器人作业臂进行运动学仿真。结果表明：所设计的双分裂输电线路移动作业机器人虚拟样机能够满足带电检修作业需求,可为机器人物理样机开发提供参考。     

基于MATLAB的3P2R型装配机器人运动特性分析

针对数据接口体积小及装配精度高的特点,设计了一种3P2R型装配机器人,并利用SolidWorks绘制三维模型。运用MDH法、齐次坐标变换,建立了机器人正逆运动学方程,通过计算验证了运动学正解的正确性。采用Matlab Robotics工具箱对机器人装配作业进行了运动学仿真,通过对末端夹爪运动轨迹、各关节速度及加速度曲线的分析,从而证明机器人设计参数的合理性。研究结果验证了机构运动的可行性,为机器人动力学分析及控制系统设计提供了理论依据。     

基于ADAMS和Pro／E的并联机器人运动学仿真

应用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS,对并联机构的虚拟样机模型进行了运动学分析,为并联机器人系统的设计、制造和模拟运动作业提供了理论依据和主要参数,为并联机器人的设计提供了一套有效的分析方法.     

IRB4400喷涂机器人运动学分析研究

喷涂机器人的运动学分析是动力学控制和轨迹规划的理论基础,为提高运动学求解效率,以ABB IRB4400喷涂机器人为研究对象,在Robotics Toolbox中对其建立了D-H模型,进行了正运动学分析。并针对机器人一般逆运动学求解方法复杂低效的问题,研究了BP神经网络智能算法在该型机器人逆运动学求解中的应用。运用正运动学分析结果,在Matlab中利用蒙特卡洛法编程实现了机器人的工作空间仿真,利用神经网络算法求解得到的逆解进行了轨迹规划仿真,得到了机器人工作空间仿真图,连续光滑的关节角、角速度和角加速度曲线图。从而验证了机器人建模的正确性、正运动学分析的合理性和逆运动学算法的有效性,为实际编程作业效率的提高提供了参考。     

面向压力钢管维护作业的爬壁机器人焊接运动轨迹研究

介绍一款面向压力钢管维护作业的爬壁机器人,对其运动学特性进行分析。介绍机器人的机械结构和控制系统,然后采用D-H参数法建立机器人运动学模型,构造运动学正解方程,并采用Robotic Toolboox对机器人正逆运动学方程进行求解,在线显示机器人三维仿真图像,分析各关节的位移、速度及加速度曲线,并对机器人末端轨迹进行规划,从而验证了机器人结构的合理性。     

工业机器人运动学分析和轨迹拟合研究

为更好地控制工业机器人进行精准的作业,以Puma560工业机器人为例,运用D-H表示法对工业机器人的结构和连杆参数进行分析,建立运动学方程。利用三次多项式插值方法规划出机器人关节角的运动轨迹。在分析了工业机器人运动学模型的基础上,提出了一种通过对机器人轨迹拟合计算表示机器人关节运动精度和机器人运动精度的方法,为后续提高机器人运动精度研究提供了理论依据。     

宏-微机器人微动机构研制

为改善工业机器人高速运动控制性能，扩大其在激光焊接、切割等高速精密加工中的应用范围，设计了一种可与工业机器人构成宏一微机器人的三维微动机构。分析了该微动机构的结构和运动形式，建立了运动学方程，并根据受力情况对结构进行了优化。所研制的微动机构重量1kg、精度高于0．04mm，负载能力大于3kg,满足宏一微机器人系统精密作业要求。     

基于SCARA本体的开放式机器人运动学分析与动力学建模

设计一个开放式的机器人系统，其中关键技术之一就是对相应的机器人本体的运动学进行分析并建立相应的动力学模型。这里系统地描述了平面关节型SCARA机器人的运动学和动力学模型的建立，这对开发开放式机器人系统将有重要的参考价值。     

SCARA型机器人仿真避障算法的研究

根据机器人的运动学分析模型对机器人进行动态仿真是机器人设计过程的一个重要环节.文章对SCARA型机器人进行了运动学分析,建立了该类型机器人的运动学模型,提出了SCARA型机器人避障仿真算法,并对其进行了计算机仿真与分析,这对机器人运动学、动力学、微机控制和路径规划等方面的研究有重要的参考价值.     

