双臂仿人灵巧型工业机器人的结构设计

与现有的单臂工业机器人相比,双臂工业机器人能够完成更复杂、更灵巧的动作。根据仿生学理论,以人体手臂关节为仿生对象,通过分析人体手臂自由度和灵巧性,模拟其紧凑、灵巧的结构和功能,对机器人结构的关键参数进行优化设计,并拟定其传动简图,进行电机和主要传动部件的选型和校核。最后利用SolidWorks建立了双臂仿人灵巧型工业机器人的三维模型。     

码垛机器人手臂的有限元分析及优化

在码垛机器人手臂的设计中,使用SotidWorks及其Silnulation模块进行建模设计及有限元分析,结合码垛机器人手臂的结构及其性能要求,对分析结果进行深入剖析,并优化码垛机器人手臂结构使其更加合理,达到加快设计周期,设计手段更丰富,产品结构更合理的目的。     

码垛机器人结构设计与模态分析

随着科技进步和生产自动化水平的提高,码垛机器人在自动化领域应用越来越广泛。而码垛机器人技术在解决劳动力不足、提高劳动生产效率、降低生产成本和工人劳动强度、改善生产环境等方面具有很大潜力。根据码垛机器人的现场作业要求,设计了四自由度的混联机器人,机器人能够实现抓手在三维空间的移动以及围绕机械臂末端的转动。该机器人结构简单,动作范围大,承载能力强,运行速度快。为使机器人具有更合理的结构和动态特性,利用三维建模软件UG建立码垛机器人的三维模型,并导入ANSYS WORKBENCH中进行模态分析,找到机器人振动薄弱的部位,为结构的优化设计提供可靠的理论依据。     

165kg焊接机器人有限元模态分析

为了使焊接机器人具有更合理的结构和良好的动态性能,在模态分析理论基础上,以165kg六自由度垂直多关节型焊接机器人为例,应用Solidworks软件建立了该机器人有限元模型,选取其三种典型位姿,分析了整机在不同位姿下的模态特性,找出结构薄弱环节并给出改进建议。计算出选定重要零部件的前5阶固有频率并进行模态匹配分析,验证了该机器人结构模态分布的合理性。提出的研究方法对于一般的工业机器人有限元分析与结构优化设计具有一定的借鉴意义。     

基于圆弧插补的工业码垛机器人轨迹规划

为实现工业码垛机器人末端执行器的圆弧运动轨迹,提升机器人的运动效率,提出了一种基于圆弧插补算法的机器人轨迹规划算法;给出了码垛机器人本体结构,分析了码垛机器末端执行器运动轨迹。为实现该轨迹,在笛卡尔空间进行圆弧插补,利用圆弧插补算法实现了该轨迹,并进行了仿真分析。仿真结果表明圆弧插补算法运行时间更短,提高了机器人运动效率。     

一种基于Kalman滤波的双轮机器人姿态控制算法

采用自制的双轮式结构机器人作为试验平台,以ADXL345三轴加速度计和ITG3200三轴陀螺仪微重力MEMS微机械电子技术的传感器作为机器人的角度传感器,通过建立离散卡尔曼滤波器数学模型对两种传感器的数据进行滤波融合,使其得到更稳定更准确更接近真实值的角度值,使用STM32F103VE获取动态的角度信息,通过变参数自整定平衡控制算法的调节使机器人保持平衡,实验结果验证了该方法的可行性,对特殊环境自动无人巡航机器人和载人巡航机器人控制有很大的研究价值。     

基于高架四边形结构的越障机器人机构分析和仿真

研究了一种基于高架四边形结构的六轮机器人。机器人结构分为前叉、机体和尾部,前叉及机体两侧采用的能够根据地形被动变形的四边形结构,使得机器人具有较强的被动越障能力。根据越障高度设计的需求,对机器人越障结构进行建模分析,得出机器人越障结构的分析结果。通过ADAMS软件对机器人进行越障性能仿真,获得各轮在运动过程中的动力学参数数据。最后,通过实验,验证了机器人的越障能力。     

提高柔性空间机器人承载能力的结构参数规划

在柔性空间机器人实现预定的运动任务，机器人各杆的运动规律不变，同时机器人末端由于弹性变形引起的运动误差不超过规定误差的情况下，规划机器人系统的结构参数，使机器人系统的质量在各杆之间进行更合理的分布，尽量减少机器人本身总质量，从而提高柔性机器人的载荷质量比。给出了一空间４Ｒ 机器人的数值算例，数值模拟结果表明了这一方法是非常有效的。     

基于再生能源的极地漫游机器人研究及现场试验

研制应用于南极地区进行科考,基于再生能源的极地漫游者机器人系统。根据南极地区特有的地形、地面条件、温度、风速等自然条件对机器人系统结构、驱动、控制和能源系统进行分析与设计。为满足在南极冰盖地区持续漫游的需要选择时间分布更为均衡的风能作为机器人能源方案,选择更适合该机器人结构的垂直轴风力发电机系统。为提高机器人能源使用效率而选择轮式驱动结构和轮内电动机方案。设计差动式连杆与可调式摆腿结构,提高其通过能力和平稳性。并赴南极中山科考站进行现场测试,结果表明该机器人对中山站站区附近不同地面条件的适应力较好,对障碍的通过能力满足要求,再生能源系统可为机器人提供稳定的能源供给。但现场试验也暴露出机器人转向模式、能源捕获效率和控制模式上与环境特点不匹配的问题,需要通过进一步研究和试验进行改进。     

