五自由度桌面级多功能机械臂设计

随着社会需求的发展,工业机械臂逐渐小型化和轻量化,应用领域也向工业应用以外的其他领域拓展。目前,桌面级机械臂在教育(STEAM、创客)、医疗(辅助化验、手术助手)、科研(激光雕刻、3D打印)等领域均存在潜在市场。五自由度桌面级多功能机械臂在一般四自由度桌面机械臂(肩部转动、大臂摆动、小臂摆动、腕部摆动)基础上,增加腕部转动自由度,实现执行末端的球坐标工作空间,实现多功能设计;采用连杆机构实现小臂摆动,将前三个自由度的驱动电机集中放置,优化机械臂重量分布,从而实现轻量化设计。     

6-DOF双臂机器人轨迹规划与动力学仿真

以6-DOF双臂机器人为研究对象,利用MATLAB建立D-H模型,对运动轨迹分别进行七次多项式插值和5次B样条插值,最后通过Adams建立机械臂虚拟样机,对其进行动力学仿真。仿真结果表明B样条曲线插值法对运动轨迹插值有较好地适应性,为机械臂运动控制问题研究提供了必要的理论基础。     

单自由度八面体概率滚动机器人

提出一种由10个连杆,12个转动副构成具有八面体几何形态的单自由度概率滚动机器人,利用单自由度缩放变形实现定向前进步态和概率转向步态交替进行的翻滚运动。运用螺旋理论计算自由度,进行运动学分析和运动可行性分析,讨论了稳定性和翻滚条件,建立动力学模型进行仿真。在进行定向前进步态时机器人的移动方向是确定的;在进行概率转向步态时机器人有三个可能的移动方向,这个随机过程在理想条件下符合概率为1/3的拉普拉斯试验。机器人的移动路径为正交网格结点连线,可以实现遍历运动,提出了运动控制算法并进行运动仿真。制作一台原理样机进行运动试验,验证了前进和转向功能。     

全地形机器人转向特性分析

为了提高全地形机器人的转向性能,建立了3自由度转向模型,并分别以质心侧偏角为零、轮胎与地面无滑移为转向、驱动控制为目标,推导出转向因素公式,设计了一种四轮独立转向-独立驱动(Four Wheel Independent Steering and Independent Drive,4WIS-4WID)控制方式。通过simulink与虚拟样机联合仿真,针对车速、载重对转向特性的影响进行分析。研究表明,该控制方式能够在低速转向时进一步提升机器人的灵活性,在高速转向时改善机器人的稳定性,但负重及速度的增加会对机器人的转向性能造成不利影响。     

白车身四门总成柔性测量支架设计和应用

通过对传统检具、专用测量支架和柔性支架的特点进行分析,阐述了柔性支架的设计理念和总体结构,柔性支架具有测量精度高、效率高、结构标准化、维护成本低等特点,采用数字化方法对零件尺寸进行测量,提高了测量数据的一致性、准确性以及匹配问题整改的效率。     

接触器触头系统振动机理分析及算法优化

为了解决合闸过程中动、静触头接触引起的振动弹跳问题.本文建立了接触系统的二自由度运动微分方程,并利用遗传算法对交流接触器吸合过程进行优化,同时通过高速摄影实验对接触弹跳的全过程进行了观察和分析.结果表明:理论与实验结果高度一致,铁心在触头分离前发生碰撞,进一步加剧触头弹跳;铁芯弹跳再次碰撞时,触头的弹跳不受影响;在接触器运行过程中,动铁芯的运动会引起系统轻微振动;采用遗传算法优化的接触器触头弹跳时间和最大振幅均减小.研究结果为进一步控制和减小接触弹跳提供了理论依据.     

仿人机器人的机械结构设计与控制系统构建

文章研发了一款适用于机器人教育教学的多功能、多用途、普适性的19自由度的小型仿人机器人,主要完成了该机器人的机械结构设计与控制系统构建工作[1]。所设计的机器人机械结构可靠性高、工艺性好、结构紧凑、样式新颖；所构建的机器人控制系统鲁棒性高、稳定性好、控制准确、反应迅速,圆满地实现了预期的设计任务。通过对优缺点的综合对比,得出组合式构型方案在功能性、实用性和稳定性等方面具有明显优势,有望通过后续软件系统的开发提高其运动效能,真正在青少年机器人教育中发挥重要作用[2]。