基于协作机器人的物流分拣软体夹具设计

为解决传统夹具适应性较弱的问题,设计一种以热塑性聚氨酯弹性体为材料的软体夹具。该材料低温柔顺性好、强度高,因此软体夹具可以与物体表面实现良好的贴合。利用SolidWorks完成软体夹具的方案设计,并在ABAQUS中进行夹爪适应性分析,计算夹爪抓取不同物体所产生的变形和应力。通过弯曲角度测试和末端接触力测试选择合适的夹爪长度,并通过3D打印制作软体夹具。在Baxter机器人上进行了质量测试和抓取试验,结果表明：该软体夹具可以有效、稳定、无损地抓取日常生活用品。     

基于波纹管结构的软体驱动器研究

软体机器人主要通过软体驱动器实现运动。因此,软体驱动器的研究对软体机器人的发展起到了至关重要的作用。基于波纹管结构,采用3D打印的方式制造了一种具有良好运动性能的软体驱动器,并通过有限元分析软件,分析其主要结构参数对软体驱动器运动性能的影响。最后通过实验平台对软体驱动器的运动性能进行测试。实验结果表明：软体驱动器伸长量能达到 60 mm,弯曲角度可达 75°,从而证明所设计的软体驱动器拥有良好的运动性能。     

增强型气动柔性驱动器形变与驱动特性实验

为解决现阶段柔性驱动器负载能力低、变形范围小等问题,设计并制作一种三自由度气动柔性驱动器,分析其变形机制并通过实验研究增强肌肉对驱动器伸长量、弯曲方向及弯曲角度、驱动力的影响。实验结果表明：通过控制驱动器人工肌肉内腔气压,驱动器可以产生轴向伸长和空间0°~360°任一方向弯曲变形;增强肌肉通压对驱动器变形量和驱动力有增幅作用,0.4 MPa气压下驱动器无增强肌肉时伸长率为49%,弯曲角度为68°,轴向驱动力为278 N;有增强肌肉时驱动器伸长率为54%,弯曲角度为77.5°,轴向驱动力为300 N。     

基于气动软体驱动器的可穿戴手功能康复装置

针对脑外伤和中风等引起的手部运动功能缺失患者,采用自制气动软体驱动器设计一种用于手功能恢复的可穿戴康复装置。基于Yeoh本构方程建立软体驱动器形变模型,进行静力学实验验证和有限元仿真。试制样机并搭建康复装置实验平台,进行康复装置位姿和抓取实验。结果表明:该康复装置柔顺灵活,具有较好的适应性,可用于辅助患者完成人手部分功能和康复训练,实现日常物品抓取。     

襟翼驱动器输出加载系统建模与仿真

介绍一套飞机襟翼驱动器的故障检测和性能测试系统,该系统采用比例阀控制液压马达,模拟襟翼驱动器的输出加载部分。并对它进行了数学建模和仿真,可以作为相关研究和实验的参考。     

马鞍形焊缝焊接机器人设计与建模分析

针对目前马鞍形焊缝焊接装备灵活性差,自动化程度低,接头质量稳定性不足等问题,开发了一种新型的管外锚固式四轴焊接机器人. 通过对机器人机构合理简化建立了D-H连杆坐标系,推导了机器人的正逆运动学表达式,并结合机器人关节变量的限位值确定了逆运动学解的唯一性. 通过MATLAB软件对机器人运动学进行了仿真,仿真结果表明,推导的正逆运动学方程模型完全正确. 通过制作样机进行焊接试验,结果表明,焊缝成形致密美观,机器人焊枪末端在x,y,z方向的误差均在±0.35 mm以内,完全满足工程上自动化焊接的需要,为马鞍形焊缝焊接机器人的连续轨迹控制和离线规划提供了依据和算法支持.     

