基于模糊神经网络的包装机械臂定位方法研究

目的 为提高包装机械臂的抓取精度,文中基于模糊神经网络设计一种包装机械臂定位方法。方法 将激光测距仪与工业相机融合,可实现目标点的初步定位并得到位姿偏差。以机械臂末端位置误差补偿为例,设计一种模糊神经网络控制器,可实现PID控制关键参数的在线调整以提高误差补偿精度。进一步地,采用果蝇优化算法实现神经网络控制器初始值的优化,可提高控制系统性能。最后,进行实验研究。结果 实验结果表明,机械臂定位算法可使最大绝对误差从7.704 9 mm下降到1.424 2 mm;平均绝对定位误差降低约82.5%;机械臂执行效率与对照组相当。结论 该定位方法可以大幅度提高包装机械臂定位精度,可满足包装、化工、食品等相关行业要求。     

基于Dobot机械臂的包装自动线运动规划与仿真

目的 针对手工包装作业劳动强度大、生产速率低、一致性差等问题,基于Dobot轻型机械臂设计一种针对校园纪念品包装的自动化线.方法 首先对自动包装线各工序进行分析,确定各工步关键路径点,对各工序内的工步机械臂运动进行轨迹规划.其次利用Robotics Toolbox工具箱建立机械臂仿真模型,进行运动仿真分析.最后联合Matlab和Inventor进行可视化运动虚拟仿真.结果 运动仿真结果显示,在机械臂执行轨迹规划任务过程中各关节角位移无突变,且角速度和角加速度曲线平滑,能保证机械臂运行平稳,可视化虚拟仿真显示机械臂运行平顺.结论 证明各工序机械臂运动规划可行,符合各工步任务要求,可以满足包装自动化任务要求.     

基于BP神经网络的包装分拣机器人视觉标定算法

手眼标定确定了机器人基座坐标系和摄像机坐标系之间的非线性映射关系,在视觉伺服中起着重要作用。针对视觉伺服控制系统中的手眼标定问题,基于机器人工具箱和神经网络工具箱,在MATLAB/Simulink环境下,使用误差反向传播（BP）神经网络算法和径向基（RBF）神经网络算法进行仿真,拟合了6自由度分拣机器人和单目摄像机之间的映射关系,通过仿真结果分析了两种算法的精度。此外,在同一实验条件下使用BP神经网络与张氏法对机械臂进行手眼标定,通过在机械臂实际工作空间内抓取同一组随机取样本点进行实验,并对比随机样本点的抓取精度。仿真和实验结果表明BP神经网络在标定精度上优于RBF神经网络算法和张氏标定法,能够在实际应用中提高手眼标定的精确度,具有一定的工程意义。     

基于割灌机的机械臂设计与分析

目的 针对我国部分地区在林间复杂环境中清林割灌及后续运输加工包装难度大的问题,设计一款具有高效割灌清林能力的灌木收割装置。方法 对机械臂进行三维建模,利用ADAMS软件对机械臂进行动力学分析,并利用Ansys有限元软件进行静力分析和模态分析,得到机械臂的受力情况以及是否发生共振。根据得出的数据对机械臂的参数进行优化改进。结果 对机械臂进行静力学分析得出,机械臂最大的应力为109.25 MPa,最大的变形量为8.055 6 mm,机械臂产生的一阶最小频率为69.194 Hz。多变量的参数优化后得出最优参数值是中机械臂的长度为901.5 mm、臂厚为8.4 mm、铰接处的孔大小为52.2 mm、铰接处的厚度为7.22 mm。结论 文中对机械臂的结构进行设计以及仿真分析,验证了机械臂在作业时强度和刚度的合理性。得出优化改进后的机械臂设计满足稳定性要求,对整个机器的运动过程有着重要的意义。该机器可广泛应用于林业采集和包装运输行业。     

柔性机械臂点位控制逆动力学方法的实验研究

本文详细介绍了可用于简单柔性机械臂主动控制和逆动力学研究的实验装置。该装置由直流伺服电机、谐波减速器、柔性臂结构和支架等组成，测速电机、光电编码器和应变片作为其检测元件。为了保证铰关节的轨迹追踪精度，采用了由位置反馈环、速度反馈环和电流反馈环组成的伺服系统。最后，利用该实验装置实验证实了一种柔性机械臂点位控制边动力学方法的有效性。     

基于动力学分析的机械臂可达性方法研究

为实现在轨维护维修性验证技术中可达性定量化分析的目的,首先对维修任务进行任务层次法分解.在此基础上,对维修作业进行运动控制,遥控指令和自主作业指令均通过PID控制仿真器进行仿真,转化为各运动执行器的位移轨迹曲线,从而获得维修运动仿真的理想运动轨迹,进而建立维修过程中机械臂的制造和控制误差模型,最后利用虚拟运动制动器将误差的影响叠加到维修仿真中,提高维修仿真验证评价的可靠性和真实性.     

