水下七功能电动机械手设计研究

以适用于水下自主作业的电动机械手为研究对象,通过设计一个具有六自由度和夹钳剪切功能机构,组建了一个水下自主作业七功能电动机械手。机械手主要包括三个基本运动模块和一个夹钳剪切模块,具有质轻,作业范围大,回收状态良好等特点;机械手实现了内部走线,深海密封作业,关节绝对位置的检测和高精度控制。介绍了水下七功能电动机械手的整体结构,典型运动模块结构和工作原理,并对机械手进行运动学分析及作业空间分析,对其关键关节进行静力学分析,动力学仿真和有限元分析,验证机械手结构设计的可行性。     

基于蛟龙号的深海切割采样系统设计与分析

目前通过作业工具配合载人潜器进行深海采样成为一种趋势,通过对蛟龙号机械手的分析和不同深海作业工具的研究,设计一种新型深海矿石切割采样设备。并通过MATLAB软件对机械手以及携带刀具后的切割采样系统进行了工作空间和轨迹分析,比较搭载作业工具前后的作业空间变化,并通过ADAMS软件对几种不同机械手作业姿态的受力进行分析,对潜器的坐底定位和切割作业时机械手的姿态具有指导作用。     

水下微小型机械手控制系统研究

水下机械手是机器人在水下执行作业时的重要工具,因此研制便于控制、稳定性、可靠性高的水下机械手对于完成水下作业任务具有重要意义。首先在分析抓取任务及水下环境信息的获取的基础上,研究了水下机械手的总体结构并设计了系统的硬件结构和软件组成,接着提出了一种新型水下机械手的速度伺服PID控制方案。测试结果表明,该机械手工作稳定,精度、灵敏度高,能满足水下作业的要求。     

模块化水下电动机械手设计与运动学分析

为了满足水下作业的多样性需求并提高水下机械手的通用性,对水下电动机械手进行模块化设计,机械手模块分为具有俯仰和腕转两个自由度的基本运动驱动模块和手爪模块,手爪模块采用旋转驱动凸轮机构实现。机械手模块设计实现了控制器内置和内部走线,并且选择适用于深海作业的元器件,不同模块的快速组合可以满足不同的作业需求。利用三个基本运动驱动模块和一个手爪模块搭建了七功能电动机械手,对七功能机械手进行了运动空间分析及运动学仿真。     

圆柱内壁件下压装配机械手结构实现及弹簧参数优选

根据特定产品生产工艺要求,设计了一种用于圆柱内壁件作业的内撑式抓取与下压装配机械手。该机械手在手指系统与筒状手掌之间采用弹性连接。在高速作业过程中,这类弹性连接形成手指系统的残留振动。在对机械手结构设计思想与结构介绍的基础上,对机械手系统采用Adams运动仿真,分析了弹簧系统参数对手指系统的残留振动的影响,并对影响机械手振动特性的关键参数——连接弹簧的参数进行了优化选择。实际机械手的运行结果表明,该机械手结构与弹性参数的选择可以很好地满足特定对象的作业要求。     

5自由度自主式水下机械手的研制

自主作业水下机械手是水下无人无缆自主式潜水器（AUV）研究的重要内容之一,详细介绍了研制的5自由度自主作业水下机械手的结构设计特点和主要性能技术指标,论述了机械手的控制和计算机仿真及调试试验情况。     

面向水下作业的水液压机械手研究与展望

水液压技术在水下作业环境中具有鲜明的技术优势,在海洋探测、海洋资源开发等领域具有广阔的应用前景。水下机械手是执行水下作业任务的重要工具,将水液压技术应用于水下作业机械手,可降低水下机器人-机械手系统的复杂程度、提高性能上限。通过阐述当前国内外各研究机构针对不同应用场景所研制水下机械手的结构特点、研究水平和商业化发展现状,对比分析不同驱动形式的优缺点及其对水下机械手性能和设计要点的影响,得出水液压驱动水下机械手是当前水下作业工具的最佳选择。在此基础上分析了水液压机械手设计中需解决的摩擦与润滑、材料、动力学模型、运动控制等关键技术问题,最后对水液压机械手未来发展的趋势进行了展望,以期为相关研究提供参考。     

深海5功能水下电动机械手设计及误差分析

面向深海中小作业型水下机器人应用需求,针对水下液压机械手支持系统庞大复杂、关节直接驱动式水下电动机械手负载能力小等特点,研究设计了深海中等负载5功能电动机械手。该机械手前三个关节采用相同的电动直线缸模块进行驱动,均能实现120°范围的摆动。电动直线缸模块内部设有直线电位计进行位置反馈,以便该机械手与水下机器人组成的系统具备自主作业能力,腕转夹钳模块集成了腕转和夹钳两个功能。利用D-H法对机械手进行了运动学分析,为后续自主作业研究奠定了理论基础。通过矩阵微分法对机械手末端位置误差进行了分析,误差小于1.7mm。     

基于小脑模型关节控制器的水下机械手复合运动控制的研究及仿真

水下机械手系统是一个高度非线性强耦合的作业系统,作业环境非常复杂且受到强干扰.考虑水动力对水下机械手的作用,推导了水下机械手的动力学模型;提出了一种基于小脑模型关节控制器与PID的复合控制算法,使水下机械手具有在线学习能力,能适应复杂的水下作业环境.以二关节水下机械手为例,利用MATLAB/Simulink对水下机械手的作业控制进行了仿真研究,结果证明,该控制方法和动力学模型可以有效地用于水下机械手的控制研究.     