三轴虚拟仿真转台的结构有限元分析与数学建模

本文基于虚拟样机技术得到了三轴转台的机械结构模型，并利用有限元模态分析技术，来对转台机械结构进行精确建模。同时通过该模型进行系统性能分析，主要包括系统三框联接特性和轴承承载刚度等因素对转台控制性能的影响；并提出在实际系统设计中应加强三个框架刚度和轴承承载刚度，以及应将各个框架与端轴联接刚度尽可能加大，从而可进一步拓宽系统频带宽度，提高整个转台系统的性能。     

软体机器人用柔性泵的有限元分析与工艺优化北大核心

针对软体机器人用流体驱动器存在性能不理想且制造工艺较为复杂的问题,提出一种利用电液动力学现象的高功率密度柔性泵及其工艺优化方法。该柔性泵由交叉指型电极构成,可根据外加电压的极性来控制流向。提出一个简单的电极配置模型来分析产生的电液动力学现象,并利用有限元分析来优化电极之间的距离,以最大化单位长度产生的压力和流速。通过在电极制作过程中引入切割绘图机,并采用粘接弹性体实现了可靠、高效的制造工艺。研究结果表明:当电极之间的距离最佳比值为3.4时,单位能耗产生的压力达到最大值为118.6 kPa/W,流速为145 mL/min。此外,相同配置制备泵之间的压力误差和流速误差分别为3.4%和4.4%,验证了电极配置模型的有效性和制造工艺的可靠性。与其他流体泵相比,该泵表现出更高的性能,且即使发生弯曲也可正常工作,在可穿戴设备和软体机器人中具有较高的工程应用价值。     

Fe-Cr纤维的组织结构与磁学性质

Fe-Cr纤维由Cu-16Fe-2Cr原位复合材料硝酸法萃取得到。用X射线衍射仪和扫描电镜观察分析了Fe-Cr纤维的组织结构和形貌,用振动样品磁强计(VSM)测试了其磁性。结果表明,萃取出的Fe-Cr铁素体纤维比饱和磁化强度保持在141emu/g左右。随着片带状Fe-Cr纤维的厚度细化至亚微米级,其矫顽力逐渐提高,在冷拔变形量η=5.42时达到322×79.6A/m。     

双焊枪同步联动焊接系统建模与仿真分析

钢铝复合散热器多立管、避障相贯线焊接时,采用双焊枪同步联动焊接方式.在自主研发避障式双焊枪四轴复合联动自动焊接机过程中,建立T型圆柱管相贯线焊缝以及焊枪姿态的数学模型.应用VC++编程推导出插补周期内焊枪转角与时间的对应关系,根据双焊枪同步联动焊接系统末端执行器所要完成的轨迹特点,进行轨迹规划,在Pro/E环境下建立焊接系统的三维模型,进行运动仿真,检查焊枪运动是否与散热器铝翼干涉.结果表明,相贯线焊缝以及焊枪姿态的数学模型正确,能很好地完成相贯线处的焊接,提高了生产效率和焊接质量.     

