液压机械手软抓取技术的研究

机械手常要进行抓取作业 ,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 ,对机械手抓取物体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     

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．     

S7-200在机械手定位控制中的应用

文章介绍了西门子公司生产的S7-200型PLC实现对三维机械手的控制,机械手横轴的左右移动和竖轴的升降是通过对步进电机的驱动实现的,运用S7-200系列CPU226型PLC,输出PTO脉冲信号控制森创SH-20403步进电机驱动器驱动四通57BYG250C步进电机运动,从而完成了机械手从抓取物体到指定地点放下的一个完整搬运过程,实现机械手搬运物料的快速移动与准确定位。     

双臂机械手干涉的计算机辅助分析

本文在考虑构件形状和尺寸的条件下,提出了判断双臂机械手干涉的计算机辅助分析方法.扼要地介绍了构件的简化模型、判断干涉的准则及程序框图.介绍了甲作者建立的双臂机械手干涉分析的通用软件 IADAR 的概况及其程序设计,并给出数字实例说明其应用.应用 IADAR 软件包可以方便地对双臂机械手进行干涉分析,并可判断出干涉的构件及其所处位置。     

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。     

MATLAB在异形曲面加工中的应用

设计某双臂机器人结构用于异形曲面加工，为确定该机器人各关节的驱动电机型号，以加工椭球为例进行动力学分析，用MATLAB语言编程，用逐点比较法求出两机械手各关节处应施加的最大驱动力（力矩）。该方法解决了机械手在整个曲面空间中实施连续加工时的力矩计算问题，提高了计算速度和准确性。     

模块化机器人双臂协调操作的实验研究

提出了利用optotrak3020三维测量系统获得精确位置信息来进行双臂机器人协调操作的方法。通过对双臂协调操作的运动约束进行分析,确定双臂协调运动的约束条件,同时将三维测量系统获得的空间三维坐标信息反馈到控制计算机,调整机器人末端的位置和姿态,以装配螺栓为例从运动学角度完成协调操作的实验。实验证明,利用optotrak3020三维测量系统获得精确位置信息对双臂机器人进行协调操作是有效的。     

基于唯一特征的BP神经网络求解平面2R机械手逆运动学

针对神经网络求解机器人逆运动学时输入与输出间需要建立正确的映射关系,提出一种基于唯一特征的BP神经网络求解平面2R机械手逆运动学的方法。该方法通过在机械手的工作空间中进行几何分析,确定了逆运动学多解的规律,同时在BP神经网络的输入中增加方位角作为特征参数。仿真结果表明:所提方法只需要一个BP神经网络,就可以求得平面2R机械手的逆运动学完整解;预测误差较小在-0.002～0.002 rad之间。     

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。     

多关节凿岩机械手快速定位方法

凿岩机器人在工作时,完成的任务是随机的,它每1只机械手具有6个转动关节和3个移动关节。在定位时,其运动学逆运算过程相当复杂,对满足实时控制的需要,必须实现快速逆运算。作者在分析凿岩机器人钻臂结构的基础上,利用钻臂的双三角支架的空间平移性能,根据各关节变化所引起的钻臂端部位姿的变化,综合机器人学中运动学知识,建立一个专家系统,采用拟人化的方案－“先定点,再定位姿”,解决凿岩臂的快速定位问题,以实现描述各关节位置的变量的快速逆运算。根据实际工作情况,首先使钻臂的端点与目标定位点重合,求解出相应的关节运动变量的值,然后把凿岩机械手看作闭链机构,再选择相应的运动关节确定钻臂的空间位置,从而简化了计算的难度,可快速、精确地求解机械手的各关节变量值。     

Orientation angle workspaces of planar serial three-link manipulators

This paper presents a classification on the workspaces of planar serial three-link manipulators, that is, position workspace and orientation angle workspace. Position workspace indicates the region reached by the reference point on the end-effector. Orientation angle workspace indicates a set of angle ranges by which the end-effector can reach with certain orientation for every point in the reachable position workspace. By introducing a virtual equivalent mechanism, reachable position workspace can be divided into several Grashof intervals and non-Grashof intervals. The calculation equations of orientation angle workspace are deduced in three situations according to the relationships among four link lengths in the virtual four-bar chain. Three examples are given for three kinds of relationship of link lengths. The orientation angle workspace of extended groups, that is, two of the three link lengths equal, and the orientation angle workspace when the reference point on the end-effector moves along a non-radial direction are also discussed. A program is developed to calculate orientation angle workspaces and output variation curves of orientation angle workspace and key data within the position workspace. The approach and program in this paper can be used for fast calculation and identification of the variation rule of the orientation angle workspace of any given planar serial three-link manipulator on the basis of its link parameters, and for the design of a highly dexterous serial manipulator with proposed link relations. Supported by the Natural Science Foundation of Shanxi Province (Grant No. 20041070)     