枕簧智能组装机器人系统方案设计与分析

目前，铁路货车转向架检修过程中的枕簧组装均采用人工作业模式，存在作业强度大、操作空间狭窄、有安全隐患和效率低等问题，迫切需要自动化和智能化组装设备。基于转向架枕簧的组装工况分析，研发一种智能组装机器人系统，代替人工实现枕簧的自动组装。机器人系统包括顶升装置、中转机器人、中转平台、组装机器人和斜楔支撑机器人等5个模块，通过模块的交互与协同控制完成枕簧的自动组装。介绍了机器人系统的总体方案和各模块方案设计。利用ADAMS软件对六轴机器人进行轨迹仿真分析，得到机器人系统工作的最优轨迹。     

一种自动清洗玻璃窗的机器人

基于51单片机的控制原理,研制了一种自动清洗玻璃窗的机器人及其控制系统,包括清洗机器人的结构设计、控制系统设计、样品的工作过程简介.实验表明,该清洗机器人结构简单、控制可靠、清洗效果较好,可以推广到家居和楼宇的清洗领域.     

船舶除锈爬壁机器人设计方案研究

为实现船舶表面自动除锈,使修造船的涂装工作有效进行,研究一种具有超高压水射流除锈和真空回收锈渣能力的船舶除锈爬壁机器人。提出船舶除锈爬壁机器人设计方案,指出该机器人的设计难点,制定机器人设计技术路线。针对机器人的设计指标和设计条件,选择关键机构和关键元件,设计该机器人的本体结构,确定该机器人的控制方案。机器人样机试验结果表明:船舶除锈爬壁机器人有较好的性能,机器人总体设计方案可行。     

基于工业机器人的木托盘自动打钉系统

工业机器人在木托盘加工中取代人工完成自动打钉,能够满足快速、大批量加工的生产要求,节省人力资源成本,是未来木托盘生产厂家应用重点。提出一种工业机器人自动打钉系统设计方案,根据木托盘的生产工艺,设计工作台、机器人打钉工具;通过编写机器人控制程序、图像检测程序,实现木托盘的自动化生产;利用蚁群算法分析机器人最佳打钉路线,进一步提高了生产效率。该系统已经投入生产,在实际使用过程中效率极高且运行稳定。     

基于ADAMS/View明弧焊接机器人运动仿真分析

明弧焊接机器人是冶金行业广泛应用的一种焊接设备,其中各部分的传动精度会对焊接枪头的行走精度产生累积误差,影响焊接质量,因此如何有效控制其传动精度和制造安装误差成为提高设计质量的关键.基于ADAMS/View虚拟平台,搭建了明弧焊接机器人虚拟试验样机,对其进行运动仿真分析,获取机器人焊接过程中运动特性.结果表明,该方法为提高机器人运动精度和设计质量提供了有效途径,且不必建立复杂的机器人运动学数学模型,避免了对模型求解的繁琐过程,有效提高了设计效率和精度.     

履带式侦查排爆机器人的总体设计

为排除危险爆炸物和对危险有害环境的监测,防止人员遭受伤害,设计了一种可代替人工作业的履带式排爆机器人,该机器人利用两个夜视摄像头识别路径,并由手持控制终端通过无线传输控制车体行进和机械臂作业,实现对全地形的侦查排爆。此履带式侦查排爆机器人涉及供电、时钟、复位、电机驱动、舵机转向控制、速度检测、上位机等电路和相关控制软件设计,并具有成本低、体积小、功耗低和可移植性等特点。     

码垛机器人位置精度测试与分析

机器人的位置精度是衡量机器人工作性能的一个重要指标。对机器人位置精度的分析是实现机器人精度控制的前提,是机器人正常工作、实现高精度作业的保证,同时直接关系到企业的生产效率,所以研究机器人的位置精度具有十分重要的工程应用价值和理论指导意义。利用单激光跟踪干涉仪法对某公司码垛机器人的性能进行测试,然后通过计算对其位置准确性和位置重复性进行评估,以达到对机器人位置精度分析的目的。     

三自由度Delta机器人的奇异性分析及空间研究

在工作过程中,为了得到Delta机器人的最优运动轨迹,需要对其奇异性和工作空间进行深入研究。为此,建立Delta机器人的正向运动学数学模型,基于机器人的正向运动学数学模型采用偏微分的方法建立了机器人的雅可比矩阵,以雅可比矩阵为依据分析了Delta机器人存在的运动学奇异位形。同时分析了影响Delta机器人工作空间的约束条件如电机的转动范围、球关节的旋转范围等,利用Matlab软件并基于机器人的正向运动学数学模型,求解出机器人在定平台上执行器的工作空间三维图。机器人的奇异性和空间分析结果,将为设计出无奇异性的轨迹提供理论依据。     

变形移动机器人在一种运动姿态下的动力学分析

在对各种单一运动方式移动机器人研究的基础上，提出了一种新型移动机器人——变形移动机器人。在对该机器人的多种运动姿态进行介绍的基础上，运用拉格朗日算法，对一种运动姿态进行动力学分析，其分析结果解决了这种机器人运动中各种运动姿态的动力学问题，为移动机器人的结构设计和驱动装置设计提供了依据；为控制机器人的运动动作和路径规划提供了数据参数。