基于TRIZ理论的苹果采摘机器人末端执行器的设计

以苹果为采摘对象,研究苹果的物理性质,制定末端执行器的设计要求,阐述TRIZ理论的原理和方法,结合设计要求应用TRIZ理论解决问题的方法合理安排末端执行器的设计流程,最终设计出符合要求的苹果采摘机器人末端执行器。     

基于TRIZ理论苹果采摘机器人的设计与分析

针对现阶段人工采摘苹果效率低、劳动强度大、采摘设备功能单一的问题，以TRIZ理论为基础，通过发明原理的启发，对苹果采摘机器人的末端执行器、运输装置、收集箱和其他结构进行了创新设计，设计出一款集采摘、收集、分拣功能于一体的机器人。建立采摘机械臂的D-H模型，运用Matlab对机器人的工作空间进行了分析；通过Adams对机器人采摘过程进行运动仿真，并制作1∶3实验样机，对各部分功能可行性进行了验证。结果表明，该机器人的各部分功能完善、设计合理、运行可靠、满足使用需求，为后续机器人的进一步研制和改进提供了理论支撑。     

荔枝采摘机械手机构设计及运动学仿真

为促进荔枝采摘机械化,基于荔枝的生物学特性与栽培方式,对荔枝采摘机械手进行了机构设计,确定了其结构形式和自由度数目;采用D-H坐标系建立了荔枝采摘机械手运动学模型,通过反变换法和分析机械手机构及末端连杆的位姿特性求得运动学方程的逆解,为机械手运动控制提供了理论基础;运用Matlab软件对其进行了运动学仿真,验证了机械手连杆参数设计和轨迹规划的合理性,为荔枝采摘机械手的进一步研制提供了理论基础.     

一种基于机器视觉的苹果采摘机器人

为了实现苹果采摘任务,设计了一种由4个自由度的机械手、双目立体视觉系统和气动比例控制系统组成的苹果采摘机器人.提出了基于苹果形心特征立体匹配的图像识别算法,利用三角测距原理获取苹果形心的三维坐标.利用D-H方法对机器人进行了运动学分析,得到了机器人的正解、逆解及工作空间.在此基础上,利用Visual Studio编写控制程序并制作机器人样机进行了实验.实验结果表明,立体视觉系统在工作距离小于1 000mm时,定位误差约为1％,可满足苹果采摘机器人在大多数采摘作业环境下的工作要求.     

苹果采摘机器人末端设计及运动仿真

苹果在我国农业生产中占有重要地位，不仅是最主要的经济果树之一，而且在产量、种植面积及出口量上均居世界第一。产量大、范围广、种植地形复杂、分布零散等因素造成了苹果采摘困难、不及时、损失大等一系列问题。为了实现苹果的时效化、无损化采摘，设计一种负压式五自由度采摘机器人，基于标准型D-H参数建模方法对机器人的正、逆运动学进行求解，并利用ADAMS软件并建立机械臂的虚拟样机，通过运动学与动力学仿真分析，最终获得末端吸口的运动位移、速度、加速度及各关节角速度、驱动力矩的变化曲线。通过分析变化曲线，验证了机器人满足工作要求，结构设计合理，运动过程平稳无振荡，同时也为后续的控制系统研究奠定了基础。     

基于虚拟样机技术的水果采摘机器人设计

分析了目前国内水果采摘机器人的结构特点,提出了一种球形水果采摘机器人的总体结构方案,并采用虚拟样机技术重点设计了机器人的行走机构和末端执行器.在UG环境下建立了机构的虚拟样机模型,然后通过UG和ADAMS良好的接口直接导入ADAMS,实现了机器人机构的运动学性能仿真分析.该机器人的主要特点是能够适应恶劣的地面环境、对果实伤害小、采摘效率高,能够为进一步研究开发实用型水果采摘机器人提供基础.     