柔性机械臂研究方法浅析

随着宇航业及机器人业的飞速发展，出现了越来越多地采用由若干个柔性构件组成的多柔体系统。本文对柔性机械臂研究控制方法进行了分析。希望本文的研究能为相关领域的研究起到抛砖引玉的作用。     

基于3D视觉的机械臂抓取控制方法

针对传统2D视觉下机械臂无法抓取具有3D位姿物体的问题,提出了基于3D视觉的机械臂抓取控制方法。该方法首先通过差分和滤波的方式去除噪点,并提出了一种加权下采样的方法简化点云。通过欧式距离和法线夹角变化率的结合,提出了一种点云二次分割方法。物体的定位方式采用基于主成分分析法(PCA)的粗配准算法和基于迭代最近点算法(ICP)的精配准算法,然后将所得到的目标物体位姿发送给机械臂进行抓取。在达明协作机器人上的实验表明,该方法能够有效抓取具有3D位姿的物体,与已有的方法相比,在精度和处理时间上有了较大的提升。     

基于神经网络的机械臂高阶滑模控制

针对多关节机械臂控制系统的设计中机械臂模型参数未知和外在干扰的抖振问题,提出一种基于神经网络的机械臂高阶滑模控制,并在快速终端滑模面的基础上,利用饱和函数解决了奇异问题,采用径向基神经网络(RBFNN)近似估计系统参数,增加了误差估计器补偿估计误差和外部干扰。同时,设计了一种具有适当更新律的自适应有限时间控制律。实验表明：该控制方法在机械臂轨迹跟踪表现更优,具有可行性和优越性。     

基于滑模变结构的柔性机械臂振动控制

目的为了消除柔性机械臂的弹性振动,保证机械臂稳定运行。方法以水平运动的单杆柔性机械臂为研究对象,建立动力学模型,并以此为依据运用奇异摄动法将动力学方程分解为慢变和快变2个子系统,对2个子系统分别采用反演滑模变结构和模糊控制的手段进行控制,最后利用ADAMS和Matlab软件进行联合仿真,将控制结果与传统PID控制进行对比分析。结果稳定时间、振动量、角速度、控制力矩都得到提高,此种控制方式与传统的PID控制相比,平稳时间缩短了75%。结论该控制方法能够很好地对柔性机械臂进行振动控制,且控制效果明显强于传统的PID控制。     

基于改进遗传算法求解钢卷包装线平衡问题

目的针对某企业钢卷包装生产线效率低的问题,采用改进遗传算法对其进行求解。方法采用自适应改变交叉概率和变异概率,当种群适应度趋于一致时,增大交叉概率和变异概率;当种群适应度相差较大时,采用较小的交叉概率和变异概率。结果优化后的包装生产线平衡率达到88.46%,改进后的包装生产线具有更好的平衡结果。结论所采用的改进遗传算法可以有效地求解单品种钢卷包装生产线平衡问题。     

基于自适应遗传算法的弹药单元包包装的优化设计

建立了弹药单元包优化包装的数学模型,针对该模型约束条件多、求解困难的问题,探讨了自适应遗传算法在模型求解中的应用,给出了相应的编码策略、自适应参数和适应度函数,并进行了实例仿真.     

基于视觉反馈的包装机械手定位控制

目的 为了解决全自动食品包装机的块状食品抓取问题,以拾放并联机械手为研究对象,结合视觉反馈和预测控制,提出一种机械手定位控制方法。方法 给出了视觉反馈机械手总体设计方案,包括机械手本体、双目视觉系统和控制系统。研究输送带上运动食品的机器视觉定位算法。在考虑目标可见性约束和机械手执行器约束的前提下,将预测控制算法引入机械手的视觉伺服控制中,用于实现机械手末端位姿控制。最后,通过实验验证机械手的定位精度。结果 结果表明,平均误差可控制在0.7%,符合运动拾取精度要求。结论 所述控制方法可满足包装工艺要求,提高了包装过程自动化程度。     

