陶瓷异型软坯抓握及搬运智能系统的研究

针对陶瓷异型软坯的特点,研究陶瓷异型软坯抓握及搬运的智能化关键技术具有很好的应用价值及市场前景。本项目利用压力薄膜传感器对粤东地区日用陶瓷异型软坯的压力数据进行采集和分析,建立模型数据库,为进一步的系统设计提供有效数据;再进行抓握装置机械手设计、环型抓握装置设计、搬运舵机设计、空间位置的柔性算法,开发能够测试不同位置、不同角度的压力智能控制系统;运用反向牙导轨、上加托盘,实现异型软坯的倒置、旋转、加工（修坯、施釉、上水、打磨等过程）;开发智能控制终端,采用EP2C8Q208C8N芯片集中控制舵机,进行数据分析,在搬运过程中实时更新数据。     

基于区域姿态解算的五指机械手抓取系统设计与实现

针对五指机械手抓取成功率低和抓取任务相对简单的问题，基于区域姿态解算方法设计并实现了一种满足不同复杂任务的五指抓取系统。首先，设计了一种气动五指软爪，该软爪使用多种不同刚度的材料制成，由1根主气管和5根支气管驱动，控制复杂度较低，机械性能和抓取性能良好，适用不同的抓取策略。进一步结合软爪的特点提出了基于区域姿态解算的抓取策略。通过预测人手抓取物体时在物体上的接触区域，求解接触区域与软爪指尖在空间上的姿态解，计算软爪的抓取姿态和关节弯曲角度，该策略能够生成高鲁棒性的抓取姿态。然后，设计了包含大量物体的接触数据集。对数据集中的物体标注人手在抓取操作中指尖的接触区域，并尽可能地去除场景信息，提高了数据集的通用性，可用作基准数据集测试算法性能。最后，设计了一系列实验来验证软爪和抓取策略在复杂场景下的抓取性能，实验结果表明了所设计的五指软爪抓取系统在复杂场景下的有效性和可靠性。     

用电脑采集卡控制机械飞梭绣花机

利用压电陶瓷偏转片和数据采集卡，把旧式机械飞梭绣花机改造为电脑控制。讨论了改造的难点和解决方法－电压陶瓷偏转片。结合具体实例，阐述了整个改造的软，硬件设计过程。     

抓取与传递机器人设计与实现

机器人作为面向未来的智能制造重点技术,其具有可控性强、灵活性高以及配置柔性等优势,被广泛应用于零件加工、协同搬运、物体抓取与部件装配等领域。机器人在机械结构上,构建了基础框架,设计了履带、抓取爪、升降架、夺旗杆和钩爪。在电子电路上,设计主控电路、抓取模块电路、传递模块电路和无线控制模块,还包含了发射和主运动电路。软件上,通过编程应用进行了软件总体流程的编写,并对主程序、运动子程序、抓取子程序和传递子程序进行了设计,实现了机器人的运动、抓取和传递功能。     

柔性机械臂的变结构振动控制研究

当机械臂的质量很轻,尤其是空间应用场合,机器人系统将受到高度柔性限制并且不可避免地产生机械振动.本文为了证实提出的控制不期望残余振动的方法,设计并建立了柔性机器人实验平台.控制方案采用交流伺服电机通过谐波齿轮减速器驱动柔性机械臂,利用粘贴在柔性臂上的压电陶瓷片(PZT)作为传感器来检测柔性臂的振动.对由于环境激励,尤其是在电机转动(机动)时由于电机力矩产生的振动,采用了几种主动振动控制器包括模态PD控制,软变结构控制(VSC)和增益选择变结构方法,进行柔性臂的振动主动控制实验研究.通过实验比较研究,结果表明采用的控制方法可以快速抑制柔性结构的振动,采用的控制方法是有效的.     