排爆机器人结构设计及其优化

运用结构化设计方法对自动排爆机器人的机械手、上升机构及行走机构进行了设计,并根据结构特点,以重量最轻最优为目标,以机器人高度、导杆数量、导杆厚度等为约束条件,对机器人的关键部件进行了结构优化,使得机器人整机结构好、重量轻,运动平稳。     

中央空调管道清洁机器人系统的设计

设计了一套中央空调管道的自动清扫机器人系统，适用于家用及商用中央空调矩形管道。介绍了远程机器人的结构设计及其主要功能，论述了指引机器人直线前进并自动转弯的驱动和导向装置的设计，使用Pro／e建立了清洁机器人的三维模型，进行了模型的装配分析，并制作了旋转刷装置的实物模型，验证了机器人的清扫效果。     

中央空调管道清扫机器人的设计

针对目前国内中央空调特点，设计了一种专门用于中央空调管道清扫的机器人。该机器人有移动小车和毛刷机构组成，采用PLC控制，从结构和软件上均保证了其工作的安全性和可靠性。     

中央空调管道清洗机器人控制系统设计

为解决中央空调管道清洗难及管径不规范等问题,将自动定心技术应用到管道清洗机器人中,开展了中央空调管道清洗机器人控制系统方案分析与设计。采用模块化的设计思想,以ATmega64单片机为控制核心,建立了各个功能模块之间的关系,实现了中央空调管道清洗机器人整个控制系统的方案设计。在现有的中央空调管道清洗技术基础上,对相关研究成果进行了对比分析及评价。研究结果表明,所设计的清洗机器人能够实现自动定心以适应不同的空调管径,完成清洗作业,为中央空调管道清洗技术提供了广阔的应用前景。     

用于矩形通风管道的集成清洁机器人

为了解决大型中央空调的矩形通风管道清理,设计了一种专用的管道清洁机器人。机器人的行走方式采用轮式,将清扫机构、吹灰扇、监控摄像头机构等工作所需工具安装在一台小车上,其中清扫装置设计分为主刷头和辅助刷头2个部分,2个辅助刷头设计为可开合式以适应不同宽度的矩形管道的。在硬件部分,采用STM32单片机作为主控板,将空调管道的清洁、监控等工作集成于一体。结果表明,相比较传统的人工清洁,该管道机器人在提高清洁效率的同时降低了人工成本。     

高机动性小型清洁爬壁机器人的研究

基于负压吸附原理,设计一种新型高机动性小型清洁爬壁机器人.描述机器人机构,对机器人爬壁稳定性和可靠性进行详细分析,给出其控制系统.该爬壁机器人具有小巧灵活、机动性好的特点,且有良好的应用前景.     

柔性机器人在汽车发动机清洗行业中的应用

为了提高发动机的清洁度,针对传统清洗机存在的问题,提出柔性机器人清洗方案,通过分析柔性机器人清洗机的设备构造及特点,制定了清洗的工作流程,并采用传统通过式清洗机和柔性机器人清洗机这两种清洗方式对发动机进行清洗,清洗结果表明：柔性机器人清洗机的可移植性高,提高了生产效率;有效地提高缸体和瓶盖清洁度,进而提高发动机的使用寿命：降低成本和节能。     

基于FPGA的中央空调管道清洗机器人设计

设计以FPGA为控制器的中央空调管道清洗机器人。利用FPGA高速处理能力使各模块并行工作,通过车载摄像头传回的视频对小车进行远程操控,使小车工作在自动或手动模式。该机器人操作简单,性能稳定,为中央空调管道远程监控清洗技术的研究提供了平台。     

大型冷凝器清洗机器人设计及运动学分析

设计开发了大型冷凝器清洗机器人,该机器人结构简单,易于控制,能够对大型冷凝器进行长期自主在线清洗。建立了冷凝器清洗机器人的运动学模型,进行了正运动学分析和逆运动学分析,解决了关节变量的突变问题。机器人的工作空间能够覆盖整个冷凝器管束的分布空间,具有一定的灵活性。对冷凝器清洗机器人进行了运动学仿真分析,结果表明,该机器人的设计是合理的,能够满足其工作需要,为进一步研究奠定了基础。     

全自主清扫机器人智能结构设计

详细的阐述了一种全自主清扫机器人的智能结构设计,机器人以“迂回推进”的方式进行多次不同方向的清扫,并根据结果得出障碍物和环境信息,再利用边缘跟踪对障碍物及整个环境进行边缘清扫,根据仿真实验,对所得信息进行校正,证实该机器人能够实现全区域的覆盖。整个过程路径段简单,能源利用率高。     

玻璃幕墙清洗机器人爬壁运动控制系统设计

针对高层建筑玻璃幕墙清洗问题,开发了一种双层结构玻璃幕墙清洗机器人,对机械人本体结构及爬壁运动控制系统进行设计,以FPGA芯片为核心,对控制系统各部分硬件进行设计选型,并编写上位机控制软件。采用模糊PID算法对步进电机实现闭环控制,利用Matlab软件对步进电机进行了仿真分析。仿真结果表明,机器人运行状态稳定,具有较高的实用性。