双臂吊装机械手机构设计

为提高某锰电解厂电解工艺生产效率,改善工人劳动环境,设计了具有双臂独立运动的吊装机械手。首先对生产工艺要求进行分析,因其垂直工作行程较大,为了避免螺杆行程过长造成运动不稳,选择五杆缩放机构作为机械臂。确定了机械臂夹持端的工作范围,计算了各种位姿下机械臂各杆的长度和机械臂可能达到的最高点,并计算了各主要杆件的弯矩。由于该五杆机构采用缩放方式来放大机械臂末端的行程,巧妙避开了可能因工作垂直行程大造成的机构运动不稳定和空间不足等问题。     

水下机械手结构设计与研究

为了研究海洋环境下水下机械手智能控制相关技术,在分析了水下机械手工作环境及作业性能的基础上,研制了三自由度无人无缆自主式水下机器人用机械手实验样机.在分析了关节关键器件的基础上,进行了水下机械手驱动方式的设计,最后进行了水密性实验.水下水密性实验结果证明了水下机械手本体结构设计的有效性和可行性,水下机械手本体结构的设计为研究水下机械手智能控制相关技术搭建了实验平台.     

深海液压机械手连杆参数优化研究

搭载在工作级遥控潜水器上的液压机械手在深海作业中应用广泛。在几千米的深海中,深海液压机械手需承受几十兆帕的高压,由此带来的密封问题限制了深海液压机械手的构型和各关节驱动器的结构。为寻求最优的深海液压机械手连杆参数配置,结合深海液压机械手的特点提出全局工作空间下的灵活度和可操作度性能指标,并对其计算方法进行改进,改善了蒙特卡洛法造成的点集局部密集或稀疏的情况;利用遗传算法对深海液压机械手的连杆参数进行优化,得到了基于全局工作空间下的灵活度和可操作度性能指标的最佳连杆参数配置。通过深海液压机械手的运动仿真分析表明:经过优化后的深海液压机械手的部分位姿出现局部性能指标下降,但其关节运动速度波动情况得到改善,整体性能得到提升,验证了优化方法的可行性。     

管内异物抓取机械手机构设计与运动学研究

通过对管内异物抓取机械手的型综合,确定了该机械手为三自由度关节型机械手.建立了机械手的D-H坐标系,进而通过齐次变换得出机械手的正运动学方程,并采用反变换法得出机械手的逆运动学方程.利用微分变换法得到机械手的雅可比矩阵.最后通过仿真验证了机械手结构设计的合理性、运动学方程建立的正确性,为机械手的进一步理论研究奠定了基础.     

管内异物抓取机械手机构参数优化设计

考虑抓取机械手工作于狭小圆形管道内与工作对象的分布特点两方面因素,管内异物抓取机械手采用三自由度关节型机械手的机构型式.以机械手的工作空间主截面最大与杆件长度尺寸之和最小为优化目标,建立了综合优化目标函数,得到机械手的结构参数优化解,为机械手的结构设计及运动学与动力学分析提供了基础参数.同时对所得优化结果做了进一步分析,为机械手的机构参数的修改与调整提供了可靠的理论依据.     

直动型弧面凸轮机械手的机构与结构设计

对直动型弧面凸轮机械手进行了系统的研究,并着重对其机构设计、结构设计进行了深入探讨,绘出了其整机结构图。     

机械手旋转移送机构的爆发式免疫优化

针对生产机械手旋转移送机构的优化设计问题,在免疫遗传算法(IGA)的基础上,先通过爆发式进化方式产生优势种群,然后与原种群进行杂交、基因比对等操作,从而提出了一种新型爆发式免疫进化算法(EIGA)。仿真实验结果表明,与遗传算法(GA)、IGA相比,EIGA具有收敛速度快、优化精度高和稳定性好的优点,能更好地实现机械手旋转移送机构的有效优化。     

交通锥回收机械手参数优化

针对单自由度齿轮连杆式交通锥回收机械手,在运动学分析的基础上,研究了杆件尺寸、传动比等参数对回收机械手末端执行器速度及轨迹的影响。基于减小所占空间、主臂转角以及水平加速度峰值等优化目标建立了数学模型,利用Matlab软件对主臂转角,主臂、副臂水平夹角及齿轮传动比等参数进行优化。根据优化前后的设计参数,通过ADAMS软件对回收机械手进行了动力学仿真验证,结果表明,优化后回收机械手尺寸减少了10.3%,主臂转角减小了13.6%,水平加速度峰值减小了19.8%。     

水下捕捞机械手结构设计与研究

针对目前渔业水产养殖,海参、海胆等水下捕捞的需求,提出一种水下捕捞机械手的设计方案,包括结构组成、基本功能和工作原理等,通过对设计指标的计算及分析,验证了关键技术的可行性、研制了原理样机。该机械手具有动作迅速、定位准确、无损伤捕捞、适应各种捕捞目标、自动化程度高等优点。此设计代表了目前水下捕捞机械手的研究方向。     