基于TRIZ理论重载浇注机器人创新设计

TRIZ理论已成为工程领域技术创新的研究热点，文中针对传统浇注机器人存在的问题，运用TRIZ理论描述了设计中存在的技术冲突和物理冲突，确定了对应的TRIZ冲突矩阵和解决原理，并应用物理矛盾分离原理、系统裁剪法及物场分析方法进行建模分析，给出了相应的结构设计方案，有效解决了传统浇注机器人灵活性差、负载小、浇注流量无法实时控制等问题。     

3-PUPU并联机器人运动学分析

提出一种3-PUPU并联机器人机构,结合其结构特点,利用螺旋理论分析了该并联机器人末端执行器的自由度,采用三点坐标法为该机器人建立运动学模型,再利用解析法对机器人末端执行器进行运动学分析研究。最后根据一组算例通过MATLAB仿真得出该并联机器人末端执行器的位移、速度、加速度曲线,对理论推导的正确性加以验证。     

基于TRIZ的折叠搬运车的设计

基于TRIZ理论中的矛盾冲突解决理论,按照TRIZ创新的步骤,建立了TRIZ问题模型及矛盾矩阵,查找到适用的发明原理,通过对发明原理的运用与借鉴,提出了折叠搬运车的创新设计方案并建立了三维模型,进一步验证了方案的合理性。将TRIZ理论应用到结构创新设计的过程,能够提高创新的效率,解决发明中遇到的实际问题。     

一种欠驱动苹果采摘机器人末端执行器的设计

提出了一种实用型欠驱动苹果采摘机器人三指末端执行器,并运用Unigraphics NX进行了机构设计及三维模型的创建。通过设计多指节手指和腱绳结构,以达到提高机构抓取灵活性的目的。基于手指抓取动作的运动原理,分析了腱绳力与关节转矩之间的关系。以保证不损伤苹果表面的极限载荷为设计约束条件,以实现机构运动的可靠性和灵活性为目标,设计了抓取机构的关键零件扭簧,确定了扭簧的结构参数。这种新型欠驱动末端执行器可以有效提高机构的灵活性和适用性,对不同尺寸、近球状的其他果实,具有一定的抓取适用性。     

Quantum Cooperative Robotics and Autonomy

The intersection of Quantum Technologies and Robotics Autonomy is explored in the present paper.The two areas are brought together in establishing an interdisci...     

考虑进油孔有限长滑动轴承油膜力的近似解析解

针对具有进油孔的有限长滑动轴承油膜力求解问题,采用变分原理和分离变量法,求得了有限长滑动轴承油膜压力分布的近似解析表达式。将油膜压力分布的近似解析表达式在油膜存在区域上进行积分,即得到了油膜力。将提出的计算有限长滑动轴承油膜力方法与无限长轴承模型、有限元方法的计算结果进行了比较,发现了提出的方法与有限元方法的计算结果很接近。最后,研究了进油孔位置和进油压力对油膜存在区域、油膜力等的影响,研究结果表明进油孔位置和进油压力对油膜存在区域和油膜力有较大的影响。     

三绕组变压器的双绕组等效建模及在Matpower中的应用

针对实际电网存在着大量的三绕组变压器,但国际上一些著名商业软件,如BPA仿真软件、Matpower这一权威潮流计算开源软件,均只提供双绕组变压器模型,限制了其在具有三绕组变压器的电力系统中的应用的问题,潮流计算是自主开发的电力系统各种应用软件的核心模块,因此依托国际权威开源程序进行二次开发,是一种较好的选择。对Matpower要求的数据格式进行了归纳,对变压器的一般的等值电路及带理想变压器的等值电路和带标幺值的等值电路进行了分析研究,提出了三绕组变压器转换为双绕组等效模型的建模方法,使得原先只适应双绕组变压器的潮流计算软件可以适用于三绕组变压器电网的潮流计算;最后以Matpower软件为例进行了案例计算,并用PSASP仿真软件进行对比验证。研究结果证明,所提出的建模方法是有效的。     

On the Relation of Load to Average Gap in the Contact Between Surfaces with Longitudinal Roughness

A computer simulation model for the contact between longitudinally-oriented rough surfaces has been formulated. This model closely duplicates the actual surf ace contact deformation behavior by taking into account the elastic interactions between the asperities. There were no assumptions made about the shapes, or any deformation behavior of the asperities, except for their obeying the laws of elasticity. The plastic deformations on the high asperity peaks were taken into account by setting a ceiling on their contact pressures at the material hardness value. The simulations used real surface profiles which were digitized from unworn circumferentially ground steel surfaces. Each pair of these profiles was mathematically combined to form an equivalent rough profile pressing against an infinitely rigid flat and having the appropriately adjusted elastic modulus. A total of 28 different pairs of profiles were used in the simulations. Each contacting pair was subjected to 30 different load levels and the local contact pressures and deformations were calculated. The contact simulations yielded some important mathematical relationships between parameters, such as the real area of contact, average gap, and average asperity load through statistical curve fitting. Two analytical functions were generated to relate the average load to average gap and the real area of contact to load.     

