装配机器人夹持器库的设计

目的　设计一种装配机器人用夹持器库, 其功能如同加工中心的刀具库; 使机器人在抓拿不同零件时可迅速准确地从“库”中自动更换夹持器; 降低对夹持器本身的适应性要求, 扩大机器人的应用范围,缩短辅助时间, 降低机器人的成本． 方法　根据不同类型的机器人对夹持器的需求, 分别建立相应类型的夹持器库以及从库中更换夹持器的方法． 结果　建立了三种类型的夹持器库和三种夹持器的存取方法． 结论夹持器库的使用, 对扩大机器人手爪的应用范围, 提高装配机器人的装配效率, 降低机器人的成本起重要作用． 夹持器库的设计经济、实用, 具有现实意义．     

Fuzzy Logic Supervised Teleoperation Control for Mobile Robot

The supervised teleoperation control is presented for a mobile robot to implement the tasks by using fuzzy logic. The teleoperation control system includes joystick based user interaction mechanism, the high level instruction set and fuzzy logic behaviors integrated in a supervised autonomy teleoperation control system for indoor navigation. These behaviors include left wall following, right wall following, turn left, turn right, left obstacle avoidance, right obstacle avoidance and corridor following based on ultrasonic range finders data. The robot compares the instructive high level command from the operator and relays back a suggestive signal back to the operator in case of mismatch between environment and instructive command. This strategy relieves the operator's cognitive burden, handle unforeseen situations and uncertainties of environment autonomously. The effectiveness of the proposed method for navigation in an unstructured environment is verified by experiments conducted on a mobile robot equipped with only ultrasonic range finders for environment sensing.     

Fuzzy Logic Supervised Teleoperation Control for Mobile Robot

The supervised teleoperation control is presented for a mobile robot to implement the tasks by using fuzzy logic. The teleoperation control system includes joystick based user interaction mechanism,the high level instruction set and fuzzy logic behaviors integrated in a supervised autonomy teleoperation control system for indoor navigation. These behaviors include left wall following,right wall following,turn left,turn right,left obstacle avoidance,right obstacle avoidance and corridor following based on ultrasonic range finders data. The robot compares the instructive high level command from the operator and relays back a suggestive signal back to the operator in case of mismatch between environment and instructive command. This strategy relieves the operator's cognitive burden,handle unforeseen situations and uncertainties of environment autonomously. The effectiveness of the proposed method for navigation in an unstructured environment is verified by experiments conducted on a mobile robot equipped with only ultrasonic range finders for environment sensing.     

Dead-reckoning/vision integrated navigation for mobile robot

0　INTRODUCTIONInordertofulfilamission ,amobilerobothastohaveanavigationsystem .Severaldifferenttechniques ,suchasGPS ,anddead reckoningandbeaconbasedsys tem[1～ 3] canbeusedforrobotnavigation .Foraparticularkindofmission ,arobotwillfulfil ,aproperkindofnavi gationsystemwillbeusedfortherobot.Sincealmostallnavigationsystemshavetheiradvantagesanddrawbacks ,sometimesasinglenavigationsystemcannotsatisfyalltherequirementsforfulfillingaparticulartask[4 ] .Sotwoorthreenavigationsystemshavetobei…     

胶印机递纸机构运动规律反求设计

针对递纸机构在高速运转下的运动稳定性问题,根据某高速定心下摆式递纸机构图纸上凸轮轮廓的检测数据,完成了共轭凸轮机构从动件运动规律的反求分析,根据分析结果得出正向设计共轭凸轮机构从动件运动规律的工艺要求,应用五次多项式模拟递纸牙运动规律,设计出了满足递纸机构工艺条件的驱动凸轮轮廓线。     

同心双涡旋非接触真空吸盘防旋研究

为解决传统单涡旋吸盘由于内部旋转流场的作用引起被吸工件旋转从而导致非接触吸取失效的问题,提出一种同心双涡旋非接触真空吸盘技术方案,其内、外两个涡旋气腔结构同心但气流旋向相反。内涡旋产生真空提供吸力,外涡旋用于平衡内涡旋对工件产生的摩擦转矩。研究该型吸盘工作参数对被吸工件的摩擦转矩及吸力的作用规律,仿真结果表明：同样的供气压力下,外涡旋气流对被吸工件产生的摩擦转矩略大于内涡旋气流,表明可通过适当减小外涡旋腔的供气压力以达到防旋效果;同等供气流量下,双涡旋吸盘的吸力略小于单涡旋吸盘。分析了双涡旋吸盘关键结构参数对吸力的影响规律并进行了正交实验,得到最优结构参数组。加工制作双涡旋吸盘样机并进行了试验研究,结果表明：同等试验条件下,同心双涡旋非接触真空吸盘的吸力与传统的单涡旋吸盘的吸力基本相当,被吸工件所受的摩擦转矩可减小90%左右,很好地抑制了被吸工件的旋转,提高了真空吸取搬运的稳定性和可靠性。     

