城市街区自助图书馆机械手运动规划与力控制系统设计

城市街区自助图书馆系统是在物联网基础上兴起的文化建设项目,是一种新型的图书馆发展模式。自助图书馆机械手作为图书传输的执行部件,具有借书传输、还书传输、自动分拣的功能,是自助服务效率和安全传输的关键。论文首先介绍了机械手图书传输的实现方式和机械手图书夹持装置的结构,然后对机械手进行了运动规划。在此基础上,基于单片机、运动控制卡和PC机对机械手控制系统进行了设计。市场反馈表明该机械手控制系统运行稳定,很大程度上提高了图书传输的安全性和自助服务的效率。     

水下机械手控制系统研究

为了研究海洋环境下水下机械手智能控制相关技术,在研究室所研制的无人无缆自主式水下机器人用机械手的基础上,从控制系统硬件和软件两个方面进行了水下机械手控制系统设计;为了实现上位机和下位机之间的信号传输,制定了双向通信协议;最后进行了调试实验,其结果验证了所设计的水下机械手控制系统的正确性和可靠性.水下机械手控制系统的设计为水下机械手智能控制研究奠定了基础.     

基于PLC的大范围运动与高精度对准控制

针对掩模版传输过程中的大范围运动与高精度对准这两个关键问题，本文采用基于PLC的全闭环位置控制方法，设计了用于掩模版传输和对准的机械手控制系统。对于大范围运动，利用旋转编码器和光栅尺检测机械手的速度和位移，构成三闭环控制系统。对于高精度对准，利用四象限探测器检测掩模版位置与姿态偏差，构成四闭环控制系统。实验结果表明，利用本文控制系统，机械手在大范围传输和高精度对准时的速度和精度都可以满足生产要求。     

基于AT89C51单片机的四自由度机械手设计

在介绍了机械手应用前景的基础上,着重的进行了四自由度机械手控制系统的软、硬件设计,其控制核心是AT89C51单片机。由于51单片机的经济灵活性~([1]),使机械手控制系统的后期修改维护更加方便快捷。     

高速制袋机智能化机械手设计

针对传统制袋机生产效率低和机械手柔性、响应速度不高的问题,提出一种高速制袋机智能化机械手。首先,在分析智能化机械手功能的基础上,设计机械手机械机构;在此基础上,研究智能化机械手控制系统,包括动作控制和夹持力控制,利用基于H∞控制理论的混合灵敏度方法设计机械手夹持力控制策略。测试结果表明,该智能化机械手具有较好的柔性,能准确、快速输出最合适的夹持力度,响应速度提高33.33%左右。     

基于PLC的锂电池等级分选装备控制系统

为了提高锂电池生产过程中的分选效率和精确度,提出了一种对锂电池进行等级分选的控制系统。给出了分选装备的总体结构和抓取机械手的详细结构,并进行了控制系统的软、硬件设计,使系统集成了锂电池的抓取、扫码、喷码、分选和装盘功能;设计了锂电池等级分选策略,保证机械手抓取时序的同时提高了分选效率。最后,进行了分选装备的实物装配和程序搭建,通过实验验证了控制系统的有效性。     

基于PLC的气动摆模机械手控制系统设计

为了提高混凝土预制件生产线效率,设计了基于PLC的四轴气动摆模机械手控制系统。该系统以S7-200 PLC为控制核心,Smart 700为人机界面。分析了机械手的结构与功能,在此基础上设计了控制系统的硬件组成,根据机械手的实际作业需要和工作流程的特点,完成了软件系统的编写。试验结果表明该控制系统抗干扰能力强,控制精度高、性价比高、性能稳定、操作简单,同时具有良好的可扩展性和可维护性,能满足摆模需求,符合工业应用要求。     

基于PLC的上药机械手控制系统研究

为了提高上药机械手在自动化药房中的上药效率,保证上药系统的稳定性,设计了以PLC为核心的控制系统,既保证了机械手严格按照先后逻辑关系动作,也实现了对其运行过程的监控,提高了控制系统的安全性、稳定性。实际应用结果表明:机械手能够准确、稳定地作业,大幅提高了自动化药房的上药效率。     

