基于机器视觉与单片机结合的机械臂抓取系统

抓取规划和控制是机械臂抓取系统中的难点。为了有效的解决这两个问题,本文提出一种基于机器视觉和单片机相结合的机械臂抓取系统。首先利用前期视觉测量成果对目标定位,然后设计了一种软件接口将目标表面三维信息进行可视化,并通过人为经验手动选择一个良好的抓取点;再结合逆运动学求解和轨迹规划算法,利用单片机驱动舵机使机械臂末端执行器移动到抓取点并完成抓取任务。实验结果表明,该系统成本低、并且目标形状不受限制,达到了预期效果。     

基于模糊PID的球平衡机器人控制器设计与仿真

为了提高单球机器人的姿态控制和运动控制的能力,本文在构建单球机器人机械结构的基础上,设计了一种基于模糊比例—积分—微分(PID)控制算法的线性二次型最优控制方法的控制器,应用于机器人自平衡姿态解算和运动轨迹跟踪控制。为了提高单球机器人姿态控制的实时性、准确性和可靠性,将复杂的运动学模型简化成二维倒立摆运动学模型,并利用正运动学和逆运动学建立机器人全向轮与球移动函数,确立拉格朗日动力学模型。最后对机器人的姿态平衡和运动轨迹跟踪进行仿真。仿真结果表明:具有优化控制器的球平衡机器人在姿态控制和运动控制中,具有响应速度快、抗干扰能力强等优点。     

汽车用新型等速万向联轴器驱动轴的振动分析

提出了一种汽车用新型等速万向联轴器驱动轴,通过运动学分析验证其准等角速特性,运用ANSYS Workbench软件对汽车用新型等速万向联轴器驱动轴进行有预应力的模态分析,得到了关键部件的固有频率和振型图,以及找出其变形量最大的槽壳、钟形壳和中间轴这3处位置。然后,对这3个位置进行有预应力时的谐响应分析,得出相应的响应关系、结构的危险频率及动态特性,避免共振现象的出现。     

卫星太阳翼板面水平展开试验方法

为减少卫星姿态翻转,确保卫星光学载荷指向精度,提出卫星太阳翼板面水平展开试验方法.采用多自由度配重悬挂法抵消太阳翼水平展开试验过程中的重力,开展运动学及动力学分析、试验误差分析,完成卫星太阳翼板面水平展开试验验证.试验结果表明:相比传统展开试验方法,能够更真实的模拟太阳翼在轨展开运动;对太阳翼配重质量偏差、太阳翼吊挂质心偏差及系统摩擦力控制要求高.验证模型和试验方法的正确性,满足卫星太阳翼展开试验要求.     

现代鱼雷武器复合自导技术

现代化战争中传统引导技术已经无法满足鱼雷武器在精度上的要求,基于此需要采用新的制导技术.本文就传统鱼雷引导方法结合新控制理论对鱼雷武器复合自导技术展开研究,首先建立鱼雷在一般坐标系的运动学方程,并就其目标相对方程进行分析,在此基础上对复合自导技术进行探讨,为鱼雷武器复合自导技术提供理论依据.     

基于地貌与运动学特征的古滑坡群成因分析

针对四川省雷波县马湖古滑坡群规模的新发现,对其地貌与运动学特征进行详细分析,以期研究该滑坡群的成因.依据钻孔及超声波所测量的马湖湖底地形确定古璜琅河河床特征、古滑坡群平面范围和深度;在古滑坡外形、结构及地质环境现场调查的基础上,重点进行地貌分析、古滑坡群分期和确定各期运动轨迹;运用能量守恒方程计算滑坡速度,辅助确定古滑坡群的形成机制.结果表明:滑坡群规模巨大,面积达18.2 km2(包括湖底部分),体积约20×108 m3;滑坡群按照岩性和结构可以分为3区,形成过程分为4期;古滑坡群为多期地震诱发的顺高陡地层界面的高大、高速、远程滑坡;地貌和运动学分析可作为确定古滑坡成因的一种方法.     

基于PR-11RⅢ级复合连杆滚动剪切机构运动学分析

通过对国内外现有的液压板材剪切机结构的原理分析,创新性地提出一种新型的单液压缸驱动的液压滚切式板材剪切机,获得PR-11RⅢ级杆组的复合连杆机构简化模型。以实现纯滚动为设计前提,利用闭环矢量法对该复合连杆滚切机构进行正运动学建模,给出机构的闭环矢量,推导其运动学方程,借助SIMLINK软件对其进行运动学仿真分析计算,获得上刀台各关键点的运动轨迹及主要衡量指标。以推广应用的某大型机械有限公司2000 mm单液压缸驱动的液压滚切式板材剪切机研发项目为依托,对剪切机构的运动轨迹进行运动学模拟仿真,结果表明上下剪刃重叠量和刀弧水平偏移量的模拟结果均符合实际生产要求,从而更进一步证实了该新型的单液压缸驱动的液压滚切式板材剪切机构设计的合理性与运动学模型的正确性。     

齿轮参数激光测量系统运动学分析与仿真

齿轮参数激光测量系统的运动平稳性和可靠性是保证测量精度的重要因素。为了了解该测量机构的运动特性,通过使用Solidworks软件对齿轮参数激光测量系统进行实体建模,采用D-H法对该测量系统各个运动关节建立了坐标系并进行了正运动学分析。利用MATLAB中Robotics Toolbox工具箱,对该测量机构建立了运动学模型并对其进行了运动学仿真,对运动关节进行了轨迹规划仿真。通过运动仿真结果,可以更加清楚地了解测量系统在测量过程中的运动过程,对轨迹规划的仿真验证了运动机构的可靠性和平稳性。     

微创手术机器人远程运动中心机构的设计和实现

在对微创手术的作业要求及运动自由度等参数分析的基础上,提出了一种新型的RCM机构方案并对其进行详细的机械结构设计;运用D-H法进行机械臂的正运动学求解,并以此绘制机械臂的工作空间;基于对微创手术过程的分析,利用三维软件UG对远程运动中心机构典型运动过程进行了虚拟仿真,并用有限元分析软件ANSYS对重要部件进行强度分析。实验结果表明,所设计的远程运动中心机构能够较好地完成手术规划,满足微创手术要求。     

仿蝙蝠折叠扑翼机构设计与分析

基于对蝙蝠飞行方式的研究,提出了一种仿蝙蝠扑翼飞行器设计方案,并且通过单一原动件驱动,既实现了拍动和折叠的耦合协调运动,又提高了系统的单位质量功率系数.设计的对称双翼拍动机构能保证左右翅膀同步运动,为飞行器的平稳飞行提供了保证.采用凸轮机构来控制翅翼的伸展和收缩,通过调整凸轮外轮廓线和初始相位角可以控制蝙蝠翅翼的折叠状况.拍动机构和翅翼折叠机构的协调耦合,可以实现翅翼空间运行轨迹的规划.建立了翅膀拍动和折叠的数学模型,在此基础上编写了仿真程序,仿真结果达到了预期的目标.