基于AD和TRIZ的空间机器人手爪创新设计

为了解决目前空间机器人手爪存在的功能单一、结构复杂、体积大以及不灵巧等问题,对AD与TRIZ理论的集成进行分析研究,并将AD与TRIZ集成理论运用到空间机器人手爪创新设计中,对空间机器人手爪进行功能分析,解决设计中存在的冲突,设计了一种灵巧多功能空间机器人手爪。手爪本体为圆筒形状,手指由电机驱动和滚珠丝杠传动并嵌套于圆筒手掌中,设计手指更换接口,可更换不同构型弹性手指。空间机器人手爪功能多样、结构简单、灵巧、传动平稳、驱动控制简单、工作稳定可靠,满足空间多种任务要求。     

基于行为的机器人自学习方法研究

随着机器人智能化的不断发展,行为机器人越来越受到人们的重视。而复杂多变的运行环境,给机器人的行为设计提出了一个很大的难题。根据以往的日常经验总结出来的行为反应规则很可能适应不了各式各样的运行环境。本文提出一种机器人在线自学习方法,使机器人在没有现成的合适运行规则可循的环境运行的过程中不断总结经验,自我学习,并对学习得到的成果进行检验。实验时,不给机器人初始化任何路径规划信息,而是通过让机器人在简单环境下自行运动,由得到的实际运行结果,检验本方法的实际效果。检验结果令人满意。     

基于虚拟原型的管径激光检测机器人运动仿真

为直观分析天然气管道内径激光检测机器人在管道中的运动工况,基于CAD软件绘制了机器人三维模型,并对其进行了受力分析;运用LabVIEW编写了控制程序,并设计了简单、直观的人机交互界面;应用NI公司的运动模拟软件,建立了三维模型与控制程序的连接,通过设定运动参数和运行控制程序,实现了机器人虚拟模型模拟物理原型的运动仿真。使用虚拟原型技术,改进和优化了设计结构,缩短了研发周期,减少了加工成本,在项目前期工作中具有重要意义。     

机器人制造陶瓷原型系统的研究

提出了采用工业机器人快速制造陶瓷熔射原型的方法。利用建立的数字化检测平台,测试机器人的点位置重复精度、直线轨迹位置精度和轨迹重复精度,找到其精度特性;建立NC代码与机器人代码的转换公式,得到了生成合适的机器人铣削路径代码的算法和CAM软件;根据机器人的精度特性和合适的加工路径,实际加工了用于熔射制模的陶瓷型熔射原型,验证了机器人制造系统的可行性。     

基于双机器人快速原型制造系统的CAD/CAM接口技术研究

用ＪＡＶＡ语言进行了基于机器人快速的型制造系统的ＣＡＤ／ＣＡＭ接口技术研究,详细分析了在该系统中的二维图形数据提取与整技术,并说明了它的实用意义。     

面向快速制模的机器人铣削原型工艺研究

机器人快速制造原型是正在发展的一种快速制造原型和零件的方法,但是它的应用范围目前仅局限于石蜡、木材、塑料和轻金属等材料。本文开发了一种机器人快速铣削制造陶瓷材料原型的工艺,并成功用于机器人快速制造金属模具工艺。试验研究了适用于该工艺的陶瓷原型材料、陶瓷原型铣削制造工艺以及机器人的铣削特性。从而扩展了机器人原型制造的可加工材料范围以及快速原型制造的应用领域。     

基于力反馈牵引力导引的机器人辅助装配技术研究

针对飞机总装过程中人工操作存在的诸多局限性,提出了一种基于力反馈牵引力导引的机器人辅助装配技术.在机器人末端安装六维力传感器,通过重力补偿算法获取施加在工件上的外力和外力矩,然后根据外力和外力矩设置机器人末端位置的修正量,从而实现操作人员对机器人的导引.在此基础上,设计了机器人辅助装配专用控制软件,可以对辅助装配的模式...     

基于有限状态机的宠物机器人行为建模

宠物机器人的行为是机器人扮演宠物的重要内容。对宠物机器人行为的研究并进行有效的建模仿真,有助于提高宠物机器人的功能以及机器人的研制。目前尚无针对该领域的专门研究和专项理论。该文阐述了基于有限状态机理论（FSM）,利用MATLAB中Stateflow工具箱对宠物机器人的行为进行统一的描述和建模的方法,并以步态行为为例进行了具体描述和建模,对宠物机器人行为领域的研究作了有效尝试。基于该方法的成果为进一步联合仿真分析提供了简浩的状态逻辑策略。     

基于MotoMan机器人的快速原型制造

工业机器人系统在零件快速原型制造方面有很好的发展前景。笔者运用三维激光扫描仪对物体进行扫描,得到物体表面数据,对物体进行三维重建,并进行了加工工艺和路径的规划,提出了无干涉的三角划分路径规划和Z字型路径规划,对机器人建立了运动学方程,给出了坐标变换矩阵。最后对机器人进行了程序编制,实现快速原型制造。     

机器人拟人化形态的用户认知机理研究

面对服务机器人造型的拟人化趋势,如何避免恐怖谷效应提升用户对其接受度和好感度是设计研究亟待解决的问题.基于ABOT数据库251个机器人样本,对机器人造型进行解构并获取用户对机器人拟人度评分,通过数据分析得到机器人造型特征与用户拟人化认知的数理模型,进一步研究拟人化造型特征与机器人功能性、亲和力和好感度的关系模型,为服务机器人的拟人化形态设计提供理论依据.     