一种气动机械手夹持机构的设计

气动机械手的夹持机构要完成相对物料的夹紧、松开，伸出、缩回等运动，需要两个气缸组合完成，本文通过机构的改进设计，利用一个气缸完成机械手的夹持运动。对改进通用机械手的夹持机构有一定的借鉴作用。     

薄壁工件落料机械手的设计与应用

介绍一种创新设计的机械手的工作原理、结构和设计安装要点。使用结果表明 ,该机械手工作可靠 ,满足使用要求。     

机械设计常用可选优化目标及应用研究

机械优化设计研究如何从众多可行的方案中寻求最佳,从而提高机械设计的质量效率;优化设计的数学模型中的目标函数是评价设计方案优劣的标准,确立目标函数的关键是选择优化目标,这里介绍目标函数的常用可选优化目标。     

Hard disc drive air bearing design: modified DIRECT algorithm and its application to slider air bearing surface optimization

Hard disk drives continue to increase in areal data density. This requires air bearing sliders with lower and lower flying heights (FH). Also the uniformity of the FH and the flatness of the roll profile with radius become more critical as the FH gets lower. By using modern optimization techniques, it is possible to optimize slider air bearing surface (ABS) designs according to multiple design goals. In this paper, we discuss two modifications to the DIRECT algorithm: one to handle tolerance and one to deal with hidden constraints. Some numerical experiments were carried out using these modifications and the modified DIRECT algorithm was applied to slider ABS optimization. The results show that these two modifications can improve the efficiency of the DIRECT algorithm and they also provide more flexibility in slider ABS optimization.     

优化数学模型特征的提取与识别

介绍了对优化数学模型的特征进行提取与识别的方法,用它可以提取和识别数学模型的各种特征。     

假肢用机械手的机构设计与运动学分析

介绍了一种灵巧机械手的设计和控制,这种机械手可以作为多功能的上肢假肢。此机械手包含了“手”和腕的设计。它的手部可以完成4种抓取模式（握、捏、侧握、侧捏）,腕部可以屈曲和旋转。在动作上可以实现腕屈、腕伸、旋前、旋后、握持、张开,以及拇指从一侧开始的侧握和侧张开等8种动作。所有的这些动作仅由4个电机来控制。在尺寸优化的基础上,建立了基于前臂基座食指的运动学模型,并求出了食指运动学的正解逆解。从而为进一步研究机械手的轨迹规划和控制问题,提供了理论依据。     

一种混合遗传算法在PID参数优化中的应用

针对常规遗传算法收敛速度慢、易于早熟、局部寻优能力差等缺点,设计了一种混合遗传算法,即在全局搜索的遗传算法中引入局部搜索的单纯形算法,并将其应用于PID参数寻优.仿真结果表明,此混合遗传算法寻优设计的PID控制器可以有效地提高寻优精度和收敛速度,具有很好的动态品质和稳定性.     

高速并联机械手的静动态特性预估与优化设计

借助ANSYS参数化设计语言（APDL），构造了一种2平动自由度的高速并联机械手的有限元模型，侧重研究了几种不同铰链的精确建模方法，以及机构处于不同位形时的有限元模型快速重构技术，分析了机械手的静、动态特性，在此基础上进行了结构优化设计，提高了机械手的静、动态特性，并成功应用于产品化样机。     

Constraint embedding in kinematics and dynamics of hybrid manipulator systems

An approach to kinematics and dynamics based on kinematic influence coefficient matrices is proposed for applications to the analysis and control of motion controlled multibody systems, e.g., hybrid robotic manipulator systems. The scheme is unique in a sense that all the kinematic constraints are completely embedded into the formulations at the kinematics level and equation of motion of the system is obtained in a closed form with respect to the minimal set of independent joint coordinates. Furthermore, all kinematic and dynamic formulations are expressed compactly in the same format by using two special algebraic operators. This isomorphic formalism allows systematic transformations of kinematic and dynamic informations between different sets of coordinates in a purely algebraic way.     

仿生水下机器人传动机构的设计与仿真

参照鱼类的外形特点对仿生水下机器人进行了设计和建模,同时根据鱼类推进鳍的特点研发出一种全新、节能、高效的推进装置;运用具有急回运动特性的曲柄摇杆机构将舵机的连续转动转换为推进鳍的前后摆动;结合现代虚拟样机设计技术进行本仿生水下机器人的设计研发:利用Matlab技术对曲柄摇杆机构进行优化分析和设计,运用Adams对曲柄摇杆机构进行运动分析,同时验证了基于Matlab优化设计的结果;目前,已经将仿生水下机器人加工组装完毕,同时完成了下水试验,证实了前期设计的合理性。     

遗传算法在机构优化设计中的应用

机构优化设计问题是机械优化设计的一个重要方面。本文尝试用遗传算法解决该类问题,获得了令人满意的结果,并且可以克服常用算法求解析造成的忆中部最优,为机构优化问题开创一条新的路径。