玻璃行业加料机冗余运动控制系统设计

将冗余控制理论应用于加料机中,采用NI公司的LabVIEW8．2作为开发平台,通过ADLINK支持LabVIEW的PCI-8134四轴运动控制卡和PCI-9114DG数字输入输出与模拟输入接口来实现对于加料机4个自由度的驱动控制;采用SIMENS公司的可编程控制器作为冗余控制系统．     

食品包装机械过程运动控制系统

为了提高食品包装机械过程运动控制的自适应性，设计基于LabVIEW实时模块的食品包装机械过程运动控制系统。通过设计食品包装机械过程运动控制系统总体架构，采用层次化、模块化的体系结构设计方法，分析系统参数技术指标，在此基础上，设计系统硬件结构模块及通信外设部分，主要包括原始数据采集模块、食品包装机械过程运动信息模块、AD信息集成控制模块、时钟周期振荡模块以及LabVIEW实时运转状态分析模块等，并结合PLC控制器、伺服驱动器、编码器，进行食品包装机械过程控制，采用LabVIEW总线传输控制技术对驱动负载控制，通过人机界面交互的方式实现基于LabVIEW实时模块的食品包装机械过程运动控制系统设计。测试结果表明，所设计系统的食品包装机械过程运动控制误差率在5%以内。基于LabVIEW实时模块的食品包装机械过程运动控制系统进行食品包装机械过程运动控制的精度较高，过程稳定性较好。     

一种串联式液压机械臂PLC运动控制方法研究

串联式液压机械臂是一个复杂的连杆控制机构，针对复杂多变的运行工况下串联式液压机械臂的运动控制精确化需求，在串联式液压机械臂工作原理和运动控制系统结构基础上，构建了PLC主从式控制系统图，并设计了PLC控制程序，优化了运动控制系统的标定参数，在搭建好的串联式液压机械臂运动控制实验台架中进行调试测试，最后实验结果表明该控制方法能够快速提高串联式液压机械臂的运动控制精度，提升运动控制系统的响应能力。     

LabVIEW环境下的机械臂轨迹跟踪控制算法研究

轨迹跟踪是机械臂控制的最终目的,针对机械臂仿真控制领域文本语言编程复杂、效率低等问题,构建了一种基于LabVIEW的四轴机械臂仿真控制平台,以Dobot机械臂为研究对象,使用Lagrange分析法构建动力学方程,并在LabVIEW中搭建了其仿真模型;还针对PID控制应用于非线性、强耦合、多变量的机器人系统时,其控制效果不理想的问题,设计了一种基于LabVIEW的模糊PID机械臂控制策略。通过LabVIEW仿真实验表明,该方法提高了控制精度,降低了系统的超调量和调节时间,大大缩短了开发周期。     

基于非线性微分方程的机械臂运动位置控制方法

针对当前机械臂运动位置控制方法存在机械臂关节节点位置的跟踪效果差和机械臂运动位置控制能力差的问题,提出基于非线性微分方程的机械臂运动位置控制方法。首先对机械臂动力学进行分析,获取内部三连杆结构作用原理和机械臂动力学目标函数,再利用坐标求权矩阵重构机械臂动力学目标函数,获取机械臂相关的非线性微分方程,将非线性微分方程的输出结果,即机械臂动力学参数代入 CPG 神经网络中,构建机械臂运动控制模型。实验结果表明,所提方法的械臂关节节点位置跟踪效果好、机械臂运动位置控制能力强。     

基于PLC技术的重载混联式液压机械臂运动优化控制方法研究

重载混联式液压机械臂运行在复杂多变的工作环境下，高负荷运行需要稳定的运动控制。针对重载混联式液压机械臂可变工况下运动控制失稳现象，在液压机械臂系统结构和动力学分析的基础上，对液压机械臂的模块间通讯进行优化，构建了基于CANopen的分布式通讯结构；利用PLC作为运动优化控制技术，设计了双闭环的运动控制策略；在真实模拟的重载混联式液压机械臂运动控制试验环境中验证控制方法的可靠性。实验结果分析可以看出，该控制方法能够快速的提升重载混联式液压机械臂运动稳定性和动态响应能力。     

基于自适应滑模控制器的机械臂运动控制方法

由于无法消除机械臂运动过程中存在的高频振动,导致运动控制方法存在跟踪精度低、控制稳定性差和控制性能差等问题。对此,提出一种基于自适应滑膜控制器的机械臂运动控制方法,在机械臂动力学模型的基础上设计非线性观测器,对机械臂控制系统中存在的干扰信号进行观测,设计自适应滑膜控制器对干扰信号进行补偿。将补偿器引入自适应滑膜控制器中,其主要作用是抑制机械臂在运动过程中存在的高频振动,以提高控制稳定性,通过 Lyapunov 函数设计自适应滑膜控制器的总控制律,根据总控制律利用改进后的自适应滑膜控制器完成机械臂的运动控制。实验结果表明,所提方法的跟踪精度高、稳定性好、控制性能高。     

带电高空接过引线自动手臂自适应细分运动控制系统设计

针对高压电网接引线机械臂绕线和进给过程中,其步进电机存在速度突变和宽广范围内速度平滑控制问题,设计了以STM32F103系列微控制器为核心的运动控制系统,该系统采用自适应细分控制算法,解决接引线机械臂步进电机在低频运行时转矩脉动、细分切换引起速度突变和宽广范围内速度平滑控制问题.通过对接引线机械臂步进电机运行试验,证明了所设计的模型与运动控制方法的可行性.     

