一种包装机械手气动控制系统的研究

为了实现对短小丝条状物料的自动连续包装充填与计量,开发设计了包装充填机械手,机械手的水平运动采用带调速机构的阀控气缸实现分段调速,垂直运动采用PLC-PWM气动高速开关阀实现定位精度和速度控制;机械手料手的抓料和卸料采用简单阀控气缸控制,以满足快速、高精度和低成本的要求.开展了实验研究,机械手竖直定位精度小于2mm,循环时间小于6s,满足控制指标要求.     

基于功能结构分解的配置设计方法及在叉车产品中的应用

配置设计可以快速开发产品、降低设计成本、快速响应市场,是一种适应于大规模客户化定制生产模式的现代设计方法．通过零部件之间功能需求的相关性分析,提出了一种基于功能结构分解的零部件划分方法,并以叉车产品为研究对象,通过功能分解实现了复杂产品块的快速检索和修改设计．     

一种短小丝条状物连续包装自动充填与计量机械手的研究

机械手是一气动系统,X轴气缸实现机械手的水平往复运动,通过PLC控制方向阀和两位两通阀的协调动作,实现多级速度调节;y轴气缸实现机械手的竖直往复运动,通过PLC、编码器、光电开关、接近开关和高速开关阀,实现机械手竖直往复运动的开环与闭环控制,满足速度和精度要求;机械手手指驱动缸实现机械手抓料和卸料运动;单片机应用系统实现机械手抓取物料重量的自动计量.试验结果表明:机械手y轴定位精度2mm,一个工作循环5.8s,满足控制指标要求.     

基于PLC的机械手设计

在本文中,所设计的控制系统是应用于机械手系统,保证机械手能够有效完成两条生产线之间的运输任务。系统整体上选用电气一体化的方法,通过气缸自锁功能能够保证机械手在抓放或者断气状态下保持机械手姿势,通过电机控制技术完成机械手多自由度运动。机械手系统具有上电初始化、原点复位、报警提示、手动操作、半自动操作及全自动操作功能,满足了企业的工作需求。     

短小丝条状物料包装关键技术原理

目的为了提高食品、医疗等行业包装产品的生产效率、自动化程度以及降低企业成本,对能够实现短小丝条状物料连续包装、自动计量和充填来代替人工操作的特殊机械手开展研究。方法应用机电一体化和控制技术,设计一种全自动机械手,机械手整体采用直角坐标型设计方案;机械手由6只料手构成,并配置单片机称量装置,实现自动计量;料手采用多指结构,通过控制料手动作,实现抓取物料和卸放充填包装;机械手水平往复运动和竖直上下运动由PLC控制实现;结果对机械手样机进行试验研究,结果表明该机械手能够模仿人工操作,可以实现对短小丝条状物料的拾取、计量和充填。结论该机械手的设计原理可行,为短小丝条状物料的全自动化包装奠定了技术基础。     

电-气复合驱动柔性机械手的设计与研究

目的 针对轻工业、食品行业中被抓取对象物性多样、尺寸范围较大等问题,设计一种通用的欠驱动柔性机械手。方法 根据机械手需要满足的功能设计机械手结构,运用Matlab软件中的Fsolve函数求解机械手中指节、指尖节相对转角与笔形气缸压力的关系,并以此绘制机械手的工作空间图,建立机械手的简化抓取模型,并以500 mL的啤酒、160 mL的可乐为抓取目标进行机械手抓取计算。结果 机械手的尺寸自适应连续宽度范围为0～200 mm,在适应被抓物体尺寸大小的同时可以对机械手与物体间的接触力进行精确控制。结论 设计的机械手抓取范围较大,装有扭弹簧的串联双铰链结构使机械手无需传感器就可以实现对目标的可靠抓取。     

水下机械手动力学研究综述

水下机械手是作业型水下机器人的首选配置装备,其具有运动灵活、抗干扰性强等优点,获得了国内外学者的广泛关注。针对水下机械手的功能、结构特征、动力学性能及控制方法,现已有大量学者开展研究,其中动力学分析是研究核心,但目前缺乏对其的系统性总结。为此,聚焦于水下机械手动力学的研究方法与技术,首先对水下机械手用于不同水下作业时的功能和设计特征进行了总结;然后对水下机械手的动力学建模方法进行了分类和比较,主要包括基于误差补偿的动力学建模方法和基于水动力学模型的动力学建模方法;最后对惯性及黏性水动力学模型的构建方法进行了详细描述。通过对比不同的水下机械手动力学建模方法,指出了未来可研究的新方向。研究结果可为后续的水下机械手研究提供一定参考。     

机器人轨迹跟踪的模糊控制方法

首先设计基于神经网络的智能型机械手,此框架可以引入先进算法,扩充系统功能。然后提出多控制系统避碰智能决策系统解决方法,保障使用的安全:不产生误动作,最后给出基于多智能体系框架结构,完成智能化机器人的总体设计。     