基于PLC大行程重载机械手的控制系统设计

针对重型物料大行程的搬运需求,设计了一款基于PLC的大行程重载搬运机械手系统。给出了机械手系统的机械结构模型,介绍了系统的PLC及触摸屏软硬件设计。出于操作人员的安全考虑,设计了机械手安全控制系统。实践证明,搬运机械手系统可实现对重型物料的大行程搬运,具有较强的稳定性及安全性。     

绳驱柔性机械臂建模与控制方法研究现状

绳驱柔性机械臂具有高形变、质量小、能耗低等优点,伴随机器人应用的发展,针对绳驱软柔性机械臂的精准建模与有效控制成为国内外学者的重点研究方向。本文综述了绳驱柔性机械臂建模与控制方法,从建模方法上分析其运动学、动力学及静力学建模,并分别从基于模型与无模型两方面对控制方法进行归纳总结。其中,基于模型的控制方法分为运动学与动力学建模两类,而无模型控制方法包括模糊控制、神经网络控制、自适应控制与滑模控制等。最后,对绳驱柔性机械臂建模与运动控制未来的研究方向进行展望。     

软体机器人SRT：仿生+柔性打通智能制造“最后一厘米”

<正>在智能制造领域,柔性制造和仿生技术越来越受到关注。这两种技术的结合,被认为是打通智能制造“最后一厘米”的关键。一只酷似海星的“爪爪”缓缓移动过来,包裹住一块酥软的糕点,拿起送进包装流水线,糕点仍完好无损。这是北京软体机器人科技有限公司（以下简称“SRT”）研发的SFG柔性夹爪,能够模仿人手实现物体自适应包裹搬运,从食品装配、汽车制造到医疗服务和航空维修,都有它的身影。     

一种软构件柔性加工系统模型

基于机械柔性制造系统的概念,提出了一种软构件柔性加工系统模型,它由强通用的柔性构件与相应的再加工工具组成。首次提出了无子功能冗余的概念,利用此概念及结构化程序设计的特点,实现了该模型。利用此系统模型,可方便的对强通用柔性构件进行再加工,得到满足实际要求的无子功能冗余的专用构件。     

AlN陶瓷微热板MEMS传感器阵列设计与工艺实现

针对陶瓷基微热板MEMS器件难以微加工,器件表面加热Pt膜使用普通正性光刻胶难以实现光刻剥离的工艺难点问题,提出了激光微加工和柔性机械剥离相结合的微加工方法。以AlN陶瓷为衬底基片,采用激光微加工技术实现热隔离刻蚀体加工,刻蚀梁宽可达0.2 mm。采用柔性机械剥离工艺制备方法解决普通正性光刻胶形成倒梯形凹槽Pt膜难实现图形化问题,可在复杂表面特性的陶瓷基衬底上实现Pt膜剥离线宽10μm。同时利用有限元法进行传感器阵列设计和热结构仿真,验证设计工艺的可行性。     

空心砖下线码垛智能装备机构设计与拓扑优化

针对隧道窑制作烧结空心砖在规模化生产模式中下线码垛低效率的情况，对原人力码垛、搬运方式升级，设计了一种柔性夹持的码垛智能装备。这种装备旨在解决空心砖焙烧后，残留余热导致工作环境差，人工下线码垛效率低等问题。使用Solidworks建立了智能抹平装备的模型，并利用有限元分析软件对结构进行模拟分析，根据分析结果进行了拓扑优化。     

实验教学SCARA机械臂控制算法研究与实现

针对实验教学,设计一种开放式的SCARA教学机械臂,把对控制算法的研究作为教学重点。首次采用仿真设计和实物设计,作为示教的两个主要部分。通过D-H参数法确定运动学方程,根据运动学方程对机械臂进行了正逆运动学分析,结合轨迹规划完成机械臂运动规划。MATLAB建立机械臂模型,通过仿真模型运动验证了前期控制算法分析的准确性。利用Visual Studio 2013实现算法,完成上位机控制系统,通过上位机编程控制机械臂完成物体搬运工作。机械臂能够精准地实现旋转和搬运功能,并验证了控制算法研究和仿真设计的正确性,能够较好地达到实验教学的需求。     