自动化药房存取药品机械手的设计

在分析了国内医疗单位药房现状及对现有的自动化药房进行研究的基础上,提出了一种新型自动化药房存取药品机械手。通过改进机械结构提高对药品处理效率的同时,增设位移补偿装置,可自动实现机械手与储药架间空隙的自动补偿,以提高取药过程的稳定性。介绍了该机械手的工作原理及各组成部件的结构和功能,对各执行机构控制系统硬件及软件进行了设计。新型自动化药房存取药品机械手的设计及应用提高了医院药房的工作效率和药品调配的自动化水平。     

基于三菱PLC的装卸车机械手控制技术应用

文章以某陶瓷厂卫浴生产线中青坯装卸车机械手为研究对象,搭建了以三菱高性能Q02H PLC、定位模块QD75M4、通讯模块QJ71C24N及E-view触摸屏为核心的控制系统硬件构架。在机械手运动路径规划基础上,优化了示教数据,利用三菱PLC编程软件GX-Developer、伺服控制软件GX-Configurator-QP及触摸屏软件EV5000_V1.5联合开发了机械手软件控制系统,并根据机械手实际运行状态,合理设置伺服增益参数,实践证明该机械手示教方便、运行稳定、减轻了劳动强度并提高了生产效率。     

THEORETICAL DESIGN AND MOTION PLANNING OF NONHOLONOMIC MANIPULATOR

A new nonholonomic transmission mechanism is proposed based on the nonholonomic the-ory and nonlinear control principle, and combined with conditions of the nonholonomic motion plan-ning and control, that is researched to compose method of the motion transfer chain from this transmis-sion mechanism, on which a new nonholonomic manipulator is designed. This nonholonomic manipu-lator is a controllable multi-joint manipulator that actuated only by two-servo electromotor Its motionexpresses the characteristic of nonholonomy constraint and nonlinear, and that also satisfies thechained form convertibility. And then, using the nonlinear control principle of chained system, motioncharacteristic of the nonholonomic manipulator is applied. From simulation verification and analysis,the usefulness of the theoretical design and control strategies is shown, and that is important in designand research of handiness robot and multi-finger robot hand.     

基于积分分离式 PID 的三连杆机械臂传动控制方法

提出基于积分分离式 PID 的三连杆机械臂传动控制方法。将三连杆机械臂看作一个机械系统,构建动力学模型,拆解分析模型中每个元素。将三连杆机械臂的运动状态划分为退化、摇起以及平衡 3个阶段。根据每个阶段的定义公式,判断机械臂是否满足条件,随时切换运行状态,直至切换至平衡阶段停止。在积分分离式 PID 算法中,给定一个控制系数阈值,并与机械臂当前阶段采样差对比,选择合适 PD 、PID 控制算法。搭建实验测试环境,通过与其他算法展开对比,结果表明,所提方法具有最高的控制效率和机械臂运行精度。     

基于运动控制卡的五自由度机器人控制系统的开发

针对一个五自由度的机械手,设计了基于运动控制卡的控制系统.该系统控制采用的"PC+运动控制卡'开放式方案,利用运动PCI1243U运动控制卡产生脉冲和方向信号.通过Microsift VisualB编辑界程序,实现运动学计算,计算出关节坐标,调用控制卡中的运动函数库,实现对机器人运动实现控制.     

漂浮基柔性空间机械臂协调运动的非线性鲁棒自适应控制

针对具有外部扰动与参数不确定或未知的情况,讨论漂浮基柔性空间机械臂系统的协调控制与柔性振动抑制问题。基于假设模态法对柔性臂杆进行近似描述,并利用第二类拉格朗日方程与系统动量守恒关系,推导带外部扰动的漂浮基柔性空间机械臂系统的动力学方程。以此为基础,提出漂浮基柔性空间机械臂系统协调运动的非线性鲁棒控制与非线性鲁棒自适应控制方案。此两种控制方案均可克服外部扰动对系统的影响,控制漂浮基柔性空间机械臂系统载体姿态与机械臂各关节铰完成期望的协调运动,同时有效地抑制了臂杆的柔性振动。除此之外,非线性鲁棒自适应控制方案还可以解决系统惯性参数不确定或未知的问题。系统数值仿真结果证实了所提控制方案的有效性和可行性。     

