基于三杆滑块变胞机构柔性机械手设计及分析

柔性机构通过自身弹性变形存储、释放能量。变胞机构在运动过程中,具有改变构件数目,使原机构发生奇异变形的特性。设计一种运用柔性机构与变胞机构相结合的针管夹持注射装置,通过调整机械手开口大小抓取不同尺寸针管,适用范围广。针管夹持机械手由三杆滑块机构组成,在机械手指指尖夹持部分安装力传感器。通过推动气缸使机构发生变胞运动,完成机械手对针管的抓取。启动另一个气缸,推动活塞完成针管的注射。通过ANSYS仿真分析,证实了设备的可行性与安全性。运用MATLAB软件对气缸的运动位移与杆件的旋转角度进行运动学分析。设计的机构在医疗机械领域有着较好的应用前景。     

一种基于六构件变胞机构的气动柔性抓取机械手的设计

变胞机构与常见的定自由度机构相比,具有特殊的性能。阐述一种以气体为驱动力的自适应变胞机械手,该机械手简化为两个手指,以一个气缸驱动,每个手指有两个转动关节,在每个手指夹持部位衬以硅胶并贴以力传感器,控制气缸压力,致使夹持力可在一定设定范围内进行调整,是一种具有一定柔性的执行器。该执行器将变胞机构的工作原理和气体柔性驱动技术相结合,是一种基于六构件变胞机构的气动自适应柔性抓取机械手。阐述了该机械手的机构结构原理,并对该机械手进行了运动分析。该机械手在果蔬采摘,人体推拿执行器中具有广阔的应用前景。     

近恒力输出的锻造操作机夹持装置研究

为充分发挥锻造操作机的夹持能力,有效分析操作机夹持装置的结构特点,通过研究操作机夹持轴类零件和饼环类零件的典型应用工况,分析钳口销轴中心距对操作机所需夹持力的影响和操作机夹持装置应满足的条件,明确了操作机夹持装置近恒力输出的必要性。综合考虑夹持装置对操作机其他部件的影响,确定了夹持装置的整体结构。根据夹持装置的结构特点,研究夹持装置的传力比,分析夹持装置的关键参数和确定方法,阐述近恒力输出夹持装置的设计思路。根据近恒力输出夹持装置的研究思路,理论计算300 kN和600 kN操作机的近恒力夹持机构,对原机构和近恒力输出机构进行比较分析,确定了研究成果的可行性,为锻造操作机夹持装置的结构设计和理论研究提供了条件。     

一种新型变胞装载机械手的设计

应用变胞机构理论进行装载机构的研究,设计出一种能满足工作需求的新型变胞装载机械手。该机械手可根据工作需求改变拓扑结构,只需一台电动机进行驱动,就能完成全部装载工作。对新型变胞装载机械手的结构组成情况及工作原理作了详细介绍;应用机构简图、拓扑图等描述机构构态;采用关联矩阵及异或逻辑运算方法分析变胞机械手的构态变化过程;根据基因建模理论建立机械手的基因模型,并对机械手的构态演变与进化进行讨论。     

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。     

变刚度柔性夹持装置的研究进展

变刚度柔性夹持装置既保留了软体驱动器的柔顺特性，又有效提高了夹持装置的夹持力。根据结构及驱动方式的不同，变刚度柔性夹持装置主要可分为包含内骨骼或外骨骼结构、基于干扰(阻塞)效应、内嵌低熔点合金或聚合物等3个种类。包含内骨骼或外骨骼结构的夹持装置无法实现刚度的灵活调节；基于干扰效应的夹持装置的两种典型结构中，层干扰比颗粒干扰的刚度调节范围更大，但其结构更复杂，导致制造困难；而内嵌低熔点合金或聚合物的夹持装置，其最大缺陷为响应时间过长，且对设备和驱动器的绝缘以及耐热性能的要求较高。通过分析和总结目前变刚度夹持装置的研究现状，指出目前在该研究领域被忽视的关键问题主要包含3个方面：1)缺少变刚度机理方面的深层次研究；2)缺少变刚度柔性夹持装置可靠性和寿命的研究；3)缺少变刚度柔性夹持装置的应用研究。     

基于附加弹簧双滑块四杆机构的柔顺恒力机构设计

给出一种基于伪刚体模型的柔顺夹持器设计方法。基于附加弹簧双滑块四杆机构构造了一种具有恒力特性的柔顺夹持机构。建立了机构位置分析模型,利用虚功原理构建运动静力学方程,分析弹簧刚度对机构输出特性的影响,获得了具有一种恒力特性的柔顺夹持机构设计方法。基于伪刚体模型,将附加弹簧以柔性模块替代,得到一种新型柔顺恒力机构。利用有限元分析软件验证该机构理论模型建立柔顺恒力机构的可行性;构造了一种具有对称结构形式的新型柔顺恒力夹持器。该柔顺恒力夹持器的设计方法也可应用于其他类型附加弹簧机构的非线性刚度特性柔顺机构设计。     

高温换模夹持装置的设计方案与仿真验证

提出一种具有三自由度、刚性好、耐高温且安全可靠的用于换模机械手的高温换模夹持装置的设计方案。详述了高温换模夹持装置组成与功能,重点阐述了高温换模夹持装置的夹持机构、伸缩机构和升降机构的设计原理。利用DELMIA软件对设计方案进行运动学仿真,仿真结果表明,该夹持装置可以沿X、Y、Z三个坐标方向运动,实现对高温模具进行夹持、升降和伸缩,能够满足使用需求。     

基于变胞原理的自动垃圾车装车机械手的设计与分析

多功能阶段变化特征、多拓扑结构变化特征和多自由度变化特征是变胞机构最主要的特征,因此变胞机构尤其适应于在不同工作阶段完成不同工作任务等要求的工况。应用功能分析法,通过研究现有的垃圾车装车机械手的运动情况,设计开发了一种新型变胞机械手,该机械手只需一台直线驱动装置就可完成垃圾车用机械手的动臂伸缩动作、手抓夹紧动作和动臂翻转的动作。采用机构简图表达法、邻接矩阵表示法、拓扑结构分析法等方法分析了该变胞机械手的不同工作子阶段的机构的功能与构态解析。     

矿用机械手的设计

根据煤矿对枕木或支柱的放置工艺和性能要求,设计了一种工作机构——矿用机械手,实现抓取并夹持工件-旋转-松开放置工件一系列动作;设计了机械手各关节,利用SolidWorks三维软件建立实体模型;通过详细计算和分析,最终确定机械手的抓取机构、扭转机构和摆动机构。