新型限力输出保护功能柔性夹钳的设计与参数评估

柔性夹钳因具有微/纳精密操作能力,?常应用于微操作系统中,?但因抓爪无法提供恒定输出力或恒力范围小,?容易造成操作对象的损伤或脱落.根据放大模块与常力模块串联的结构形式,?设计了一种具有常力特性的柔性夹钳.基于伪刚体法,?建立放大模块中桥式机构与杠杆机构的刚度和放大率数学模型,?通过对倾斜导向梁进行分析,?得到常力模块...     

基于UG和ADAMS的新型夹钳虚拟样机建模及动力学仿真

传统夹钳设计都是根据工程师的设计经验进行,虽然也可以满足工作需要,但是经常会出现各种各样的问题,同时设计周期也很长.针对以上所出现的问题,根据虚拟样机设计理论,采用UG软件进行夹钳的三维建模,然后将模型导入到虚拟产品仿真软件ADAMS中进行仿真分析,这样就大大缩短了夹钳的设计周期,同时可以针对夹钳设计过程中出现的问题作出预测并提出改进措施.     

A soft gripper of fast speed and low energy consumption

Grasping of complicated objects is an active research area which is developing fast throughout the years. Soft grippers can be an effective solution, since they are capable of holding workpieces of various shapes and interacting with unstructured environments effectively. Soft grippers generally consist of soft, flexible and compliant materials, which are able to conform to the shape of the object so that the gripper will not deform or bruise the soft object. Fast grasping of objects with various sizes and shapes remains a challenging task for soft grippers. In the present article, a soft gripper based on bi-stable dielectric elastomer actuator(DEA) inspired by the insect-catching ability of the Venus flytrap, is designed. This soft gripper can achieve good performances in grasping various objects by a simple actuation system. The gripper can switch from one stable state to another when subject to an impulse voltage of 0.04 s. The time duration for each grasping action is 0.17 s, and no continuous voltage is required for holding the gripped object. Thus, energy consumption can be achieved as low as 0.1386 J per grasping action. The mechanism of achieving bi-stable states is related to the duration of impulse voltage applied and the resonant frequency of the structure. The present study demonstrates that bi-stable dielectric elastomer actuators are capable of achieving fast speed for grasping with very low energy consumption, which is significant in the applications to soft grippers and biomimetic robots.     

仿人机器人多传感器定位系统

为了提高仿人机器人SHFR-Ⅲ人机交互系统的定位精度和定位可靠性,设计多传感器定位系统,包括基于热释电红外传感器垂直阵列的红外定位系统、基于听觉传感器三角形阵列的听觉定位系统和基于立体双目视觉的视觉定位系统.提出权重随目标位置和外部环境可变的加权平均融合算法,将3种定位数据的融合结果作为最终定位结果.实验结果证明：多传感器定位系统的限制条件比单传感器定位系统更少,环境适应性更强,有效提高了交互系统的整体定位精度和可靠性.     

山区地表移动观测站数据处理方法

提出了山区地表移动观测站应布设为网状形式，研究了网状现测站的平差计算方法，并研制了其数据－图形处理软件，实现了地表移动变形值计算、移动变形曲线图绘制及预计参数求取过程的自动化处理．     

机器人系统变结构模型跟随控制方法研究

把机器人本体与其驱动电机作为一个系统建立动力学方程，应用Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数法综合了该系统变结构模型跟随控制规律。在关节空间得到的控制规律不仅简单，而且可直接用于机器人控制。仿真结果表明，文中所提方案是可行的。     

将测距仪所测的斜距换算成平距的方法和精度

随着科学的进步,测距仪在我国城市和矿山测量中得到广泛的应用。但是,当用单个测距仪测距时,因为角度测量和距离测量是分别进行的,所以经纬仪和测距仪的照准线是不重合的。这时就不能用传统的公式(S=Dcosα)计算平距。为此,本文介绍经纬仪和测距仪的照准线不重合时的计算公式.并分析其精度后得出:在大多数情况下,把测距仪所测的斜距换算成平距的误差 m_D可以忽略不计,即 m_s≈m_D。     