圆柱内壁工件的内撑式抓取与装配机械手设计

根据叶蜡石块生产压机特定的工作要求,设计了一种用于圆柱面内壁工件作业的内撑式抓取与下压装配机械手。该机械手主要包括内撑式三爪指系统和一个筒状手掌,手指系统与筒状手掌之间采用弹性连接;手指系统可以在装配作业中回缩与内藏于手掌内,以避让成型模腔中心的凸模。对机械手的结构与工作原理进行了介绍,对机械手关键参数的设计(包含内撑夹持力、稳定夹持物料转运条件、气缸驱动力的限制等)进行了论述。仿真分析与实验结果表明,该机械手可以满足特定作业对象的工作要求。相关研究为自动化装置的作业机械手的设计提供了新思路与实践。     

SolidWorks有限元在冲压机械手机械设计中的应用

文章首先就冲压机械手的运动学基本原理进行了简单介绍,然后基于Solid Works进行了冲压机械手的建模,最后对设计机械手进行了仿真分析以及有限元分析,得出了设计机械手的作业空间和运动轨迹。     

排爆机器人机械手运动规划

机械手是排爆机器人关键的部分,机器人作业主要依赖于机械手的运动.介绍了自行研制的机械手运动学构型,重点描述了机械手运动轨迹规划方法并利用Madab软件编程对机械手末端执行器进行了运动学分析,为机械手轨迹控制实现和进一步的动力学研究奠定基础.     

供排气管对接机械手的机构研究与参数优化

根据水下救援作业中连接供排气管的需求,失事对象救生围壁的结构形式,遵循水下机械手机构选型原则,设计了一种专用的六功能气管对接水下机械手,并从机械手工作空间和轻量化要求两方面建立了机械手的数学模型,对其机构参数进行了优化设计.最后对优化结果进行了分析和工作空间的仿真.结果表明该机械手的设计能满足供排气管对接作业要求,达到了预期目的.     

小型水下机械手设计与研究

现有的水下作业机械手产品,很多情况下功能单一且造价高昂、结构复杂,若用于小规模、小抓取力作业会造成资源的浪费。本文是对用于水下试验取样机械手的设计,以适应与小规模、小抓取力环境作业,降低使用成本。水下机械手最重要结构是机械手臂,故初步对机械手臂进行研究并用solidworks进行机械手结构设计。     

基于四自由度的铝锭堆垛机械手的结构设计与运动学分析

针对传统的铝锭堆垛作业方式存在的问题,研制了一种具有搬运与堆垛功能的机械手。根据堆垛作业的需要,建立了四自由度铝锭堆垛机械手的运动系统,给出了其结构设计方案,采用D-H方法建立了机械手的运动学方程,并讨论了该机械手的运动学问题,为机械手的动力学分析、控制及轨迹规划的研究提供了可靠的依据。     

水下清刷机械手的总体设计及方案分析

目前急需研制船舶表面水下自动清刷机器人,国内外对螺旋桨水下自动清刷机器人的研究还很少,水下清刷机械手的设计分析具有重要价值。针对要完成螺旋桨桨叶复杂曲面水下自动清刷作业的机械手,进行了方案设计,水下清刷机械手作为水下机器人的拓展模块,由2只具有对称结构的抓取机械手和1只清刷机械手组成,介绍了机械手的技术参数、总体系统、原理、功能和工作空间。该方案合理解决了高效、完整地对目标4叶螺旋桨进行清刷作业的关键问题。     

三自由度水下机械手研制

为了研究无人无缆自主式水下机器人的深海作业性能,在分析了水下机械手工作环境及作业性能的基础上,研制了三自由度水下机械手。在考虑了本体材料、耐压壳体形状、水密接插件和关节走线形式等基础上,进行了水下机械手的本体结构设计,同时也对水下机械手的关节驱动方式进行了研究。为了实现对水下机械手的有效控制,采用上位机和下位机两级控制方式,并完成了硬件和软件设计。最后进行了实验调试,其结果表明了所研制的水下机械手满足设计要求。     

磨机换衬板机械手的发展情况

简要介绍了国内外换衬板机械手的发展和应用情况,阐述了换衬板机械手设备的构成及结构特点,换衬板机械手的作业过程以及双臂换衬板系统的特点.认为机电液一体化是磨机换衬板机械手的发展趋势.     

一种五自由度机械手直线轨迹规划方法研究

针对一种有特定作业要求的五自由度机械手进行了轨迹规划研究。在运动学模型和工作空间的基础上,根据机械手末端的直线运动需求,不失一般性,设定所研究机械手的末端直线轨迹,分析了相应的轨迹规划的约束条件并建立约束方程。得到了在轨迹生成过程中各关节角和末端执行器作业中心的对应关系。详细分析了2种轨迹规划的算法,即多项式线性插值法和有界偏差关节路径法(BDJP)。并用这2种方法对机械手末端作业所需要的直线轨迹进行了仿真,给出仿真结果。     

基于轨迹规划的水下机械手电液控制系统研究

水下机械手是海洋油气开采及应急作业的重要装备,针对其作业特点,建立了机械手三维结构模型,分析了其运动学正逆解,研究了其末端执行器直线运动轨迹规划方法、电液系统模型及控制方法,以此为基础提出了基于轨迹规划的水下机械手电液控制方法。在Matlab／Simulink环境下建立了电液控制系统的仿真模型。