水下机器人作业机械手液压自动对接腕

本文介绍两种用于水下机器人作业机械手的液压自封接头及自动对接腕的结构及工作原理，并进行了实验分析。     

一种用于SIWR—Ⅱ型水下机械手的三自由度自动工具库

工具自动换接技术是提高水下机器人的作业能力和作业水平的关键技术之一。本文针对SIWR－Ⅱ型五自由度电液伺服水下作业机械手研制了一种三自由度自动工具库,实现了水下机械手在水下可自动更换四种作业工具、在一次下潜中完成多种作业任务的目标。文中具体介绍了自动工具库的原理结构和工具自动换接的控制程序。     

水下机器人的电化学防护研究

研究了我国水下机器人用材ＰＯＤ９１９与ＬＤ３１铝合金２在３．５％ＮａＣｌ溶液中的腐蚀性能,测定了铝合金的阴极保护参数及不同系列的牺牲阳极的电化学性能,并选择了合适的牺牲阳极。针对机器人内部构件的紧凑性与复杂性,研究了隙缝尺寸对实施阴极选择的影响,提出了对不同构件采用的电化学保护措施。     

自动补偿式深水液压动力源及水下作业工具

本文介绍了自动补偿式深水液压动力源的原理与组成,分析并确立了水压力自动补偿器的结构及工作容积,介绍了与之配套的水下作业工具。     

大型机器人自动换手爪装置的研制

本文介绍了大型机器人自动换手爪装置的研制过程。所研制的机器人自动换手爪装置,可使机器人自动更换机械手或其它作业工具,从而增加了机器人的功能,扩大了使用范围。该装置由于巧妙地在很小的体积内进行力的两级放大,因而可产生较大的接合面压力,使该装置具有联接刚度高、体积小、重量轻、承载能力大的特点,从而可应用于大型机器人。     

两种常见焊接接头的机器人焊接工艺

采用弧焊机器人进行了8 mm厚板对接平位焊、6 mm厚板T形接头平角焊试验,重点分析了坡口根部间隙、焊枪角度、电弧电压、焊接电流和焊接速度对板对接打底层焊缝成形、背面焊缝宽度和余高的影响,以及焊接速度、电弧电压和焊接电流对T形接头焊缝成形、焊脚尺寸和凸度的影响。通过试验优化了焊接工艺参数,获得了正反面成形美观、熔合良好、焊缝宽窄和高低均匀的对接接头;试验测得对接接头背面焊缝宽度为4.04 mm,背面焊缝余高为0.17 mm,正面焊缝宽度为14.20 mm,正面焊缝余高为1.22 mm。采用优化后的焊接工艺参数对T形接头进行了焊接试验,角焊缝两焊趾区域熔合良好、焊缝平齐、焊缝表面微下凹,试验测得焊脚尺寸为6.8 mm。     

机器人自动焊焊接接头低温冲击韧性优化研究

在机器人全自动焊接工艺开发过程中,存在其焊接接头低温冲击功不满足焊接标准要求或者离散度较大的现象。为解决此问题,针对多个可能影响机器人自动焊焊接接头低温冲击韧性的因素,制定不同的焊接方案,进行焊接试验及焊后焊接接头低温冲击功测试,并对得到的数据进行离散度分析。经对比发现,不同影响因素对于焊接接头低温冲击韧性影响大小不一,热输入及焊材牌号的影响最大。施工效率最高的焊接方案为：采用M60焊材,以1.0～1.25 kJ/mm的热输入焊接,采用气刨清根并配以打磨,背面填充采用药芯气保焊,配以L71焊材焊接,按照此方案开展实验,结果表明焊接接头的低温冲击功在-40℃时仍满足规范要求。     

用于自动编程的机器人弧焊几何模型

几何信息对于弧焊机器人自动编程具有重要作用,本文建立了完整的机器人弧焊几何模型,在焊缝曲线几何模型中,提出用焊缝长度为参数建立参数方程表达任意形状的焊缝,并给出了确定焊缝上离散编程点的方法,在焊接工件几何模型中,针对焊接结构的特点,采用三级基本体系和基本体素对表示焊接工件,给出了具体的数据结构。在焊枪位姿变换中,定义了世界坐标系,焊枪坐标系和活动坐标系给出了坐标系间的变换关系,在此几何模型基础上,     

基于水下环境样品采集的水下机器人运动控制策略研究及其展望

探讨了基于水下环境样品采集的水下机器人系统的运动控制问题,对其运动控制模型特点以及运动控制策略进行了概括总结。根据水下环境样品采集任务的发展要求,对水下机器人系统运动控制策略发展趋势进行了归纳。随着水下环境样品采集质量的提高,指出发挥智能控制算法在水下机器人系统外场试验中的应用价值,是水下机器人系统在复杂环境中高效率完成水下环境样品采集任务的关键。     

海水液压水下作业工具系统的仿真研究

本文采用功率键合图建立了海水液压水下作业工具系统的数字模型，并进行了数字仿真，根据仿真结果着重分析了高压软管长度与打磨器砂轮直径等因素对系统动态特性的影响，为海水液压水下作业工具系统的设计与研制奠定了一定的理论基础。     

卫生陶瓷施釉机器人工作空间的研究

根据典型卫生陶瓷产品的施釉工艺要求,确定施釉机器人为5自由度关节型机器人,对施釉机器人的结构尺寸及工作空间进行了设计计算.     