一种适应多型号缸体工件搬运的机械夹手设计

为提高生产效率,降低人工成本,现生产线由人工装配柴油机缸体升级为由机器人自动化搬运装配生产线;现设计一种缸体搬运机械手,机械手由气缸与直线导轨、手指、法兰相连接,实现一个手指的横向移动,另一个手指固定不动。夹手两侧有定位顶尖,定位顶尖与缸体曲轴两端中心孔配合,提高抓取夹持定位精度;改进后机械手不仅能兼容多种型号工件搬运,而且定位精度高,调试方便,且设备成本大大降低。设备性能稳定可靠并已运用到实际生产中。     

一种包装机械手及其控制的研究

目的为提高酸菜丝、榨菜条等短小丝条状类物料连续包装过程的自动化程度和生产效率,研究一种具有自动充填与计量功能的机械手及其有效的控制方法。方法机械手是一气动控制系统,由3个气缸分别实现水平运动、竖直运动和抓料卸料动作,由单片机数据采集与显示系统来实现机械手抓料质量的检测与显示,由PLC实现对整个系统的控制,采用目标观测型变结构仿人智能控制,确保达到控制精度要求。结果在实验室对样机进行了试验研究,气源压力为0.35 MPa,控制信号频率为20 Hz时,料手下端与取料水平面距离为100 mm条件下,机械手完成一个竖直运动循环所需时间小于4 s,每300 g充填质量误差不大于2 g。结论理论分析和实验结果表明,短小丝条状物料包装机械手和控制方法是可行的。     

智能隐身材料的研究现状

智能隐身材料由于具有传感、控制、执行的能力,获得了比常规隐身材料更优越的功能,本文概述了智能隐身材料的研究现状,并对智能隐身材料的主要研究方向为智能蒙皮、可见光及红外智能隐身、智能声隐身和雷达波智能隐身分别作了简要介绍。     

基于模糊RBF神经网络的水下机械臂控制研究

针对水下复杂工作环境下机械臂控制性能易受影响,而传统控制方法效果不佳的问题,提出了一种基于模糊RBF（radial basis function,径向基函数）神经网络的智能控制器,用于精确、稳定地控制水下机械臂。考虑到在水扰动环境下,机械臂通常受到附加质量力、水阻力和浮力的影响,运用拉格朗日法和Morison方程,建立包含水动力项的二杆机械臂动力学模型,通过模糊RBF神经网络对水下机械臂动力学方程中的水动力不确定项进行总体识别并拟合,利用模糊系统启发式搜索和RBF神经网络推理速度较快的优点,使水下机械臂系统具有较高的控制精度和较强的自适应性。考虑到水动力项,采用Lyapunov稳定性理论验证了水下机械臂系统的稳定性。最后利用MATLAB对二杆机械臂进行轨迹跟踪控制仿真实验,并对比模糊RBF神经网络与常规RBF神经网络识别方法和传统模糊控制方法的控制效果。仿真结果表明：与常规RBF神经网络识别方法相比,模糊RBF神经网络控制下二杆机械臂关节1的响应时间缩短了91%,相对误差减小了88%,关节2的响应时间缩短了92%,相对误差降低了77%;与传统模糊控制方法相比,关节1的相对误差减小了65%,关节2的相对误差减小了10%。研究结果表明模糊RBF神经网络的控制效果优于常规RBF神经网络识别方法和传统模糊控制方法,可为水下机械臂的控制提供一种精度较高、较有效的方法。     

液压驱动机械臂的设计与关节驱动分析

设计了一种新型六自由度串联机械臂,并提出了基于液压摆动缸的机械臂驱动关节控制方法。机械臂驱动关节由两个输出轴相互垂直的液压摆动缸提供动能,驱动形式采用闭环液压驱动,闭环控制系统由上位机、信号控制卡、电位传感器等组成。建立了该机械臂的三维模型,应用D-H方法对其进行了运动学建模和正向运动学分析,最后对基于液压摆动缸的机械臂驱动关节控制方法进行了实验分析,得出了机械臂关节运行速度与脉宽调制(PWM)调速占空比的关系,根据实验结果得出了相应的运动曲线关系,为串联机械臂位置控制、运动路径控制研究提供了基础。     

摆杆式操作机钳杆平升降缓冲刚度与阻尼研究

针对摆杆式锻造操作机钳杆吊挂系统的液压缸与蓄能器组合缓冲装置,以平升降运动为例,提出基于动力学理论分析获得缓冲刚度与阻尼的思路,据设备结构形式简化吊挂系统的物理模型,利用拉格朗日法分析平升降运动的动能及势能,建立吊挂系统平升降动力学模型。以50 kN操作机为例,在Matlab中求解动力学方程,获得缓冲装置刚度及阻尼对吊杆摆动角、工件质心位置、钳杆摆角的变化规律,分析刚度及阻尼对平升降运动的影响,提出确定缓冲装置刚度及阻尼的方法,为摆杆式锻造操作机缓冲装置油缸与蓄能器设计提供理论依据。     

