从操作手RCM机构重力补偿研究

为提高具有远程运动中心(RCM)的内窥镜手术机器人从操作手的定位精度和运动稳定性,对从操作手进行动力学等效,得出构件的等效质心位置,采用拉簧-绳轮对机械臂进行重力补偿;再根据拉格朗日方程建立从操作手RCM机构的动力学模型,采用计算力矩法进行重力补偿.通过Adams对比分析了经重力补偿后从操作手各个关节的运动响应曲线.结果表明,重力补偿模型可有效补偿重力项.     

抓取机器人控制系统设计

针对机械化、重复化零件抓取问题,并且以降低研发成本为指向,该研究在充分分析机器人的结构和工作流程的基础上,增加了末端执行器,设计了一款基于ROS的抓取机器人控制系统.通过在rviz界面上操作实现对于抓取机器人的控制和实时监控.并根据抓取工作的需要和流程,完成机器人的控制系统流程设计与控制系统编程;后续的仿真实验和实物控制实验结果表明,搭建的抓取机器人的控制系统具有较高的鲁棒性和实时性.该控制系统能够满足机械化、重复化零件抓取任务,能够有效提高企业的生产效率,提高企业竞争力,降低企业成本.     

基于ROS的协作机器人控制系统

为了实现协作机器人的控制,对协作机器人进行了控制系统研究,在保证系统鲁棒性和实时性的前提下,提出了在PC机上,构建基于Ubuntu系统下结合ROS,利用CAN通讯的方式,搭建协作机器人的控制系统.最后通过仿真实验和实体机器人控制实验,验证协作机器人控制系统应用效果.实验结果表明,该协作机器人控制系统具备控制协作机器人进行路径规划的基本工作能力,能够很好的建立上下位机的通讯,进行协作机器人控制.同时本控制系统具有模块化、可移植性高、框架清晰、低延时等特点.     

一种新型微创手术机器人远心定位机构的研究

具有远程运动中心(Remote motion center,RCM)的手术机器人在微创手术(Minimally inva-点,提出基于单同步带、单平行四边形的新型远心定位机构。基于Adams和Sim Mechanics分析新型RCM机构末端不动点的精度和运动空间。仿真结果表明,新型RCM机构在满足手术所需运动空间的基础上,具备更高的不动点精度,机构简单紧凑,稳定性较好。     

基于ANSYS Workbench的T形结构优化设计

针对T形结构传统设计周期长、材料利用率低、设计成本高等问题,使用SolidWorks建立数字模型,将其转换成ANSYS Workbench可读的格式文件,进行拓扑优化设计。对T形结构在载荷作用下进行最优化设计,建立以单元材料密度为设计变量,以结构最小柔顺度为目标函数,以质量减少百分比为约束函数的数学模型。采用ANSYS Workbench的Topology Optimization模块进行拓扑优化设计,对比优化前、后结构的应力和变形,可知运用拓扑优化技术实现T形结构的轻量化设计合理有效。