基于Adams的六足直立式步行机器人运动仿真分析

分析了一种以双电机为驱动力、以曲柄连杆机构为传动系统的六足直立式步行机器人的工作原理。首先,利用矢量解析法对步行腿机构建立相应运动数学模型并分析;再利用虚拟样机分析软件Adams对单侧步行腿机构进行运动轨迹建模仿真分析;最后,搭建实物样机验证了工作原理、方案设计、虚拟仿真结果的正确性和可行性。结果表明,步行腿机构的运动特性能够满足六足直立式步行机构的工作要求,设计方案可行,可为下一步的动力学分析和优化设计提供理论基础。     

基于ABAQUS的冲压机器人执行机构碰撞仿真分析及结构优化

自动化冲压生产中,冲压机器人通过执行机构完成工件的夹取和输送,执行机构定位由电气控制和挡块的相互配合完成。挡块进行辅助定位时,执行机构会与挡块发生碰撞,这对冲压生产产生了不利的影响,故对执行机构进行碰撞仿真分析及结构优化设计。利用UG NX8. 5软件建立执行机构的三维实体模型,并导入Abaqus软件进行有限元仿真分析,获得工件的夹持力、加速度和倾斜角度等参数。由仿真结果分析可知,工件受到的夹持力为零及峰值较大的情况较多,工件的加速度在短时间内剧烈变化,碰撞后倾斜角度偏大。针对以上问题对执行机构进行优化设计,有效地减小了碰撞对执行机构产生的影响,提高了冲压生产的效率。     

核主泵复杂零件机器人在位自动光学检测系统开发

采用机器人在位光学检测系统实现法兰密封型面误差检测与表面缺陷识别是解决核电现场人工检修可靠性差、存在核辐射伤害等问题的有效途径,但如何在狭小空间生成无干涉碰撞扫描测量路径、实现多次测量数据融合与型面误差计算是目前面临的主要难题。为此设计了具有6自由度运动功能的机器人在位自动光学检测系统,单幅测量范围200mm×160mm～800mm×640mm、测量景深400～800mm、机器人工作半径1200mm,研究了测量系统手-眼标定矩阵计算与扫描位姿优化方法,并根据法兰密封型面完整测量需求生成扫描工位与机器人运动路径,提出面向法兰密封型面特定结构的测量数据融合与型面误差计算方法,开发出具备机器人测量路径控制、大规模测量点云预处理、三维匹配与色谱显示、型面误差计算与技术报告输出等功能的RobotScan软件。按照德国VDI/VDE标准对机器人检测系统精度进行了验证,单球直径、双球球心距的最大偏差小于0.025mm、平均偏差小于0.02mm,可满足核主泵复杂零件在位自动光学检测应用需求。     

焊接速度和焊接电流对竖向高速GMAW驼峰焊缝的影响

运用自主研发的爬壁机器人研究焊接速度和焊接电流对竖向高速熔化极气体保护焊(gas metal arc welding，GMAW)驼峰焊缝的影响. 结果表明，焊接速度或焊接电流超过某一临界值时，竖向高速GMAW会形成驼峰焊缝，且熔池中由电弧压力、熔滴冲击力和重力作用下产生的动量很大的后向液体流是竖向高速GMAW形成驼峰焊缝的主要原因. 同时，焊接速度和焊接电流显著影响驼峰焊缝形貌. 当焊接电流不变时，随焊接速度提高，驼峰焊缝的驼峰间距和驼峰高度先稳定减小，后缓慢减小，而焊缝宽度则稳定减小；当焊接速度不变时，随焊接电流增加，驼峰焊缝的驼峰间距先增加后减小，驼峰高度则是先增加后不变，而焊缝宽度则稳定增加. 此外，焊接速度过小或焊接电流过大均会造成金属液下淌.     

基于旋翼负压混合吸附的爬壁清洗机器人系统动力学性能研究

针对爬壁清洗机器人越障时,负压装置的吸附力下降导致吸附不稳定的问题,设计了一种旋翼负压混合吸附工作的多边形履带清洗机器人,并对爬行稳定性及越障性能进行了动力学分析。首先根据机器人爬壁的运动原理,建立机器人沿玻璃幕墙上的动力学模型,计算出电机理论驱动力矩;其次分析机器人在跨越障碍过程中的运动模型,结合与壁面接触的实际受力状态,对越障过程中关键阶段的本体倾翻、滑移两种失效形式进行运动学和动力学分析;然后根据玻璃幕墙实际的障碍高度,确定多边形履带的参数和理论驱动力矩的大小,并研制了实验样机进行爬行和越障试验,结果表明所设计的机器人具有良好的越障性能。