基于机械臂的颈椎前路手术机器人系统

为解决医师手工开展颈椎前路手术的临床痛点,基于机械臂设计了颈椎前路手术机器人系统.在设计中,完成了颈椎术中定位匹配系统,推导了磨钻工具与机械臂、光学导航的标定,并应用了基于六维力传感器的机械臂柔顺控制技术.通过对颈椎全段模型骨进行磨钻试验,确认颈椎前路手术机器人系统的手术精度达到要求,可应用于临床手术,具有良好的市场前景.     

一种四自由度操作臂机构设计

一种用于GIS设备检测的操作臂的机构设计，首先依据机构参数以及全局灵活性指标比较了各种关节构型组合的优缺点，从而得出了适合于这里的机械臂的构型方案，然后以力可操作度，加速度性能，灵活性为目标函数，建立了优化求解机械臂运动学尺寸的数学模型，最终通过MATLAB提供的非线性优化函数，完成机械臂前两个杆件尺度优化，，并仿真计算操作臂的机构性能指标。虽然是针对于任务需求设计的，但对于通用的四自由度机器人的设计，有一定的参考价值。     

超高加速度宏微运动平台连接臂的疲劳分析及优化设计

提高连接臂的疲劳寿命对于宏微运动平台超高加速度和超精密定位的实现起着非常重要的作用。文中针对超高加速度宏微运动平台关键部件连接臂展开研究：采用SolidWorks软件搭建连接臂模型，通过有限元分析软件ANSYS Workbench对连接臂进行静力分析、疲劳分析。为了提高连接臂疲劳寿命，以满足连接臂的工作要求为约束条件，以连接臂的质量最小、寿命最高为优化目标进行拓扑优化研究。基于拓扑优化结果，对模型进行优化，所获得的优化后的连接臂模型与优化前模型进行对比，结果表明优化后的连接臂在质量减少的同时大幅提高了寿命，这为超高加速度宏微运动平台实现超精密定位提供了理论支持。     

基于参数预标定的长行程PMLSM无传感器控制

为了解决长行程定子不连续永磁直线同步电机存在的因无法全程安装位置传感器和不同动子和定子之间的电磁参数不固定所造成的控制性能下降的难题,提出一种在每一段定子内先进行参数标定,再进行速度控制的控制系统设计。首先,在动子进入过程中,对电机进行电磁参数标定,根据标定参数对控制器参数进行调整,以达到更好的控制效果。然后,使用无位置传感器控制系统使动子快速达到设定速度值并稳定运行。实验结果表明:动子进入过程参数标定精度分别为0.002Wb和0.000 4H;无位置传感器控制中位置估计精度为0.63mm,速度收敛时间为0.45s,稳态误差为0.02m/s。基本满足永磁直线同步电机用于长行程运输的控制快速性、稳定性等要求。     

刚柔结合的充电机械臂设计

针对大型运输设备上的电池充电补给任务,设计了一款刚柔结合充电机械臂.针对机械臂的柔性部分和刚性部分分别分析了关节、任务、驱动空间之间的运动映射关系,给出了两级柔性臂的解耦运动学算法,使用蒙特卡洛方法求解了机械臂的工作空间,验证了机械臂设计的合理性,并用Adams软件进行动力学仿真分析,校核了设备选型的安全性.     

基于NX的挖掘机关键部件参数化设计系统构建与分析

挖掘机市场竞争激烈,为了提高多型号再设计效率,满足用户时常更新关键参数的需求,开发了挖掘机关键部件动臂的可重用参数化设计系统。基于Siemens NX的WAVE功能和PTS模块,构建了挖掘机动臂的参数化模型,利用WAVE功能和PTS强大的交互操作功能实现了无代码的可重用系统的编制,并通过UG/Open二次开发工具构建了系统的操作使用菜单栏,最后通过刚柔耦合动态强度仿真验证了模型的可靠性。整个系统界面直观、操作简单,缩短了挖掘机动臂的设计周期,提高了动臂的再设计效率。