一种新型混联码垛机器人控制系统的研究

介绍了一种新型混联码垛机器人的控制系统,阐述了其控制流程、软硬件选型和设计、人机交互界面等。系统并联部分采用三台电动缸作为执行机构,主轴和动平台转轴采用两台电机加减速器组合。控制方法为工业控制机+运动控制器模式,运动控制器采用STM32F4系列单片机作为主芯片。样机的运行表明:本系统安全可靠,成本较低,具有良好的市场应用前景。     

新型混联码垛机器人概率精度分析

针对机器人全局性定位精度分析及误差评定问题,提出了概率精度指标及其定义,同时提出了机器人在整个工作空间内概率精度分析的MATLAB软件模拟方法;并以新型混联码垛机器人为例,建立了基于MDH模型的机器人定位误差模型,采用概率精度法进行定位精度预估和灵敏度分析;模拟结果表明,机器人在不同工作点处的定位误差不同,综合定位误差不是各误差源的简单叠加;为机器人最优工作点的选取,各连杆加工精度等级和装配工艺的设计制定及柔性误差补偿提供了理论依据。     

一种新型混联码垛机器人的静力学分析及结构优化

以所开发的一种新型混联码垛机器人为研究对象,建立其虚拟样机。应用Solid Works Simulation模块首先对样机中的动平台、回转台进行静态力学分析,根据分析结果进行改进;对混联码垛机器人在最大载荷下的几个关键位姿进行分析,得到其在工作空间内的应变、应力和位移云图。通过对关键零件的改进提高了混联码垛机器人的刚度和力学性能;对整机的分析得出了混联码垛机器人在它给定的工作空间内静刚度分布特点,为以后混联码垛机器人的进一步设计提供了参考。     

混联码垛机器人静力学分析

对国内各类码垛机器人结构进行分析,观察发现大部分码垛机器人的结构都采用串联机构,然而在一定条件下,串联机构稳定性差、承受负载能力较小、机器人运动学与动力学性能差;现采用混联机构来弥补串联机构上存在的不足。利用静力学方法将瞬时惯性力系转化为静力系,通过对机器人整体及其部分结构的力系平衡方程建立了机器人的静力学模型。并针对其关键零部件受力分析,进行实例计算和强度分析。结果说明该结构在受载条件下能够满足强度要求。     

混联码垛机器人运动学分析与仿真

针对码垛作业任务要求,设计了一种混联码垛机器人结构;为了简化机器人运动学方程的建立过程,根据机器人的特殊结构,把机器人的并联部分看作一个整体,以串联结构代替并联结构,应用D-H法建立了机器人的运动学模型,并给出了逆运动学方程.最后,应用Solid Works软件建立了机器人的三维实体造型,并用ADAMS软件进行了运动学仿真,验证了理论分析的正确性.     

混联码垛机器人动力学分析与仿真

针对TPR120码垛机器人的结构特点,运用朗格朗日功能平衡法进行动力学理论分析.利用Solidworks和ADAMS软件建立码垛机器人参数化的虚拟样机模型,进行动力学仿真.仿真结果表明,TPR120机器人具有良好的动力学性能,能够满足实际作业的需要.     

一种新型四自由度混联机器人的设计与分析

通过对机器人串并联结构的分析,设计了一种新型的四自由度混联机器人,克服了同类机器人腕部俯仰电机不容易被安放在机架上的困难。将控制电机都设计在机架上,大小臂电机不同轴,腕部俯仰电机与大臂电机同轴,通过一种双平行四边形机构实现腕部俯仰动作,结构简单、俯仰角容易控制,俯仰运动不受大小臂运动的影响而发生牵连运动。腕部俯仰驱动的传动件为连杆,与大小臂以并联的形式进行连接,对机器人模型进行静力学分析,分析结果表明这种腕部俯仰机构能够提高机械臂的抗弯刚度。     

混联码垛机器人运动学分析及仿真

提出了一种能实现手部空间三维移动及一维转动的混联码垛机器人机构--4自由度码垛机器人机构.分析了该机器人运动学特性,通过参考坐标系单独求解和齐次变换法求解相结合的方式,获得了末端操作器的位置、速度、加速度正反解.并提出了结构尺寸优化方法,使该机构位置正解得到简化,运动学解耦,计算量小,便于该机器人运动控制设计、运动轨迹规划和驱动力实时控制.给出了该机构一般输入时机械手的位置、速度、加速度仿真曲线,描述了该机器人机构的运动学特性.     

基于MDH模型的新型混联码垛机器人运动学分析与仿真

国内文献对机器人运动学模型的论述中,鲜有提及MDH模型。详细介绍了用于旋转关节的MDH模型,并以新型混联码垛机器人为例,通过参考坐标系单独求解与齐次变换法求解相结合的方式,推导了机器人的正、逆运动学方程;采用5-3-5轨迹规划法,运用MATLAB编写了轨迹规划程序,并在LMS Virtual.lab Motion中完成了轨迹规划的运动学仿真;通过对比分析仿真结果与理论计算值,验证了理论推导的正确性。为建立机器人运动学误差模型提供了理论依据,弥补了国内对MDH模型论述的不足。     

混联码垛机器人机构选型设计及最大工作空间分析

随着企业的集团化和生产能力的规模化,对码垛机器人工作能力的要求不断提高,高性能、低成本的码垛机器人将具有广阔的应用市场.针对企业的要求,设计了一种四自由度的混联码垛机器人,即能实现手部空间三维移动及一维转动的混联码垛机器人机构.对机器人的机构选型设计进行了概述,并分析了机器人的最大工作空间,建立了运动学方程,通过推导得...     