大型构件水下焊接机器人系统

针对水下焊接环境要求,设计了一种履带式水下焊接机器人系统,该系统由机器人本体机构、激光视觉传感器、控制系统和焊接系统组成. 机器人本体机构由履带式移动平台和焊枪调节机构构成,运动灵活可靠,满足水下焊接焊缝跟踪要求. 完成了视觉传感器部件选型及光路设计,实现水下环境的焊缝自动识别. 设计了基于PLC机器人控制系统和协调控制方法,实现水下环境的焊缝跟踪控制. 同时在水下焊接试验平台完成焊接跟踪试验. 结果表明,机器人运行稳定,焊缝成形较好,焊接质量满足要求.     

水下焊接机器人磁块单元的优化设计

磁路设计是爬壁机器人的关键技术之一,针对一种新型水下移动焊接机器人的柔性履带吸附与张紧问题,提出一种既可增加机器人负载能力,又能实现履带非接触式张紧的新型双磁路磁块单元结构。运用有限元方法,建立了该磁块单元的数值计算模型,研究了永磁体、轭铁及铝块等因素对磁块单元吸附力的影响,分析了磁块单元周围的磁场分布,对其关键结构参数进行了分析和优化设计,使磁块单元能够为机器人提供较强的吸附力与合适的张紧力。通过试验表明,仿真计算结果与实际测试结果基本相符。     

FPGA焊点连接失效故障诊断

利用焊点内建自测(solder joint built-in self-test,SJ BIST)方法,建立球栅阵列(ball grid array,BGA)封装现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)焊点连接失效故障诊断的模型,用multisim进行仿真,并在Altera DE2平台上进行验证.结果表明,相比已有的文献资料,文中对SJ BIST诊断方法进行了更详细论证,更详细地确定了焊点阻抗大小,从而可得到更准确的FPGA焊点健康状态信息.     

基于改进的UCM水下图像增强算法研究

由于水下环境中光的吸收和散射,导致水下图像的可见度、对比度降低,图像模糊及偏色等,影响图像处理的质量和可靠性,因此水下图像增强是必要的预处理阶段。提出了一种用于水下图像增强的改进的无监督色彩校正方法（UCM）。 改进的UCM算法首先通过统计方法进行颜色校正,解决色彩失真;然后在RGB颜色模型对R、G和B颜色通道分别进行不同策略的对比度拉伸,展宽图像各通道的显示范围,实现对比度增强;最后在HSI颜色模型对饱和度分量S和强度分量I进行双边对比度拉伸,以增加饱和度,并通过增加拉伸强度来解决照明问题。与其它算法相比,所提算法可以产生更好的水下图像增强效果。     

基于机器人控制系统的镁合金环缝搅拌摩擦焊接头性能

基于ABB机器人控制系统的搅拌摩擦焊方法,进行了5 mm厚AZ31B-H24镁合金环缝的单道次对接焊试验,并进行显微组织、力学性能和疲劳性能的测试和分析。结果表明,镁合金环缝接头成形性好、内部无缺陷,并具有较佳的力学性能和疲劳性能。接头在-20℃、20℃和150℃时的抗拉强度分别达到母材的97.7%、97.3%和97.2%;0.5σb、0.6σb、0.7σb、0.8σb应力加载级别时的疲劳寿命分别达到母材的95.4%、95.8%、95.3%和95.9%。     

焊接生产线中COMAU机器人路径规划的研究

针对COMAU机器人系统的无碰撞路径规划问题,通过动态规划法解决了焊接无碰撞路径的规划,有效解决了焊接路径中碰撞和最短路径问题,实现了机器人路径的最优化。此外,把障碍物简化为一般多面体研究,解决了在多机械手系统中障碍物在机械手运动过程中产生机械干涉的问题,具有一定的科学理论基础和重要实用价值。     

遥控焊接机器人作业工具快速更换技术

为了增加遥控焊接机器人的实用性,满足其在进行遥控焊接维修任务时对不同作业工具的更换需要,开发出一种用于遥控焊接机器人的作业工具快速更换技术.根据焊接任务的要求,通过内置汽缸进行气动连接和机械锁紧等设计方式使该装置具备结构紧凑、体积小、重量轻等特点.应用于遥控焊接机器人维修系统中时,可以使其完成多种作业任务,实现遥控焊接机器人的通用性.节约了维修成本,提高了遥控焊接机器人的工作效率.重点介绍了该技术装置的结构和工作原理以及在实际应用中的具体实施方法.