基于 PI 控制策略的生产线搬运机械手电气控制系统设计

机械手运动过程相对复杂,而各机构的运行力量会对机械手控制造成影响,导致机械手电气控制效果较差,为此设计基于 PI 控制策略的生产线搬运机械手电气控制系统。在系统硬件部分,重点设计电源模块、数据存储模块和电机驱动器;在系统软件部分,对生产线搬运机械手进行运动学建模,采用 PI 控制策略建立控制模型,以此实现生产线搬运机械手电气控制。实验结果表明,该系统稳定性较好、运动精度高,并且在各个功能的控制上花费的时间较少,有效提高了机械手电气控制效果。     

具有外部扰动的漂浮基空间机械臂姿态与关节协调运动的Terminal滑模控制

讨论了载体位置无控、姿态受控情况下,具有外部扰动的漂浮基空间机械臂载体姿态与机械臂关节协调运动的控制问题。结合系统动量守恒关系及拉格朗日方法,建立了漂浮基空间机械臂完全能控形式的系统动力学方程,并将其转化为状态空间形式的系统控制方程。以此为基础,根据Terminal滑模控制技术,给出了系统相关Terminal滑模面的数学表达式,在此基础上提出了具有外部扰动情况下漂浮基空间机械臂载体姿态与机械臂关节协调运动的Terminal滑模控制方案。提出的控制方案不但确保了闭环系统滑模阶段的存在性,同时通过Terminal滑模函数的适当选取,还保证了输出误差在有限时间内的收敛性。此外,由于确保了无论何种情况下系统初始状态均在Terminal滑模面上,从而消除了其它滑模控制方法常有的到达阶段,使得闭环系统具有全局鲁棒和稳定性。一个平面两杆漂浮基空间机械臂的系统数值仿真,证实了方法的有效性。     

6自由度3-PRPS并联机器人运动规划分析及仿真

6自由度3-PRRS机构是基于Stewart平台设计出来的一种特殊构型的新型并联机构。为了准确分析该机构运动学特性并从运动规划角度研究机构关键参数与机构运动的关系,建立了有效的运动学模型对机构进行分析,给出了位置反解,同时面向工程应用提出了运动规划,然后利用ADAMS软件进行仿真分析。其中建立了不同平台尺寸比率k的模型,对动平台施加运动来观察、研究比率k的变化对连杆运动产生的影响,给出了3-PRRS机构关键参数比率k与机构运动的关系。分析结果为该类型机构位置反解研究提供了可行路径,避免了大量的数学计算和编程工作,提高了工作效率;并有助于在3-PRRS机构设计中,针对不同应用场景合理选择不同的参数模型。     

同步带传动机械手的建模与振动控制研究

为了实现硅片在测试过程中的自动传输,设计了一种同步带传动的机械手.由于同步带的柔性,在运动的过程中不可避免的带来振动.为了得到平稳的运动,建立了同步带传动机械手的数学模型,从机械设计和控制算法两方面来抑制机械手的振动,并通过计算机仿真进行了验证.     

Contribution to the design of robotized tele-echography system

This paper introduces the design of a master-slave robotized system for tele-ultrasound application. The objective of these researches is to design the slave manipulator of this system and its control device (master part). The specification process of the architecture kinematic is based on the analysis of expert’s gesture during ultrasound examinations. These studies have been carried out using a motion capture system. The medical gestures were analyzed in terms of ultrasound probe attitude and used in the definition of the kinematics specifications of the proposed manipulator. The Spherical Parallel Mechanism is selected because its characteristics meet the constraint requirements. The optimal synthesis of spherical parallel manipulators is performed using a real-coded Genetic Algorithm based method. Simulations on the actuator responses of the structure allowed us the validate it. In order to control this robot, we have also designed a haptic device that provides easiness to use as well as force feedback. Its orientation control strategy is based on a use of an adaptative kalman filter which efficiency was demonstrated during experimentations.