四自由度混联码垛机器人运动学分析与仿真

以四自由度混联码垛机器人为研究对象,介绍了移动关节与回转关节组合式串并联的混联机器人机构特点,分析了该机器人的运动学特征,求出了其位置正反解析解,利用运动影响系数矩阵对其速度进行了系统研究。最后应用Pro/E软件建立了该机器人的三维实体造型,并用ADAMS软件进行了运动学仿真验证。     

四自由度混联码垛机器人运动学分析与仿真

以四自由度混联码垛机器人为研究对象,介绍了移动关节与回转关节组合式串并联的混联机器人机构特点,分析了该机器人的运动学特征,求出了其位置正反解析解,利用运动影响系数矩阵对其速度进行了系统研究。最后应用Pro/E软件建立了该机器人的三维实体造型,并用ADAMS软件进行了运动学仿真验证。     

基于ANSYS的混联码垛机器人主要部件受力分析

一种混联码垛机器人主要由大臂和小臂组成,大臂的摆动与俯仰运动采用2-UPS/U并联构型来实现,小臂串联在大臂上。混联机器人整体刚度好、稳定性好,但并联结构的受力情况较复杂,因此需要对主要部件进行受力分析。采用ANSYS软件对混联码垛机器人的主要部件进行了受力分析,并制造了样机进行验证。     

一种新型混联机床的机构设计与运动学分析

提出了以四自由度1PS+4TPS型混联机构为主进给机构,辅以双向移动工作台实现多坐标数控加工的一种新型混联机床的布局设计方案。该混联机床方案中定平台通过4个结构完全相同的TPS驱动分支以及一个PS约束分支与动平台相联,动平台可以实现一维平动和三维转动,该方案具有可实现姿态角大、工作空间大等优点。对主进给机构进行了机构设计,推导出了主进给机构一、二阶运动影响系数矩阵,建立了主进给机构封闭形式的运动学方程。文中给出了运动学分析的数值实例。     

一种新型的五自由度混联抛光机器人的分析

工业生产中自由曲面的抛光打磨是自动加工过程中难以解决的问题,本文针对自由曲面的抛光打磨加工提出了五自由度混联机器人.首先根据工艺要求对抛光机器人进行了机构设计及结构分析,对抛光机器人的结构进行优化,又通过运动学分析,推导出了运动学正逆解解析公式,分析了动平台的扭角跟两个伸缩杆长度的关系和动平台的转动角速度跟伸缩杆的伸缩速度关系.再通过给定参数用Matlab绘出机构位置正解关系的曲线图,最后经计算得到了可得动平台的输出的速度,为后续样机的研制等工作奠定了基础.     

基于PMAC运动控制卡的混联码垛机器人研制

根据串联机构和并联机构的特点,以及搬运机器人的性能要求,设计了一种4自由度混联码垛机器人,分析了该机器人的运动学特性,求出其位置正反解析解,给出了机器人码垛的路径规划.控制系统采用工业PC(IPC)作为主计算机,利用分布式二级控制结构实现系统的监控和作业管理,协调各关节的运动,准确地跟踪轨迹规划.最后针对普通示教再现作业方式,提出了码垛机器人离线编程方法,重点对搬运机器人离线码垛过程进行了研究,自主开发了机器人控制软件.实际使用结果表明,所研制的机器人已能满足物流自动化系统中的码垛需求.     

四自由度混联式码垛机器人动态静力学分析

针对四自由度混联式码垛机器人采用平行四杆机构的串并联新型结构,利用动态静力学方法将瞬时惯性力系转化为静力系,通过机器人整体及其子系统的力系平衡方程建立了机器人的动态静力学模型。利用Matlab软件编写了水平轴和受力状态的程序,并进行了仿真运算和分析。该模型已成功应用于工业码垛机器人的设计和校核,样机的良好运行表明了该模型的正确性。     

一种码垛机器人小臂的轻量化设计

为降低码垛机器人小臂质量,提高其动态性能,降低能耗。基于有限元静力学分析、模态分析,以质量最小为优化目标,以结构参数为设计变量,以第一阶固有频率不降低、最大合位移和最大等效应力允许值为约束条件,利用实验设计和响应面法建立目标函数和约束函数的代理模型;通过优化求解,得到小臂的优化模型。通过对比分析,在保证固有频率、结构刚度和强度在允许范围内的情况下,小臂的质量减轻了41.89%。文中提出的优化设计方法具有明显效果。     

新型超冗余驱动混联机器人设计分析与性能优化

提出了一种新型五自由度超冗余驱动混联加工机器人,并对该机器人的关键结构进行了设计分析与性能优化。基于螺旋理论对该机器人自由度进行了分析,研究了机器人的拓扑构型特征并进行了结构设计,结合局域指标与全域指标分析了机器人运动/力传递性能,基于性能图谱与无量纲化结构参数对机器人传递性能进行了优化,获取了机构的最优结构尺度与最优传递性能分布,研究了最优结构尺度下机器人的全部优质姿态空间,并考虑关节运动限制与机构运动干涉条件,分析了机构的姿态空间。研究成果对于五轴混联机器人的研究与应用,具有重要的借鉴意义。     

一种变胞式码垛机器人机构设计分析

以码垛机器人机构为研究对象,将变胞机构的概念引入码垛机器人机构的设计,设计一种能够实现单自由度和两自由度间转变的码垛机器人机构,使其在两自由度时,具有可控机构的柔性控制特性,灵活实现码垛机器人抓取及装卸动作的精确定位,在单自由度工作式,具有较好的运动稳定性,实现码垛机器人稳定的搬运动作.应用邻接矩阵及旋量理论分析了该机构各构件间的连接与运动关系,为此类机构在工业机器人上的实际应用提供了一定参考.