面向视觉伺服的工业机器人轮廓曲线角点识别

为了解决工业机器人视觉伺服中轮廓曲线角点识别效率低进而影响实时定位准确性的问题,提出面向视觉伺服的工业机器人轮廓曲线角点识别算法. 建立基于Freeman链码的机械爪轮廓曲线编码模型,利用差别码对机械爪轮廓曲线的角度变化特征进行统一编码建模. 通过基于差别码和卷积系数的卷积运算,对差别码进行局部非线性加权,计算机械爪轮廓曲线上各点的曲度精确量化辨识机械爪角点. 基于候选角点阈值、点的最远领域间隔和局部范围最多点数进行获选角点的初步选取. 采用平面轮廓曲线毛刺过滤筛选误识角点,实现机械爪角点的精确识别,为视觉伺服中实时定位提供可靠的位置信息. 通过与已有平面轮廓曲线角点识别算法对比,验证本研究所提方法的准确性和高效性,提取角点过程具有较强的鲁棒性.     

角点检测算法评价方法的研究

提出了一套评价角点检测算法优劣的准则,举例说明了用这套准则评价不同角点检测算法的过程,并通过实验评明了理论分析对具体应用的重要指导作用,为在具体应用中选择或改进角点检测算法提供了理论依据。     

基于草莓轮廓曲线的单指软体采摘抓手设计与优化

针对草莓采摘过程中的无损抓取作业需求，改进传统三指软体抓手的结构，基于草莓外部轮廓曲线设计新型单指软体抓手. 基于Abaqus仿真软件对单指抓手完成结构优化，提升弯曲性能，实现软体抓手的完整包裹效果. 改进制造工艺，有效提升单指抓手的重复使用率和安全性. 利用高速摄像机和动态捕捉技术，分析单指抓手上下端面的弯曲变形规律. 测试草莓表面的最小破坏应力和单指抓手的末端力，验证了无损抓取的可行性. 将单指抓手安装在机械臂上进行草莓抓取测试，在模拟草莓自然生长状态时，抓取成功率为80%，破损率为7.5%. 结果表明，气动单指软体抓手可以实现草莓的无损抓取.     

基于输出反馈线性化的机械手随动控制

为机械手线性化和随动控制设计了一种滑动模态扰动观测器.在观测系统状态的同时,估计由系统的非线性和模型的不确定性和外来的干扰所造成的广义扰动.它使非线性、强耦合的机械手系统可以仅靠关节角反馈实现线性化和解耦,且控制器的设计不依赖于机械手的精确模型.二连杆机械手仿真研究表明,在机械手荷载大范围变化的场合下,该控制器的随动控制性能优于采用全状态反馈线性化的控制器.     

基于多天线的机器人定位和高效节能无线互联网络(英文)

基于生物行为启发的协同机器人集群具有广泛的应用前景。然而,一个通常假定成立但还没有得以适当解决的问题是机器人之间通过无线通信实现动态的相互之间的定位。本文研究了用多天线实现群集机器人网的技术。沿着接收信号在路径中的功率梯度,一个装有单天线的机器人可以跟踪搜索出未知信号源的方向。用3个适当装置的可以感知载波信号不同相移的天线,一个机器人可以确定未知信号源的位置。根据各自测到的未知信号源的距离,3个机器人通过协作通信可以确定未知信号源的位置。在知道2个夹角和1个边长的情况下,3个机器人可以确定彼此之间的几何关系。在彼此之间知道位置关系的情况下,可以采用聚束技术对着想要的机器人接收或发射信号,从而提高功率效率,延长机器人的生命。这些技术可以从二维扩展到诸如爬墙机器人的三维应用情景。     

基于接触的水下夹桩器压块齿非线性有限元分析

水下夹桩器是一种广泛应用于海洋石油平台建设的液压夹具。基于扩展的拉格朗日算法,使用ANSYS软件对钢桩和夹桩器压块齿的接触问题进行了数值模拟受力分析,获得压块齿实际工况下的接触压力及其挤压变形等结果。并将该结果与理论计算结果进行了比较,计算结果满足工程要求。分析结果显示,将有限元接触分析技术应用于水下夹桩器压块齿的设计是一种有效的方法,为水下夹桩器压块齿结构进一步改进,提供了理论依据。     

一种地震搜救机器人运动结构设计研究

地震作为最危险的地质灾害之一,具有无法预知、破坏力大、易引发次生灾害等特点,时刻威胁着人类生命财产的安全。设计了地震搜救机器人,给出了其功能模块,研究了一种可变位的履带运动机构以提高地震搜救机器人的越障和避障能力,采用三自由度云台机构,实现摄像头的多角度拍摄。开发了机器人的控制系统。采用设计完成的地震搜救机器人进行了相关验证实验。实验结果表明该机器人初步实现了设计功能,可实现0～1000米范围内的远程控制和图像传输。进一步完善后,具有应用于地震救援的重要工程和实用价值。