用于精密微装配的全方位微小机器人的研究

研制出了一种90mm×60mm×85mm的可用于精密微装配作业的全方位微小型机器人，该机器人集成了移动定位单元与精密微操作单元，移动定位单元由微型电机驱动的快速宏运动单元与压电陶瓷驱动的精密微运动单元2部分组成，宏运动最大速度为50mm／s，开环定位精度为1mm；微运动最大速度为200μm／s，开环定位精度为1μm，分辨率为50nm．微操作单元由压电陶瓷驱动的球基微驱动器与微夹持器2部分组成，微驱动器转动分辨率为0．0001°，定位精度为0．0005°，微驱动器金属球可以实现空间复杂的扫描运动，同时带动微夹持器末端实现精密定位；微夹持器采用压电陶瓷驱动的2级杠杆放大机构，末端最大张合位移为280μm，最大微夹持力为0．1N．开发了基于视觉反馈的微装配作业控制系统，并在视觉的引导下，实现了机器人对微型齿轮、微型轴／孔等元件的夹取、搬运等微作业任务，并顺利完成了Ф180μm微型轴与Ф200μm微型孔之间的精密装配实验研究．     

用于精密微装配的全方位微小机器人

研制出了一种90 mm×60 mm×85 mm，可用于精密微装配作业的全方位微小型机器人，机器人集成了移动定位单元与精密微操作单元，移动定位单元由微型电机驱动的快速宏运动单元与压电陶瓷驱动的精密微运动单元两部分组成，最大宏运动速度为50 mm/s，开环定位精度1 mm，微运动最大速度200 μm/s，开环定位精度1 μm，分辨率为50 nm；微操作单元由压电陶瓷驱动的球基微驱动器与微夹持器两部分组成，微驱动器转动分辨率为0.000 1°，定位精度为0.000 5°，微驱动器金属球可以实现空间复杂的扫描运动，同时带动微夹持器末端实现精密定位，微夹持器采用压电陶瓷驱动的两级杠杆放大机构，末端最大张合位移为280 μm，最大微夹持力为0.1 N.开发了基于视觉反馈的微装配作业控制系统，并在视觉的引导下，实现了机器人对微型齿轮、微型轴/孔等元件的夹取、搬运等微作业任务，并顺利完成了Φ180 μm微型轴与Φ200 μm微型孔之间的精密装配实验研究.     

工业机器人自动装配系统的研究与设计

现有工业机器人装配系统容易产生噪音及粉尘,影响生产环境,为解决这个问题,一般需要安装降噪模块(片式消声器及噪声传感器)和吸尘模块(真空吸尘器及粉尘浓度传感器),但因装配环境恶劣,随着粉尘累积,传感器性能不稳定,导致吸尘、降噪效果不明显,且能耗较高。因此,为提高效率,开发了一种工业机器人自动装配系统;本设计是一种工业机器人的自动装配系统,该系统由主控、数据采集、视觉采集、测距、吸尘、降噪等6个模块组成;本设计能够根据采集到的数据,通过提高在非高斯噪声下识别数字调制信号的能力,来提高系统控制精度,以此控制并优化生产过程,实现分段式除尘、降噪,改善装配环境,节能降耗,提高生产效率。     

一种基于力传感器机器人装配作业的研究

介绍了一种具有力觉功能的新型机器人二自由度平面微操作器，研制了具有四种选择细分数功能ＦＲＭＷ高细分驱动器，ＦＰＭＷ与普通工业机器人ＰＵＭＡ５６２组成宏／微操作器系统，在开发的基于力／力矩信息的平面搜孔软件的指挥下，机器人宏／微操作器系统成功完成了精密轴孔装配作业，平均装配时间４．２秒。     

孔柱型装配机器人的关键技术探讨

本文针对孔柱型装配机器人现存的问题，研究孔柱型机器人装配技术，探讨其内在规律，研究出一套提高装配效率，具有广泛适用能力的装配技术的设计理论和方法，运用本方法可降低对机器人的重复定位精度的要求，使机器人的装配技术在高质量、小批量、多品种的产品的装配中得到广泛应用。     

一种小型定位装配机器人的设计和研制

通过对定位装配机器人的功能分析,对一种小型定位装配机器人进行了总体设计．按照总体设计要求使用Pro／E软件对机器人的定点移动单元、零件抓取单元和定位装配单元进行了详细设计．通过材料选型和加工研制开发了小型定位装配机器人．对该机器人进行了局部单元测试,验证了局部设计方案的合理性和有效性,并通过指定任务测试验证了该机器人的多功能特性和可靠性．     

一种基于模型驱动的建筑幕墙虚拟自动装配方法

针对构件式建筑幕墙如何进行虚拟自动装配问题,提出了基于模型驱动的建筑幕墙虚拟自动装配方法。该方法首先需要创建建筑物外围模型,通过逐步细化建筑物外围模型从FIM到OGM,再到AGM,将建筑物三维模型中的外围骨架的结构数据转化为建筑幕墙虚拟装配的数据;然后,利用转换后的装配数据应用于建筑物的三维装配几何模型中,以建筑物的外围骨架作为顶层基本骨架,采用自顶向下的方式驱动建筑幕墙的自动装配;最后通过实例验证了此方法是有效的,并且与传统方式相比可以提升装配效率。     

一种基于模型驱动的建筑幕墙虚拟自动装配方法

针对构件式建筑幕墙如何进行虚拟自动装配问题,提出了基于模型驱动的建筑幕墙虚拟自动装配方法。该方法首先需要创建建筑物外围模型,通过逐步细化建筑物外围模型从FIM到OGM,再到AGM,将建筑物三维模型中的外围骨架的结构数据转化为建筑幕墙虚拟装配的数据;然后,利用转换后的装配数据应用于建筑物的三维装配几何模型中,以建筑物的外围骨架作为顶层基本骨架,采用自顶向下的方式驱动建筑幕墙的自动装配;最后通过实例验证了此方法是有效的,并且与传统方式相比可以提升装配效率。     

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     

微机电系统的研究及未来

本文综述微机电系统(MEMS)的研究背景、含义、意义、现状及应用前景,并提出我国发展MEMS研究的策略.     