基于虚拟样机技术的移液机械臂的设计与研究

以黄芩苷的结晶提纯为背景,基于虚拟样机技术,设计了四自由度移液机械臂的机械系统和控制系统。首先,利用SOLIDWORKS实现了移液机械臂的三维建模,将其导入机械系统动力学分析软件ADAMS中进行运动仿真和动力学仿真;其次,利用ADAMS/CONTROL模块实现ADAMS与MATLAB/SIMULINK的数据传递,进行控制系统的仿真;最后,利用有限元分析软件ANSYS对重要零部件进行有限元分析。仿真分析的结果可以优化设计方案、提高设计效率,更表明多软件仿真分析的方法在复杂机电系统的设计中具有重要作用。     

基于虚拟样机技术的差动式移动机器人设计

分析了目前国内外移动式机器人的结构特点,提出了一种差动式移动机器人的总体结构方案,并采用虚拟样机技术设计了机器人的行走机构和末端执行器。该机器人能够适应恶劣的地面环境,探索一些危险和未知的环境地域,为进一步研究开发实用型救灾探险、抢险机器人提供基础。     

下肢康复训练机器人髋关节机构的振动分析

对研发的康复训练机器人髋关节机构进行了建模分析,探讨机构的振动特性,对后续设置相关机构的工作频率和和对振动主动控制提供了理论依据。方法以康复机器人对患者进行被动节律性训练为工作状态,建立振动力学模型和动力学方程,对康复机器人髋关节机构的运动特点和振动性能进行理论分析,通过仿真曲线展示了幅值和相位差的变化特点。结果康复训练机器人髋关节机构的固有频率与接触部件的等效质量等参数有关。当阻尼大于特定值时,训练机构位移振幅随着工作频率上升而下降,不会发生共振;当阻尼小于特定值时,训练机构位移振幅随着工作频率增加先上升后下降,存在共振现象,阻尼的存在将显著降低位移振幅。结论在小阻尼情况下髋关节机构才会发生共振,当要利用机器人髋关节机构的振动进行振动康复治疗时,应该尽量降低阻尼,并使得工作频率接近固有频率,反之则要增大阻尼和远离固有频率。由于阻尼的存在,训练机构的运动与电推杆滑块的运动存在相位差。     

基于虚拟样机技术的冲压机器人运动学分析与仿真

根据冲压过程的特点,设计开发一种结构简单的冲压机器人.通过D-H法分析对其连杆参数利用三维实体软件与虚拟样机技术联合进行运动学仿真.为使其在运动过程能够平稳,规划其运动轨迹,使用了Step5阶跃函数编程.通过仿真得出其各个关节变量的位移,速度和加速度运动曲线,为冲压机器人的设计、优化与运动控制提供了参考数据.     

基于虚拟样机的轴向柱塞泵动态特性仿真研究

为研究轴向柱塞泵的动态特性,理论分析了其运动特性和流量脉动特性,并基于ADAMS与AMESim软件建立了某型柱塞泵的虚拟样机模型。通过联合仿真得到了不同转速下的柱塞位移、速度、加速度曲线,不同转速、斜盘倾角下的流量脉动曲线,以及不同负载下的传动轴转矩、泵出口压力曲线。研究结果表明:为减小柱塞泵的振动与噪声,其转速应限制在一定范围内;适当提高转速、减小斜盘倾角可减小流量脉动。研究结果可为柱塞泵结构优化提供参考依据。     

基于MATLAB与ADAMS的双足步行机器人特性研究

以模块化类人机器人为研究对象,通过对其进行结构分析,建立数学模型,提出双足机器人的特性参数,设计稳定性函数和能耗函数。通过MATLAB与ADAMS相结合,计算出双足机器人在不同行走速度下和不同摩擦系数下的稳定性和能耗,采用单因素分析法对计算结果进行分析,得出双足步行机器人在不同工况下的稳定性和能耗变化。通过搭建双足步行机器人实验平台,测量双足步行机器人在不同工况下的能量消耗情况,与仿真计算结果进行对比分析,验证了稳定性函数和能耗函数的有效性,这可以作为改善和优化双足机器人结构和参数的依据。     

膝关节术后康复训练机器人研究综述

膝关节术后康复训练机器人(简称康复训练机器人)辅助接受膝关节手术的患者进行康复训练,帮助患者快速恢复膝关节的运动机能,可有效减轻理疗师及患者家属的工作负担,在膝关节术后康复训练中具有广泛应用.在总结膝关节术后运动特征及康复需求的基础上,将康复训练机器人分类成末端驱动式、外骨骼式及其他类型,详述了其设计理念、结构特点、控制策略及康复训练效果的评价系统.分析了当前康复训练机器人存在的问题,以及涉及的关键技术,预测了未来康复训练机器人的发展趋势.     

基于虚拟样机技术的双足步行机器人联合动力学仿真

为了提高双足步行机器人仿真系统与真实环境之间的相似度,结合物理样机在ADAMS中定义虚拟样机的机械特性,构建基于ADAMS和Matlab的交互式联合仿真系统.仿真结果为建立物理样机控制系统提供依据,避免了不恰当控制策略对物理样机的损伤.     

基于语义的组件化样机建模技术研究

提出了一种基于语义的组件化样机建模方法。基于仿真单元体建立仿真组件,组件间通过配置语义建立物理和行为上的连接关系,从而快速建立起联合仿真环境,并通过在该环境的仿真来分析辅助产品单元的设计。该方法提高了仿真模型的可重用性,简化了联合仿真环境的建模过程,有效地提高了产品单元的设计质量。