机械臂关节控制系统及轨迹规划研究

关节是机械臂中相当核心的构成要素之一,其在整个机械臂的运动过程当中,需要完成的动作包括：动力产生、动力传递、运动精度控制、运动平稳性控制、以及运动安全性控制这几个方面。在当前技术条件支持下,机械臂关节部分的主要构成元素涉及到以下几个方面：其一为建立在电机基础之上的动力源,其二为行星齿轮或谐波齿轮所构成的传动装置,其三为位置传感器装置,其四为限速管理装置,其五为数据采集与处理电路,其六为驱动电路,其七为运动轴系部分。文章以机械臂关节控制作为研究视角,首先分析了在考虑柔性系统概念下的机械臂关节控制系统控制要点,进而简要分析了几类有关机械臂关节轨迹跟踪规划的技术方法,希望以上问题能够引起各方工作人员的高度关注与重视。     

UG CAM 中 Planar_Mill 有关毛坯参数的设置

UG CAM 软件中 Planar_Mill 是一种常用的数控加工方法,其中,毛坯参数的设置将会直接影响刀具轨迹的形成。毛坯参数的设置包括创建几何体毛坯、毛坯边界、毛坯距离和毛坯余量。对毛坯参数的设置方法进行了阐述和比较,对几种参数的具体应用场合和应用技巧进行了详细的说明,并选取典型实例进行了应用示范,从而使得毛坯参数有效地服务于数控加工。     

变位自转式双平面研磨方法仿真研究及加工实验

针对传统平面研磨方法中,工件中心研磨轨迹重复率高,研磨速度径向分布不均的缺点,基于固着磨料研磨技术提出一种变位自转式双平面研磨加工方法。工件在研具的运动中获得变化的研磨力,在隔离盘内实现变位自转的研磨运动形式。从研磨原理上改变了传统研磨加工中工件的运动模式,增加了工件的自由度,实现了工件在自转的同时其回转中心与研具中心存在时变的相对运动,即工件回转中心相对于研具的运动轨迹是具有时变性的曲线。不同的研磨运动形式从根本上克服了传统方法的缺点,并依此原理研制了新型数控研磨机床。通过对变位自转研磨加工轨迹曲线的仿真分析,证明了这种研磨方法有利于改善研磨相对速度分布均匀性、研磨轨迹时变性,获得更好的研磨加工质量,加工实验证明在相同加工参数下,该研磨方法相对于行星轮式的研磨方法获得了更低的表面粗糙度。     

二维全息谱在旋转机械故障诊断中的应用

通过对振动信号的处理、分析发现,旋转机械转子系统的振动信号经幅值谱、功率谱等传统的谱分析方法后,往往除了1倍频外还包括各次谐波及高倍频成份;引起转子系统振动信号中2倍频分量的因素很多,包括不对中、裂纹和电磁干扰等。直接从幅值谱等传统的谱分析方法很难判断2倍频振动分量的性质和原因。研究基于对中性良好的转子试验台,模拟了多种转子系统的故障,研究了二维全息谱以及轴心轨迹在旋转机械轴裂纹故障和碰磨故障诊断中的应用,结果证明所实现算法的有效性。     

第三届上银优秀机械博士论文摘要选登

正论文名称:基于多帧图像焊缝缺陷轨迹跟踪的X射线实时检测技术论文作者:清华大学/邵家鑫指导教师:都东《研究领域:成形制造(焊接)复杂过程建模与智能控制、无损检测技术与系统、机器人技术及工程应用》     

基于四元数的手术机器人圆弧轨迹规划

为提高七自由度手术机器人末端执行器空间圆弧作业任务的位姿轨迹精度,系统提出采用四元数代替原有的齐次坐标矩阵描述末端执行器的位置和姿态,并采用梯形速度规划生成平滑连续的位姿轨迹,实现等夹角姿态均匀渐变。以在研究的颅颌面七自由度冗余手术机器人为原型,通过三次B样条曲线对反解后的关节轨迹进行插值处理,生成各关节速度、加速度连续平滑的轨迹规划曲线。仿真结果表明,算法符合手术机器人的插补精度和连续性要求,具有实际推广价值。     

多瓦可倾瓦轴承的瞬态热弹流润滑性能分析

建立多瓦可倾瓦轴承瞬态热弹流润滑的数学模型,分析多瓦可倾瓦轴承在启动阶段的瞬态润滑性能,通过计算得到轴承由初始位置运动到平衡位置的轴心运动轨迹,并得到平衡位置时轴承的各项润滑性能参数,包括油膜厚度、流体动压力、瓦面温度与瓦面热弹变形等。结果表明,在开机启动阶段,轴心轨迹需要经历一段时间历程才能收敛于平衡位置,在载荷较小情况下,热变形对润滑性能的影响要比弹性变形大。     

倾角喷涂轨迹优化方法研究

为解决内外犄角曲面喷涂时的犄角处涂层不均匀和涂料浪费问题,基于已有的喷枪模型,提出运用微分几何面积放大定理建立考虑喷枪倾角因素喷涂模型的方法,基于此模型给出了倾角喷涂三种情况下的喷枪轨迹优化目标函数,并运用黄金分割法进行求解,为倾角喷涂模型在喷涂轨迹优化中的应用提供了理论基础。仿真实验表明,喷枪倾角喷涂的建模方法有效;倾角喷涂轨迹优化方法可行,且涂层的均匀度受到喷枪倾角大小和方向的影响。     

一种三轮无碳小车的车体结构设计

设计了一辆三轮无碳小车,其驱动力仅由质量为1kg的φ50mm×65mm普通碳钢圆柱体铅垂下降400mm来获得,并且能够按照定轨迹前进。该研究为大学生们参加全国大学生工程训练综合能力竞赛提供了理论参考.     

基于Omni轮的全向移动机构的设计

为了实现在有限空间内进行任意方向运动,采用Omni轮的结构,设计了一种四轮全向移动机器人。选用F2812作为控制芯片,运用四轮全向控制的方法,得到所需的机器人的速度与轨迹,进行软硬件的设计,搭建了全向移动机器人,在实验中取得了良好的效果,满足对于机器人的控制要求,为轨迹跟踪控制的研究打下良好基础。