移动机械手的整体运动学建模与控制

移动机械手由一个机械手固定安装在一个移动平台上构成。移动平台和机械手的不同物理特性使移动机械手的建模和协调控制成为机器人领域的难点之一。本文对移动机械手进行了运动学分析,给出了其整体运动学建模方法;针对移动机械手的非线性和强耦合特点,设计了PD反馈控制器;仿真实验证明该控制器具有良好的控制效果。     

2杆轮式移动机械手运动学、动力学、稳定性研究

针对2杆轮式移动机械手运动学、动力学、稳定性(平面)等问题进行了系统研究.假定移动载体以恒速通过不规则路面(路面以正弦函数描述)的同时,机械手末端执行器跟踪给定轨迹.通过分析系统约束方程组并采用Cartesian坐标分别得出系统构型位置、速度、加速的反解;应用牛顿-欧拉方程,建立该轮式移动机械手系统的完整逆动力学模型;以该动力学模型的分析结果为基础,得出轮胎支反力和水平驱动力,并综合考虑轮胎与路面间的摩擦,评价了系统在执行既定任务时的稳定性.由于Cartesian坐标的应用,致使该运动学、动力学等模型和稳定性评价标准等的推导具有通用性,从而为移动机械手性能的研究提供了相应借鉴.     

基于遗传算法有障碍物的机械手工作空间研究

机械手工作空间的测定非常复杂,在机械手可伸展的区域如果遇到障碍物将会使测定变得更加复杂;障碍物会影响到整个机械手的工作空间的形状和尺寸,甚至会将机械手的工作空间分成两个或多个独立的区域,以至原来可测量的区域变成不可测量区域;本文针对在机械手工作空间中存在障碍物的情况,将其工作空间进行离散化并利用遗传算法对其工作空间进行估算,通过确定X_(SP),Y_(SP),Z_(SP)在工作空间中的位置来获得机械手工作空间,获得了比以往更加精确的工作空间;将搜索空间离散化为有限个点大幅减少了计算时间,同时遗传算法可以有效的解决搜索空间离散化之后点的位置的确定的优化问题。     

搬运机械手PLC操控

介绍PLC对搬运机械手的控制方式,重点阐述系统硬件及软件的设计。     

流水线自动抓送料机械手控制系统设计

针对流水线上传统小部件抓送料系统柔性低、保护差、易出现故障等问题,设计了一种基于西门子S7-1200PLC与步科人机界面实时监控融合的自动抓送料机械手系统.系统通过PLC运动控制与伺服电机配合,保证运行位置的精确性;通过各环节传感器到位锁定与伺服驱动器实时反馈的双闭环控制,保证系统运行的安全性;通过行进与返回不同速度的设计,提高工作效率.试验结果表明,系统运行速度和稳定性满足生产线需求,效率提高50％,人工成本降低40％.     

基于神经网络的伺服机械手LuGre摩擦补偿控制

针对伺服机械手系统的LuGre摩擦模型参数辨识难,难以建立其精确的数学模型,利用径向基函数( RBF)神经网络的万能逼近特性逼近LuGre摩擦,并作为计算转矩控制器的补偿项。通过Lyapunov方法证明了系统的稳定性以及闭环系统跟踪误差的收敛性。仿真结果证明控制算法能对摩擦进行有效补偿,提高了伺服机械手系统的轨迹跟踪控制性能。     

水下结构物修复用先进机械手软硬件关键技术综述

机器人进行水下结构物维修时,不仅处于非结构化环境,而且存在浮游碰撞危险,作业区域可达性差,水下环境识别困难等特殊问题,所以,进一步提升机器人智能化水平非常重要。英国GRL公司用于焊缝检验的先进海底机械手ARM系统采用先进的人机接口以及工厂用机器人的某些技术,实现了机械手的控制。以ARM的开发经验为基础,目前GRL公司正在研制更为先进的机器人控制系统Polecat,该系统将用于ROV导航员的训练平台Rovsim以及一系列欧盟和商业项目之中,其适用场合不仅包括海洋工程,也包括核电和其他环境。     

JZ-3型水轮机修复机械手路径轨迹规划

针对水轮机修复机械手在水轮机转轮的异性叶片曲面上焊接的路径轨迹规划问题,在概述了水轮机修复专用机械手运动方程的基础上,论述了经过修订的两种笛卡尔空间路径轨迹规划算法.为使规划的路径轨迹准确通过补焊位置而减小误差,同时尽可能使工作路径涵盖绝大部分的水轮机叶片曲面,提出了任意四边形内多焊道等宽路径轨迹规划的概念、算法和相应步骤.编程和仿真显示此方法可用于异形曲面的路径轨迹规划,并使焊道涵盖90%左右的水轮机叶片表面.     

车载气瓶拆装机械手电液控制系统

以车载气瓶拆装机械手为研究对象,分析了其运动特点,并设计一套液压控制驱动及其电器控制系统。实验结果表明该控制系统能够满足车载气瓶拆装线生产需求。     

基于液压驱动的数控机床上下料 机械手的设计与研究

针对数控机床自动化生产线的工件上下料,设计了机械手的手腕部位和执行手爪的齿轮式机械结构。采用液压控制系统控制机械手的3个执行机构运动,其中,垂直手臂的上升、下降采用垂直升降液压缸,手腕部位的前伸、后缩采用水平伸缩液压缸,执行手爪的夹紧、张开采用柱塞液压缸。对机械手的力学性能进行分析与计算,证明机械手装置简单可靠,具备抓取、搬运30 kg工件的能力。通过对PLC控制系统的设计,使机械手达到了生产线上工件自动上下料的功能要求。