航天器机械臂健康监控技术研究

分析了航天器机械臂的运行环境和主要故障模式,进行了健康监控原理和监测部位分析以及主要故障模式的模拟和分析,并以结合模拟分析结果,借助图形化编程语言LabVIEW设计了航天器机械臂的健康监控系统。     

基于LabVIEW的一种柔性机械臂减振控制系统研究

针对柔性机械臂在运动结束后的残余振动问题,提出一种减振控制系统的研究方法和实验平台的搭建.根据欧拉—伯努利梁理论,利用拉格朗日方程建立柔性机械臂的数学模型,基于LabVIEW和NI板卡搭建柔性机械臂减振控制系统实验平台.将机械臂的运动分解为加速、匀速和减速的三段式运动,结合柔性臂的振动固有周期,提出了配置梯形速度曲线的电机控制方法,并以镀锌薄钢板为研究对象进行了实验研究.结果证明,该柔性机械臂减振控制实验平台搭建准确、有效,合理地利用柔性臂的一阶振动周期,可以大幅减少系统残余振动的抑制量.     

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.     

六独立轮驱动管内检测牵引机器人

研制了一种用于海底管道内检测系统的无缆自治型轮式牵引机器人模拟样机。介绍了机构组成及工作原理,并分析了动态行走特性。机器人采用内置电动机及传动机构的全主动轮杆式结构,包括六只驱动臂杆和机架杆。每只驱动臂杆的首端直接安装一对主动轮,由其内的一台电动机单独控制。六只驱动臂杆周向60°等间距排列在机架的外层空间,且首尾交替、轴向交错布置,形成六独立轮双截面驱动方式。位于内层中心的机架杆,两端布置力封闭可调机构,产生驱动轮与管壁的主动预紧或解锁。该机器人具有体积小、结构紧凑、牵引力大的特点。试验证明,适合作小直径管道检测系统的理想牵引装置。     

5自由度机器人手臂研究

机器人机构是其它部件的载体,也是机器人设计中最基本和首要的工作。本文介绍了以PIC单片机为核心控制器、结构简单的五自由度机器人手臂结构,该手臂关节采用模块化设计,控制系统主要由PIC智能控制模块和电机驱动模块组成,该手臂已经成功应用于某机器人上,运行情况良好。为了进一步完善机器人功能,本文最后提出了机器人手臂的未来研发计划。     

一种液压平衡机构的设计与实现

介绍了一种由两只液压油缸组成的液压平衡机构。该机构通过将两只油缸的有杆腔和无杆腔分别接通组成封闭回路 ,并用优化设计的方法确定其最佳结构参数和位置参数 ,从而使大型喷浆机器人的纵向进给装置在工作过程中自动保持水平。与其它方法相比 ,其显著特点是不仅结构紧凑、动作精度高 ,而且控制系统简单 ,并且无须人工参与控制。从而降低了成本 ,简化了操作。最后给出了该机构的液压回路 ,并讨论了主要液压元器件的功能和用途。     

套索驱动空心杆机器人结构设计

介绍了套索传动特性,确定了套索驱动空心杆机器人传动系统。根据不同使用场合和不同需要确定了两套结构方案,并用SolidWorks三维绘图软件分别进行结构设计建模。该机器人连续细长、结构简单轻便,可用于灾后废墟中的搜救、大型结构和设备检测检修等需要在狭小空间内作业的场合。     

工业机器人机械手设计

本文将设计一台四自由度的工业机器人,用于给冲压设备运送物料。首先,本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构,然后选择合适的传动方式、驱动方式,完成机器人机械手的设计。     

基于堵塞原理的变刚度软体机器人设计与试验

软体机器人运动时具有高柔性，执行任务时又能展示出强刚度，在军事侦察、灾难救援等复杂环境探索与检测方面具有重要的应用价值。结合主动驱动的网络气动结构与被动驱动的堵塞机构的优势，提出实时变刚度的软体驱动器，研究其变刚度机理和动态建模方法。首先，提出了气动-堵塞机构耦合的软体驱动器模型；其次，利用赫兹接触模型，建立机器人运动数学模型，从理论上研究其变刚度形成机理；再次，利用有限元对气动驱动结构进行分析，研究空腔内压强、形状和大小对软体机器人弯曲角度的影响，并进行了优化；最后，制作了变刚度软体机械臂样机，验证了软体驱动器的变刚度性能与运动性能。该研究有望为变刚度软体机器人设计与刚度调控提供新的理论和技术支持。     

基于改进PYR型全方位关节的7自由度仿人手臂设计

在总结７自由度仿人手臂机器人设计与研制经验的基础上,针对ＰＹＲ关节刚度对机器人精度影响,以及关节结构优化设计问题,提出用实现关节力封闭的刚度保证器提高关节刚度,通过改进齿轮结构实现进一步小型化。从而实现ＰＹＲ型全方位关节高刚度、小型化设计。基于该关节给出７自由度仿人手臂机器人设计。     

新型蠕动式气动微型管道机器人

本文提出了一种新型蠕动式气动微型管道机器人，并分析了它的驱动机理和动态特性。这种气动微管机器人有三个微型气缸作为驱动和支撑机构。它结构简单，制造成本低，易于小型化。通过试验表明本文的设计和控制策略可行、响应快速、控制可靠，因而这种新型微管机器人在很多领域有着广泛的应用前景。     

具有冗余自由度的新型护理机械臂研究

展示一种新型护理机械臂设计方案。这种新型护理机械臂在整体结构上采用两个平行四边形相互串联，同时在机械臂的肘关节上引进了一个特殊的储能装置。一方面，这种新型护理机械臂在平面定位时具有冗余自由度，提高了避障能力，末端执行器姿态控制也十分灵活；另一方面，这种新型护理机械臂在很大程度上减小了前臂重量，提高了栽荷能力；而储能装置的引入，使机械臂的运动平稳性大大地提高。