平面完全约束绳牵引并联机器人的多目标优化

针对平面完全约束的绳牵引并联机器人的多目标优化问题,给出了一种理想点法与遗传算法相结合的方法．首先以绳牵引并联机器人工作空间面积、全面刚度指标、全局灵巧度系数为优化目标,基于遗传算法进行全局优化,得到各个目标的理想点．然后采用理想点法建立多目标优化模型,并采用遗传算法对该模型进行求解．仿真实验表明,优化结果较为均衡,各模型有效解都接近相应单目标的理想点．所得结论可以为同类绳牵引并联机器人的设计提供参考．     

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。     

Obstacle Avoidance Method for a Redundant Manipulator Based on a Configuration Plane

This paper presents a novel approach of obstacle avoidance for redundant manipulators, which is challenging with the considerations of the building of universal kinematics, the formation of dynamics, and the generation of trajectories. A universal approach to deal with obstacle avoidance for the redundant manipulator, that is based on the configuration plane, is presented. The paper also examines common serial robot configurations and introduces a method for classification, partitioning, simplification, and forms of expression used in the workspace to define the configuration plane. This relatively new method is combined with a weighted space vector method to match the configuration plane and solve the inverse kinematics problem. The proposed planner is demonstrated with examples, in which the proposed planner is shown to be capable of providing a smoother trajectory.     

双臂式空间机械臂捕捉目标的碰撞问题研究

研究了双臂及多臂式空间机械臂抓取目标的碰撞问题,将"广义直臂抓取"推广到双臂及多臂式系统.利用满足"广义直臂抓取"的机械臂构型进行目标抓取,可有效地减少碰撞作用对于空间机械臂系统角动量、基座姿态的影响,保证了系统的稳定性,克服了一些控制算法中存在的关节限制问题.最后,提出了一种特殊的双臂式空间机械臂抓取目标策略,该策略在实现抓取目的的同时,可有效地控制基座的姿态.     

二重八面体变几何桁架机器人工作空间解析

提出了二重八面体变几何桁架机器人工作空间的边界曲面分析方法。该方法以曲面分析及位置正解的解析方法为基础,得到了工作空间边界曲面解析的曲面方程,描绘出了工作空间边界曲面的精确图形。分析计算结果表明,二重八面体变几何桁架机器人的工作空间是由6张曲面片包围而成的闭包。     

Kineto-static analysis of a novel high-speed parallel manipulator with rigid-flexible coupled links

A novel high-speed parallel kinematic machine (PKM) named Delta-S parallel manipulator is proposed, which consists of a fixed base connected to a moving platform through three limbs with identical topology. Each limb is composed of one driving arm and one follower arm, herein, the latter includes two strings and one middle rod, all located in a same plane. Compared with similar manipulators with uniform parameters, the novel and unique topology as well as the addition of two strings of Delta-S manipulator can remove the clearance of the spherical joints, reduce the inertial load of components further, improve the positioning accuracy and dynamic performance, and so on. In order to formulate the kineto-static model of Delta-S manipulator, the kineto-static analyses and models of the driving arm, the generalized follower and the moving platform can be carried out by the D’ALEMBERT principle. For the sake of obtaining the force analytic results of strings, the deformation compatibility condition of strings and the middle rod are determined. Furthermore, in virtue of the assumption of small deformation and the linear superposition principle, the minimal pre-tightening force of the strings is calculated. The main results include that the loads of the strings and the middle rod must be larger than “zero” and the pre-tightening force over the workspace must be larger than the minimal pre-tightening force at any time within the workspace, which lay the foundation for the dynamic analysis and the prototype manufacture of the Delta-S manipulator.     

七重四面体变几何桁架机器人工作空间分析的解析法

提出了七重四面体变几何桁架机器人的工作空间分析的解析方法。该方法以曲面分析为基础,引入了数字－符号处理技术,可据位置正解的递推公式,由计算机自动推导出工作空间边界曲面的解析曲面方程。由此描绘出机器人工作空间边界曲面的投影视图及截面曲线图。分析结果表明：七重四面体变几何桁架机器人的工作空间是由42张曲面片包围而成的闭包。     

机械手实现3D打印复杂移动轨迹的设计

提出了一种使用机械手实现3D打印复杂轨迹移动的方法,采用3D打印软件与机械手样条文件结合,避免了机械手实现复杂轨迹移动时需要大量编程的工作. 介绍了使用PLC控制两台机械手的系统结构,以及两台机械手工作时PLC与机械手之间的信号传输,机械手实现复杂的3D轨迹移动的方法具有一定的有效性和实用性.     

具有弹性关节的柔性杆机械手动力学方程及其数值模拟

以单杆柔性机械手为例，提出建立具有弹性关节的柔性机械手动力学方程的新方法，并将这种方法与刚度矩阵法对指端误差的影响进行比较。此法可推广到具有弹性关节的柔性多杆机械手中。