基于Unity3D的虚拟机器手仿真系统设计与实现

虚拟机械手仿真系统是虚拟试验技术在数字教学和研究方向的一个重要应用。此系统可直观观察机械手的工作状态并采集机械手工作数据,分析其机械结构、运动模型和操作方式。以爱普生C3六轴机械手为仿真原型,通过Solid Works和3DMax完成模型的建立与组装,利用Unity3D的物理引擎实现对六轴机械手的工作现场及原理进行仿真,创建一套虚拟的实时交互的六轴机械手仿真系统。此系统可以在虚拟环境下对机械手的工作进行实时仿真,并与真实机械手工作时保持了较高的一致性,具有低成本、可重复等优点。     

三杆式驱动机械手的设计与分析

将并联机床的虚轴技术与传统串联工业机器人相结合设计三杆式驱动机械手,完成了机械手的数学和实体建模,通过对其仿真,求出了机械手的工作空间.在此基础上采用直接利用计算机的并口通讯的EMC技术对机械手进行了控制系统设计.实验表明该种机械手有高刚度、良好的实时性、求解简单等特点.     

基于神经网络的机械手鲁棒输出跟踪控制

针对一类参数未知的机械手输出跟踪鲁棒控制问题，应用输入／输出反馈线性化方法和Lyapunov稳定理论，提出了一种基于神经网络建模的机械手输出跟踪自适应鲁棒控制器，采用三层前向神经网络来逼近未知非线性函数，网络的权值依据Lyapunov稳定性进行实时修正，保证了相应闭环系统的稳定性，所提出的控制器保证了跟踪误差及相应闭环系统的状态－致最终有界，且不需预知不确定性的上界，以两自由度移动关节刚性机械手的跟踪控制问题的为例进行了仿真，结果表明所提出方法是行之有效的。     

基于图像处理的人和机械手象棋对弈系统实现

综合运用数字图像处理、串口通信和PLC技术实现了人和机械手面对面的象棋对弈系统。棋子的位置信息由摄像头实时传给计算机,根据这些位置信息被判断处理后的结果,计算机给PLC发相应的指令来控制机械手的下棋动作。将图像处理学科中的图像分析与图像识别技术运用于对机械手操作目标的监测与识别,可满足系统的要求。     

YWZ灵巧手运动学分析和交互式仿真

对一种多自由度的灵巧机械手进行了运动学分析以及交互式的运动学仿真。首先介绍了YWZ灵巧机械手的机械结构和自由度,然后通过D-H方法得出YWZ灵巧机械手的运动学方程,最后提出一种交互式的运动学仿真方法对YWZ灵巧机械手进行运动学仿真。仿真结果表明：交互式的灵巧机械手运动学仿真能在仿真过程中实时调整虚拟灵巧手各个关节的旋转方向、角度,优化抓取动作,不必反复设置运动学参数,提高了运动学仿真的效率,有利于灵巧手机械结构的设计和控制方案的改进,为灵巧手的研制和实际控制提供理论依据。     

一种新的机械手逆运动学求解法

本绫几何法和解析法的优点,提出了一种新的机械手逆运动学求解法。这种方法先应用几何法的直观性,确定各角和机械手末端姿态角的关系,再运用解析法求出各关节角,大大减少了逆矩阵相乘的次数,适合机器人的实时在线控制。     

一种新的机械手逆运动学求解法

本文结合几何法和解析法的优点,提出了一种新的机械手逆运动学求解法。这种方法先应用几何法的直观性,确定各关节角和机械手末端姿态角的关系,再运用解析法求出各关节角,大大减少了逆矩阵相乘的次数,适合机器人的实时在线控制。     

基于PLC和WinCC的机械手与传送带控制系统设计

针对机械手与传送带系统的监控问题,结合PLC和WinCC组态的特点,设计了基于PLC和WinCC的机械手与传送带控制系统.系统利用WinCC组态软件创建人机交互界面对系统进行实时监控,同时建立过程值归档及相应的数据库以便查阅系统数据.实验验证表明,监控系统达到了设计要求.     

基于PVDF压电薄膜传感器的触滑觉检测研究

在跌落测试系统机械手提升试品以及自动调整试品跌落角的过程中,可能发生试品滑动甚至脱落现象,为保证安全稳定夹持,可通过检测试品与机械手之间的滑动,采用机械手夹持力反馈控制系统,实时补偿夹紧力。为实时检测滑动情况,选用增加橡胶表皮的聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜传感器做为触滑觉检测的敏感单元,设计调理电路对传感器输出的电荷信号进行转换和放大,使其变为可分辨、可用阈值法进行判断的触觉信号和滑觉信号。实验结果表明,粘贴橡胶表皮的传感器可以用来检测滑觉;经过调理电路输出后的信号可明显分辨触觉和滑觉。     