重载下的柔性机械臂的动力学耦合特性

首先叙述基于有限元的具有柔性关节与柔性杆的机械壁动力学模型的建立与求解，然后对于机械臂柔性关节与柔性杆的耦合特性进行研究，结果表明，在重载的情况下，柔性关节与柔性杆的耦合效应不容忽视。     

柔性机械臂的双时间尺度组合控制

本文研究柔性机械臂的轨迹跟踪和振动抑制问题. 首先, 利用Lagrange法和假设模态法建立柔性机械臂的动态模型, 进而利用奇异摄动理论得到柔性机械臂的双时间尺度模型. 然后, 基于慢时间尺度模型利用滑模控制理论设计轨迹跟踪控制器; 借助于快时间尺度模型利用自适应动态规划设计参数不精确已知情况下的最优振动抑制控制器; 将二者相结合, 构造双时间尺度组合控制器, 利用奇异摄动理论证明闭环系统稳定. 最后, 在Matlab/Simulink环境下进行实验, 与现有方法相比, 本文设计的控制器对柔性振动具有更好的振动抑制效果, 跟踪精度更高.     

柔性机械臂用压电驱动器实现精密定位控制的研究——解析模型、作业空间和可操作性分析

本文提出了利用柔性机械臂的柔性并通过压电驱动器实施精密定位，实现微位移和微力操作的思想．为此针对二连杆柔性机械臂建立了其微位移、微力操作的解析模型，并理论和仿真分析其可达作业空间能力及其可操作性．通过应用例子仿真研究表明方法的有效性，拓宽了压电驱动器应用于柔性机械臂振动控制的思想     

柔性机械臂用压电驱动器实现精密定位控制的研究——解析模型、作业空间和可操作性分析

本文提出了利用柔性机械臂的柔性并通过压电驱动器实施精密定位，实现微位移和微力操作的思想．为此针对二连杆柔性机械臂建立了其微位移、微力操作的解析模型，并理论和仿真分析其可达作业空间能力及其可操作性．通过应用例子仿真研究表明方法的有效性，拓宽了压电驱动器应用于柔性机械臂振动控制的思想     

遗传算法在柔性臂控制中的应用

提出了一种双连杆柔性机械臂的控制方法.首先运用拉格朗日法建立双连杆柔性机械臂的动力学模型,并利用奇异摄动方法将柔性臂系统分解为慢变和快变子系统后,设计了组合控制器.对慢变子系统利用遗传算法确定两杆的PD控制参数,而时快变子系统采用最优H2综合策略设计控制器后,对柔性臂系统施加组合控制律.仿真结果表明了所设计控制器的有效性.     

面向多搬运任务的柔性制造车间多载具AGV节能路径规划

自动导引搬运车（automated guided vehicle,AGV）能够灵活、准确、高效地进行物料搬运,被广泛应用于柔性制造车间。多载具AGV能同时搬运多个工件,具有较强的搬运灵活性,其路径规划问题的复杂性和多约束性更强,求解难度更大。针对柔性制造车间多载具AGV节能路径规划问题,首先建立了以能耗和搬运距离为优化目标的AGV节能路径规划模型;然后,提出了一种改进Dijkstra算法和非支配排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm-II,NSGA-II）集成的多载具AGV节能路径规划方法;最后通过案例验证了模型的节能效果和求解方法的有效性。     

基于遗传算法的柔性机械臂的同时优化设计

针对单连杆柔性机械臂系统,采用同时设计的方法,对包含柔性机械臂结构参数、传感器参数和控制器参数的系统模型进行整体优化设计,改进的遗传算法用于参数的全局寻优.仿真结果显示,优化设计后的单连杆柔性机械臂为变截面梁,可以仅采用简单的控制器(PD控制器)达到减小梁末端振动的效果.     

抑制柔性机械臂残留振荡的时滞滤波器设计

将时滞滤波器技术应用于柔性机械臂残留振荡的控制,获得了良好的控制效果。根据柔性机械臂简化的二阶系统模型进行时滞滤波器的设计,指出时滞滤波器实质上是一种零极点对消技术。实验结果验证了时滞滤波器抑制柔性臂残留振荡的有效性。