码垛机器人的研究与应用现状、问题及对策

综述了国内外码垛机器人的研究与应用现状,介绍了机器视觉技术在码垛机器人中的应用现状,指出了码垛机器人目前存在的问题:码垛能力、控制技术以及成本问题。针对这些问题提出了解决对策,也指出了未来码垛机器人产业化的发展方向和研究重点。     

一种六维加速度传感器的测量属性分析*

本文研究的六维加速度传感器为并联机构,旨在用于低频作业装备下的小量程加速度测量。为了能够准确地获取传感器的测量属性,采用并联机构的守恒转换的方法求解传感器的刚度矩阵,通过对传感器的简化建立系统的无阻尼自由振动模型,获得传感器固有频率求解的理论表达式,对双悬臂梁弹性元件进行分析,计算获得悬臂梁弯曲应力与上平台加速度加载的关系曲线,利用有限元分析仿真确定传感器的测量范围,经过实验验证,证明该传感器在16 Hz,x轴方向0~10 m/s2的加载状态下传感器测量电压与加速度加载量之间具有良好的线性关系,传感器的线加速度精度为1.3%。     

基于三维虚拟样机技术大型林业装备设计与研究

针对我国林业机械研制的落后现状,以国家科技支撑项目为例,以SolidWorks软件为平台设计我国首台林木联合采伐机底盘,论述了采用现代三维虚拟技术进行大型林业装备设计的开发过程,重点说明了采用这一技术加快我国林业装备研制步伐,提高了林业机械产品的设计效率,增强了企业市场竞争力的重要现实意义。     

冲击响应谱的应用方法研究

现在设计产品的运输包装广泛采用五步法或六步法,这其中都要确定产品的脆值,都要用到破损边界理论.但实际上人们已经认识到破损边界理论并不能准确地描述产品的特性,利用它设计的缓冲包装也存在严重的保守问题.在此将讨论如何将冲击响应谱应用于缓冲包装设计,以使缓冲包装的设计最优化.     

旋翼试验台传动系统振动分析与实验

利用传递矩阵方法分析直升机旋翼试验台传动系统振动特性。获得传动系统扭转振动模态及各阶模态振型、传动系统横向振动各阶固有频率及横向振动与试验台支撑刚度关系。实验测量旋翼试验台三向振动,旋翼转速经试验台共振区达960 r/min并稳定运行2~3 s后试验台振动发散,该回转频率对应横向振动一阶固有频率。经分析知振动发散与试验台主轴支撑刚度有关,并给出解决此类故障两种方法。     

码垛机器人多功能末端执行器的设计

为满足码垛机器人完成不同类型和规格包装件的码垛作业要求,提出了一种新型的码垛机器人多功能末端执行器的设计方案。该方案采用气动驱动,通过夹持机构、抓取机构和吸附机构,实现各类包装件和托盘以及垫纸等的夹持、抓取、吸持等动作。在总体方案的基础上,通过详细设计分析与计算,完成了末端执行器的结构设计,并在SolidWorks软件平台上建立了末端执行器的三维CAD模型,最后进行了气缸选型和气动系统设计。该末端执行器设计合理,迎合了实际情况和需求,具有良好的应用前景。     

人体脊柱腰椎节段三维有限元模型的研究与分析

该研究利用Dicom数据,结合逆向工程软件建立了人体脊柱腰椎节段(L1～L5)完整、真实的三维有限元模型,其模型高度模拟了腰椎的结构几何非线性、材料非线性与接触非线性,具有结构完整、空间结构的测量准确度高、单元划分精细、重点突出等优点,并模拟了腰椎节段前屈与后伸的生理活动.分析结果表明:椎体、小关节应力、椎弓根应力后伸位大于前屈位;椎间盘内部应力前屈位大于后伸位;且均由上至下呈逐渐增大的趋势.其结果能够反映人体腰椎节段的正常生理功能.文中研究的腰椎节段三维有限元模型可以用于模拟脊柱腰椎节段的生物力学特性研究,以应用于脊柱腰椎节段损伤、疾病的诊断与治疗.     

基于林区采育机械的视觉和激光融合算法

针对因复杂林业环境而导致的多功能林木联合采育机作业间断的问题,采用多传感器融合的方式获取环境信息,进而实现采育作业目标的识别。通过搭建基于二维激光测距仪、可见光相机和红外热像仪的信息采集系统,根据不同距离上的内、外参数标定实验实现采育目标激光数据、可见光图像和红外图像的信息融合。根据融合数据,对树木、行人、岩石三种目标进行识别,平均识别率达到93%,能够为采育机操作员提供准确的环境描述信息,降低作业压力,提升采育机作业效率。     

基于CT图像人体脊柱腰椎节段逆向工程研究

利用逆向工程软件Mimics,基于CT断层扫描图像,重建人体脊柱腰椎节段三维几何模型,经ANSYS转化建立脊柱腰椎L1-L3的理想三维有限元模型,然后在Mimics中对所建立的有限元模型赋材质,实现了非均匀材质的骨组织赋值问题.该腰椎节段三维有限元模型高度模拟腰椎结构与材料的特性,具有结构完整、空间结构测量准确度高、单元划分精细、重点突出等优点.该模型可进行任意旋转观察,可任意切割,并可通过调整模型的几何及材料参数、施加不同的载荷与边界条件模拟不同实验状态.该数字模型能够以不同的文件格式输出,可用于计算机辅助设计、快速成型、有限元分析等领域的研究.     

基于对偶四元数的单目视觉目标位姿测量

目的在机器人视觉应用领域中,为控制机器人能够完成焊接、搬运、跟踪等任务,需要确定摄像机与目标之间的相对位姿关系,提出一种目标位姿测量方法。方法利用单摄像机获取目标特征,坐标变换参数表示为对偶四元数的形式,同时计算旋转矩阵和平移向量,构建位置向量和方向向量的测量值与模型值之间的误差方程,利用Hopfield神经网络实现拉格朗日乘子法,求解目标位姿最优解。结果利用Matlab软件平台,选择SVD,DQ以及文中算法进行比较,仿真实验结果表明,基于Hopfield神经网络和对偶四元数的位姿测量算法计算出的位姿参数误差最小。随着测量点数量的增大,文中提出的算法精度更高。结论对偶四元数同时求解位姿变换矩阵的旋转分量和平移分量,可消除计算误差,基于Hopfield神经网络和拉格朗日乘子法,可快速准确地计算,并收敛至目标位姿最优解。