缓冲特性可控的智能气囊装置实验研究

提出了一种可对气囊排气口进行实时主动控制的气囊装置，称为智能气囊。智能气囊是一种应用智能材料结构设计的智能缓冲构件，能在碰撞过程中实现主动缓冲，可使缓冲过载更为平缓。在对气囊内不可压流分析的基础上，推导了理想缓冲时排气口面积变化规律，并建立了主动缓冲模型。在此基础上设计了智能气囊实验装置，采用独立的传感、驱动、控制元件及气囊。驱动机构采用层叠电致伸缩驱动器设计．实验显示该机构具有良好的驱动性能；控制采用了一维的模糊控制方法。控与不控的对比实验证实了智能气囊装置具有主动缓冲功能。     

基于家居生活体验的卫浴产品智能化设计研究

目的 从家居生活体验中的“幸福感”出发,分析现有家居智能卫浴产品的各项智能功能属性,提出家居卫浴产品中存在的智能化需求点,建立智能卫浴产品用户需求模型,通过设计实现对家居智能卫浴产品的优化,让用户在使用卫浴产品的过程中拥有便捷、舒适和被关怀的幸福体验。方法 运用Kano用户需求分析模型,结合Better-Worse系数,将用户对现有智能卫浴产品的各项智能功能,按满意度和需求优先级进行分类与筛选。结果 得出智能马桶的各项功能相对而言较为完备与成熟,其他智能卫浴产品仍有待提高。智能节能、手机智能控制、安全故障提醒成为智能卫浴系统中的关键。结论 通过对用户行为及卫浴产品的智能化需求分析,将兴奋性需求作为未来智能卫浴产品设计的重点,可有效提高用户在实际使用家居卫浴产品过程中的体验,提升家居生活的幸福感。     

城市红色文化资源的智能化设计研究

目的 通过智能技术手段,深入挖掘和展示城市中红色文化的内涵和价值,提升文化的展示效果和用户体验,传承与发展城市中的红色文化资源,促进红色文化产业的发展和强化城市红色文化教育功能。方法 通过研究相关文献深入了解城市红色文化资源的形成、发展及现状,实地考察城市红色文化资源,了解其地理位置、建筑风貌、历史背景等,对城市红色文化资源智能化设计过程中的经验和实践进行归纳和总结,形成一套较为完善的智能化设计方法和理论体系,为后续的设计提供指导和支持。结论 智能化设计可以通过对红色文化资源的保护、传承和展示,推动红色文化产业的发展,开发具有特色的红色文化产品和服务,吸引更多的游客和消费者,提升城市的形象和品牌价值,增强城市的文化软实力。同时,智能化设计通过利用先进的数字化技术、智能化展示等手段,可以推动城市科技创新和发展。     

Study of Failure Diagnostic Methods and Intelligent Diagnostic System for Reciprocating Compressors

Three categories of failure diagnostic methods for reciprocating compressors are classified according to the signals adopted by the diagnosis.They are parameter method,vibration method,and oil analysis method.In this paper,the applicable range and operational difficulties of these methods are discussed on the basis of analysis and induction upon normal failure.It is proposed that a compressor‘s normal failure can be divided into thermodynamical property failure and mechanical function failure.As to the former,the parameter method that takes a cylinder pressure signal as the main diagnostic signal may be applied;and as to the latter,the vibration signal frequency spectrum can be used to diagnose.At the same time,the structure of an intelligent diagnostic system based on neural networks is introduced,and its schematic is given.     

Design, analysis and fabrication of a novel three degrees of freedom parallel robotic manipulator with decoupled motions

Most of the existing parallel robotic manipulators have coupled motion between the position and orientation of the end-effector. The complexity of the multi-axial manipulation produces the difficulty to control. This research deals with a lower mobility parallel manipulator with fully decoupled motions. The proposed parallel manipulator has three degrees of freedom and can be utilized for parts assembly and light machining tasks that require large workspace, high dexterity, high loading capacity, and considerable stiffness. The manipulator consists of a moving platform that is connected to a fixed base by three pairwise orthogonal legs which are comprised of one cylinder, one revolute and one universal joint respectively. The mobility of the manipulator and structure of the inactive joint are analyzed. Kinematics of the manipulator including inverse and forward kinematics, velocity equation, kinematic singularities, and stiffness are studied. The workspace of the parallel manipulator is examined. A design optimization is conducted with the prescribed workspace. It has been found that due to the special arrangement of the legs and joints, this parallel manipulator possesses fully isotropic. This advantage has great potential for machine tools and coordinate measuring machine. The experiment on the prototype verifies its feasibility as a portable parallel robotic machine tool.