水下机器人-机械手末端精度测量方法及误差分析

针对水下机器人-机械手系统的末端精度测量问题,本文研究2种不同原理的末端精度测量方法。为检测系统末端精度是否在某一特定范围内,提出一种非接触式末端精度范围测量方法;针对水下环境中机械手末端精度数值的测量问题,提出一种接触式水下机械手末端精度测量方法。针对末端精度测量方法的原理性误差问题,分析测量方法中误差影响因素,提出基于数值迭代方式的误差分析方法。在水下机器人艇体固定和动力悬停状态下,进行末端精度测量水池实验,实验结果表明:本文方法能实时、有效测量得出机械手末端精度,并验证了本文方法的有效性。     

基于局域网的水下作业机械手遥操作控制系统研究

介绍的基于局域网的水下作业机械手遥操作控制系统是在原“SIMW-Ⅱ型水下机械手试验样机”的基础上，建立了操纵杆控制方式以及局域网络控制方式实现的，本文介绍了该系统的组成、工作原理、及关键软件的设计，建立了一个基于局域网的水下作业机械手遥操作实验系统，操作者通过操纵杆控制以及局域网可以在本地或远程控制机械手完成抓取、搬运和放置工件的作业任务，为水下机器人机械手作业技术的深入研究打下了基础。     

机械手的组成机构及其技术指标的确定

本文论述了工业机器人和机械手的机构组成，并讨论了工业机器人和机械手的工作空间、看管区域、位置函数、运动速度等技术指标的确定方法，为机器人和机械手的机构设计及创新提供了理论基础。     

一种便于微处理机实现的时变参数处理方法-样条函数法

本文以关节式液压主从机械手为例推导了一种时变参数处理方法这种方法可以用来解决时变系统微处理机实时控制中控制参数实时计算问题.     

四自由度折叠式机械手的结构设计与分析

阐述了四自由度折叠式机械手的工作原理和结构设计方法。推导出机械手运动轨迹与控制方程，并对其工作特性进行了分析。结果表明，当大臂与小臂长度相等时，机械手具有较好的工作特性。     

空间机械手捕捉目标的运动控制策略

首先讨论了空间机械手的运动特点及其各自由工作空间的划分。在此基础上，研究了空间机械手捕捉静态和运动目标的运动控制问题，提出了在各种情况下的运动控制策略，并通过计算机仿真进行了验证。所提出的运动控制策略充分利用了空间机械手的非完整冗余性，使空间机械手能在最大可达空间内进行捕捉目标操作。     

凸轮机械手PLC程序及WINCC组态控制系统的计算机仿真

简要介绍了凸轮机构在机械手上和PLC在自动机械中的应用。在PC机上利用S7—300和上位机组态软件WinCC对凸轮机械手进行运动控制仿真，缩短了机械手控制系统的开发周期，极大地方便了程序的离线调试，提高了系统软件的可靠性。     

刚柔耦合机械手的抓握姿态和力综合优化方法

针对刚柔耦合机械手在抓握物体时既要有合适的抓握姿态，又要有与抓握力匹配的手指刚度的问题，研究抓握姿态和力综合优化方法.建立机械手的几何模型以获得手指刚度与驱动压强的关系，基于所建模型构造手指姿态曲线与被抓握物体轮廓曲线的贴合度函数、与期望抓握力有关的手指期望刚度函数，并结合姿态贴合度函数和手指刚度函数构造综合优化目标函数.利用所建目标函数计算不同期望抓握力下的最优抓握姿态，通过实验对比不同最优姿态下施加额外抓握力对抓握稳定性的影响.实验结果表明，所提综合优化方法能够良好兼顾抓握姿态和抓握力的控制要求，实现刚柔耦合机械手的稳定可靠抓握.     

PVC管道施工机械手夹持对接装置的研究

目的研究与开发管道施工机械手，解决地下埋设管线施工中的安全、施工质量和施工效率及夹持对接装置的核心技术问题．方法研究与分析了机械手的夹持对接装置的工作原理，管节在工作中受力状态和改善管节受力的措施，制造了管道机械手的实验用样机，以挖掘机为运载平台，用机械手实现管节的就位与对接．并在现场进行了实验．结果验证了这种夹持对接装置的工作原理和各主要部分的力学分析表达式，给出的改善管节受力状态的措施切实可行、结论机械手夹持对接装置的原理和所得到的计算表达式可以应用于产品开发。提出的改善管节受力状态的措施有助于机械手安全可靠地工作。提高管道施工的机械化水平．     

液压机械手软取技术的研究

机械手常枯进行抓取作业，为了能把物体抓住而不因夹持力过大而对物体造成伤害，设计了一种具有压觉和滑觉功能的机器人触觉传感器，对机械手抓取物全时遇到的问题及相应的施力策略进行研究，设计了一种比例因子可调整的模糊控制器，并进行了实验研究，实验证明，使用机器人触觉传感器和模糊控制策略机械手能够进行软抓取作业。     

单连杆柔性臂加速度反馈抑振的研究

在柔性机械手的研究中，如何在实现定位目标的同时快速消除振动，是控制研究中的一个主要问题，本文首先对柔性机械手加速度反馈消振的理论基础进行了研究，讨论了该方法对系统稳定性和耗散性的影响，进而探讨了加速度反馈在单连杆柔性机械手控制中的实现问题，给出了加速度反馈的实验结果，实验证明，它可以有效地抑制柔性振动。