电站锅炉模糊风险评价方法研究与应用

针对电站锅炉风险等级评价问题,将模糊综合评价技术应用到电站锅炉风险等级评价中。开展了电站锅炉失效影响因素及模糊评价因素的重要程度分析,建立了一套科学合理适于在线评价的电站锅炉风险评价体系,提出了模糊综合评价技术与改进的模糊层次分析法相结合的模糊风险评价方法,利用改进的模糊层次分析法计算了指标体系中各层指标权重。对某一台电站锅炉的实际运行工况影响子因素进行了模糊风险评价,采用模糊合成算子进行模糊综合运算得到电了站锅炉运行工况影响子因素的评价向量。研究结果表明:电站锅炉的运行工况影响子因素的风险评价等级为第6级,失效可能性等级为小,该电站锅炉运行工况良好。     

基于多目标非支配解提取法的电力系统无功优化

针对传统的电力系统多目标粒子群优化算法采用权重系数法将多目标转化为单目标,从而忽视了各目标函数间的竞争关系这一问题,提出将非支配解提取法运用到电力系统多目标无功优化中,并设定了一套提取规则,以电力系统中的有功网损、电压偏差和电压稳定裕度为目标,使目标在充分竞争的情况下得出Pareto最优解,利用IEEE-14节点系统对多目标非支配解提取法的电力系统无功优化进行了仿真测试。研究结果表明,该算法一次运行可以得出多组非支配解,既有偏向单个目标的解也有兼顾所有目标的解,克服了权重系数法的盲目性和单一性,可使电力决策者根据实际问题选择最优解,具有较好的灵活性与多样性。     

交通荷载作用下桥梁结构参数识别方法

应用动力节点加载法,将作用在桥梁上的交通荷载转化为等效节点荷载,再用两步构造法识别结构物理参数.第1步,用Newmark-β方法变换结构运动方程,并用结构的加速度响应求得变换空间内的位移、速度和加速度响应;第2步,基于最小二乘原理,构造出变换空间内求解结构参数的递推式,进行结构物理参数识别.数值模拟结果表明,在交通荷载作用下,该方法能够快速、准确地进行桥梁结构参数识别.     

RLS and LMS blind adaptive multi-user detection method and comparison in acoustic communication

RLS and LMS blind adaptive multi-user detection algorithm and multi-user detector was proposed to solve the problem of multi-user signal detection problem encountered in underwater acoustic communication networks.In simulation analysis,RLS and the LMS blind adaptive multi-user detector were designed and tested for synchronous and asynchronous multi-user communication process.The results of SIR comparison and MMSE comparison show that,both of the two methods can realize blind adaptive detection when any user change in multi-user communication,during this process,the training communication sequences are not needed.The RLS algorithm has about 5 dB higher in SIR compared with LMS algorithm,and the convergence velocity of RLS algorithm is also higher than LMS algorithm when the communication users change.RLS algorithm has better ability in multi-user detection than that of LMS algorithm,and it has great attraction and guiding significance for solving the problem of multiple access interference(MAI) in multi-user communication.     

Robust Impedance Control of Robots Using an Adaptive Interaction Force Observer

For robot interaction control,the interaction force between the robot and the manipulated object or environment should be monitored.Impedance control is a type ...     

Research on key techniques of expendable conductivity temperature depth measuring system

This paper analysis the developing of expendable conductivity temperature depth measuring system(XCTD)and introduce its principle of measuring about temperature,salinity and depth of ocean.Some key techniques are put forward.According to the real needs of XCTD,conductivity sensor with high sensitivity is designed by principle of electromagnetic induce,the ocean conductivity from induced electromotive force has been calculated.Adding temperature correction circuit would help to reduce error of conductivity measurement because of sharply changing temperature.Advanced temperature measuring circuit of high precision and the constant current source is used to weaken effect of self-heating of resistance and fluctuation of the source.On respect of remote data transmission,LVDS is a good choice for the purpose of guarantee the quality of data transmitted and the transmission distance is reaching to thousand meters in the seawater.Modular programming method is also brought into this research aimed at improve the stability,reliability and maintainability of the whole measuring system.In February,2015,the trials in South China Sea demonstrate that the developed XCTD realize effective measurement at a speed of 6 knots and detection depth at 800 m.The consistency coefficient of the acquired data is greater than 0.99 and the success rate of probe launching is above 90%.