Method of Measuring Fixture Automatic Design and Assembly for Auto-Body Part

A method of 3-D measuring fixture automatic assembly for auto-body part is presented. Locating constraint mapping technique and assembly rule-based reasoning are applied. Calculating algorithm of the position and pose for the part model, fixture configuration and fixture elements in virtual auto-body assembly space are given. Transforming fixture element from itself coordinate system space to assembly space with homogeneous transformation matrix is realized. Based on the second development technique of unigraphics（UG）, the automated assembly is implemented with application program interface （API） function. Lastly the automated assembly of measuring fixture for rear longeron as a case is implemented.     

模具机械手工位动作的运动学仿真

以模具机械手为研究对象,在商用CAD软件环境下设计了模具机械手的机械结构和各部件的三维实体模型,并利用虚拟装配技术完成模具机械手的虚拟装配,得到了机械手的虚拟装配模型.以此为基础进行了模具机械手的运动学仿真分析,以对各零部件和整机的虚拟装配模型实施静态干涉检验,验证了模具机械手结构设计的合理性,从而为自动化模具制造生产线设计和实施提供可靠的数据资源.     

一个对象级机器人任务描述语言

本文介绍一个对象级机器人装配任务描述语言ZRTDL.该语言用装配对象的操作序列描述机器人作业,并借助装配世界模型、空间位置推理和运动规划等技术产生具体的机器人运动命令.     

飞机表面自动喷涂机器人系统与喷涂作业规划

提出了一种适用于飞机等具有大型自由曲面产品自动喷涂的机器人系统,介绍了该系统的机械结构布局与控制系统结构,在分析喷涂作业流程的基础上,对喷涂作业规划方法中的关键技术如飞机位姿标定、喷枪轨迹规划等进行了研究,并基于CATIA二次开发技术,开发了控制系统软件,将喷涂作业的所有环节对应的软件操作均无缝地集成到CATIA平台中。在模拟工件上进行喷涂试验,结果表明:该机器人系统自动化程度高,运行稳定可靠,能有效提高涂层质量。     

RF MEMS开关的力电耦合仿真分析

设计了一种曲臂折合结构的固支梁式RF MEMS开关。并用ANSYS有限元分析软件对此结构模型及3种基本的固支梁式RF MEMS开关结构模型进行力电耦合仿真模拟。通过静态、模态分析,得出了不同开关结构的激励电压、固有频率和阻尼Q因子。通过谐振态分析和瞬态分析再现了各结构开关在高频激励电压下的工作情况,并用"位移/时间"表量化显示了固支梁在单周期内下拉、回复过程中的运动轨迹。通过数值计算和比较,结果表明:曲臂折合式开关具有较低的下拉电压和较高响应速度,以及更稳定的工作模态。     

一种基于力觉的机器人对孔装配方法

针对带电作业机器人更换金属氧化物避雷器过程中精确对孔装配的需要,提出一种基于力觉自主控制机器人在绝缘横担上寻孔并装配避雷器的方法。控制过程中针对避雷器下端头的特殊形状以及电杆绝缘横担的作业场景,在机器人末端加装力觉传感器,将转换后的力作为被控量,设计一种由触担、寻孔、渐入和插入四个过程构成的对孔装配策略,使机器人能够将避雷器的下端头准确地插入横担上的安装孔。试验结果验证了所提方法的有效性。     

一种基于力觉的机器人对孔装配方法

针对带电作业机器人更换金属氧化物避雷器过程中精确对孔装配的需要,提出一种基于力觉自主控制机器人在绝缘横担上寻孔并装配避雷器的方法。控制过程中针对避雷器下端头的特殊形状以及电杆绝缘横担的作业场景,在机器人末端加装力觉传感器,将转换后的力作为被控量,设计一种由触担、寻孔、渐入和插入四个过程构成的对孔装配策略,使机器人能够将避雷器的下端头准确地插入横担上的安装孔。试验结果验证了所提方法的有效性。     

基于自抗干扰的装配机器人阻抗控制技术

为了提升机器人装配作业的精确性和柔顺性,提出改进型自抗扰阻抗控制策略.该策略通过自抗扰控制器生成新期望力来调整机器人末端工具坐标系的位置,实现精确的力跟踪.通过扰动观测器观测环境信息并补偿控制系统的期望力,提高控制系统对环境参数的适应性.引入阻抗模型改进扰动观测器,使观测器的响应速度增大,力跟踪的精度提高.基于六自由度机器人的精密轴孔装配实验结果表明,与传统阻抗控制相比,基于自抗扰控制（ADRC）的阻抗控制能够在较小的接触力误差下完成装配,且基于改进型自抗扰控制的阻抗控制的力平均误差比改进前自抗扰控制减小12.0%～28.2%.