包装废弃物回收车辆路径问题的改进遗传算法

目的采用优化传统遗传算法(GA)研究包装废弃物回收车辆路径问题(VRP)的性能。方法提出改进遗传算法(IGA)。首先,设计基于贪婪算法的初始种群生成算子,提高初始种群质量;其次,设计根据适应度值大小、进化代数等自适应调整的交叉和变异概率;然后,设计最大保留交叉算子,保证种群的多样性;最后,对企业实例和标准算例进行仿真测试。结果采用IGA算法、蚁群算法(ACO)能求得算例最优解,且IGA算法运行速度快于ACO算法,分支界定算法(BBM)、传统GA算法无法求得算例最优解。结论与BBM算法、传统GA算法和ACO算法相比,IGA算法求解包装废弃物回收VRP问题的整体性能更优。     

基于改进遗传算法的包装机器人轨迹规划

目的为了提高包装生产效率,提升直角坐标机器人的稳定性、可靠性和运动精度,避免机器人出现速度、加速度突变,对机器人运动轨迹进行规划。方法首先分析直角坐标机器人的工作原理,在此基础上采用三次均匀B样条曲线对机器人关节轨迹进行逼近,给出一种基于改进遗传算法的最优时间B样条轨迹规划方法。根据功能需求,设计一种基于ARM和FPGA的控制系统。结果仿真结果表明,机器人各个关节抵达节点的用时最短,运行耗时能够缩减39%以上,验证了算法的有效性。结论所述控制系统和方法能够满足包装码垛的要求,可提高包装效率。     

基于模糊控制的失重秤粉体包装精度研究

目的 针对失重式包装秤控制系统控制精度低的问题,提出一种提高粉体包装称量精度的控制算法。方法 在传统PI控制基础上,增加智能模糊控制模块,利用模糊控制算法整定PI控制参数,并通过Matlab simulink分析软件对系统进行仿真。结果 相对于传统的PI控制器,模糊PI控制系统达到稳定的时间减少了44%,超调量降低了26%,系统受到干扰后达到稳定的时间减少了30%。结论 模糊PI控制系统稳定,超调量小,抗干扰能力强,能有效提高失重秤的包装控制精度。     

基于 Lsdyna971 显式算法的饮料包装设计评价方法

目的研究饮料包装的仿真设计评价方法。方法以酷儿饮料包装为研究对象,基于Pro/E 5.0和Hypermesh 10.0软件建立3D模型和有限元动力学仿真模型,然后调用Lsdyna971显示算法程序执行顶部静压和侧面挤压等多工况动力学仿真计算,同时进行相应的实物试验验证。结果数值仿真结果与试验结果的对比分析得出两者的结果偏差不超过15%,能够满足工程学上的设计要求。结论基于Lsdyna971显式算法的虚拟设计评价方法完全适用于饮料包装设计研发,且可大幅缩减实物试验费用和新饮料包装设计周期。     

一种基于遗传算法的高频载荷识别方法

针对结构在高频载荷作用下模态密集,分析求解比较复杂的特点,提出一种基于遗传算法进行高频载荷识别的方法。运用统计能量法建立了高频载荷识别正模型并进行响应的求解。通过遗传算法反复调用统计能量模型,迭代运算实现高频载荷的反演。数值算例结果表明该方法收敛较快,反求精度高,可以用于高频载荷的快速准确识别。     

基于位移传感器的包装机械手运动跟踪方法设计

目的为提高包装机械手末端执行器轨迹跟踪精度,提出一种三维运动轨迹跟踪方法。方法获取拉绳式位移传感器在预先建立的三维坐标系中坐标数据和拉线长度。利用坐标和拉线长度计算运动物体的三维坐标数据,进而形成所述运动物体的三维运动轨迹。同时,给出基于ARM的轨迹跟踪控制器结构以及软件实现方法。结果实验结果表明,与传统示教盒相比,该方法可将定位精度提高1倍,相关误差可控制在0.3 mm以内。该方法在执行效率方面大约能够提升33%,提高了包装机械手的执行速度和分拣效率。结论所述轨迹跟踪方法能够提高包装机械手末端执行器的定位精度和定位速度,符合包装、食品、化工等行业的工艺要求。     

基于遗传算法的半脆弱水印方法研究

提出了一种基于遗传算法的自适应半脆弱图像水印方法,该方法要求水印对常见的操作具有鲁棒性,如JPEG压缩,而对其他的一些恶意操作具有脆弱性。根据图像局部区域的类型自适应地确定了水印的嵌入强度,用GA来优化了水印的嵌入位置。仿真结果表明,方法不会影响图像的主客观质量,而且可嵌入的水印信息量大。更为重要的是,方法可以准确确定恶意攻击的位置,显示了相比于其他方法的优越性。