考虑廓形特征的机器人异型盘磨削接触力建模

目的 为表征具有尖端小、比压大廓形特征的机器人异型盘磨削接触力,针对异型盘薄板与橡胶板双层结构形式,提出一种考虑廓形特征影响的包含薄板挠曲形变和橡胶板弹性形变的机器人异型盘磨削接触力建模方法。方法 首先,基于弹性薄板弯曲理论,分析薄板挠曲形变与接触力关系。其次,依据静态弹性理论,建立橡胶板在弹性形变区域内弹性形变与接触力模型。再次,开展有限元数值模拟实验求解橡胶板弹性形变参数和薄板挠曲形变参数,并通过变量替换建立接触力与异型盘法向进给位移数值形式反函数模型。最后,搭建机器人异型盘磨削实验平台,分别开展1种平面与3种曲率曲面工件的机器人异型盘接触力模型验证实验和1种侧曲面圆台铸铁工件的机器人异型盘磨削一致性验证实验。结果 机器人异型盘接触力模型验证实验结果表明,当盘倾角较大时,能够较为准确地预测接触力。机器人异型盘磨削一致性验证实验结果表明,在相同的磨削参数条件下,3条磨削路径(路径1、2、3)的磨削深度平均值分别为0.066 3、0.063 2、0.064 5 mm,最大偏差分别为0.013 9、0.009 0、0.010 8 mm,变异系数分别为11.2%、6.4%和9.6%。实验验证了所提方法的有效性。结论 所提方法考虑了异型盘廓形特征,将工件表面曲率、盘倾角、廓形参数和异型盘尺寸等参数包含在磨削接触力模型中,并描述了磨削接触力与异型盘法向进给位移的数值形式反函数关系,能够度量异型盘磨削作业接触区域和解释磨削接触力影响因素,可为机器人异型盘的高效率、高质量恒定接触力磨削提供理论依据。     

软测量建模方法分析

介绍软测量技术的基本原理，论述了工业过程控制中常用的六种软测量建模方法及其优缺点，指出软测量技术与其它技术相结合，将会取得更广泛的应用。     

自供气无缆式软体执行器设计与实验

为摆脱缆线束缚设计一种自供气无缆式软体执行器,将柱塞式微型气泵集成于软体驱动器内部,无需外界气源供入,可往复循环供气驱使驱动器弯曲变形。研究无缆式驱动器结构设计与制作工艺并试制了原理样机,建立微泵气压模型和驱动器变形模型并进行相关实验验证,获得微泵动态性能及驱动器在微型气泵供压下的弯曲变形规律。结果表明：该执行器可实现无缆、独立、自主弯曲变形,在微泵0.22 MPa供压下驱动器可弯曲120°。     

电动静液作动器的多学科建模与集成仿真分析

电动静液作动器(Electro-Hydrostatic Actuator,EHA)集成了机械、液压、控制、电子等多领域技术。根据EHA特点,以MATLAB与AMESim软件平台为基础,对EHA进行多学科建模与集成仿真。应用MATLAB平台搭建控制与电子子系统模型,应用AMESim平台搭建液压与机械子系统模型,通过S-function接口连接各子系统模型。仿真结果表明,EHA多学科模型性能良好,很好地反映系统运行状况,可以通过仿真来指导系统的优化设计与系统控制算法的实现。     

大中型折弯机滑块外凸弯曲变形原因分析

提出了引起折弯机滑块外凸弯曲变形的主要原因以及计算此变形值的必要性,从理论和实践两方面分析了该原因及变形量的计算方法,为滑块加工过程中正确安装提供了理论调整数据,并给出了滑块加工中减少弯曲变形的方法,以提高工件折制精度.     

Modeling of Intel-critical Heat Treatment of DP and TRIP Steels

THE characteristic multiphase structure of DP andTRIP steels can be evolved by hot rolling or by postheat treatment.Only this latter case is discussed in thispaper.The transformation processes which result in theexpected microstructure and ratio of constituents arecontrolled by the technological parameters of thetreatment.Although the number of affecting parametersis not so large,the determination of importantparameters'values(intercritical temperature,coolingrate)needs numerous pre-experim…     

Modeling of Intercritical Heat Treatment of DP and TRIP Steels

The final microstructure of DP and TRIP assisted steels can evolve after hot working (hot rolling) or during post heat treatment process. In the formation of the final structure a number of different technological parameters have important roles, e.g. end temperature of rolling, cooling rates, temperature of intercritical annealing, etc. As a result of the individual factors and their combinations a lot of product technology routes are feasible. The effect of the different combinations of these technological parameters on the microstructure can be mapped by the special Jominy end-quench test (so called intercritical Jominy end-quench test) described in this paper. Unlike the traditional Jominy test, in this case there is a partial anstenizing between A1 and A3 temperatures which results in a given amount of ferrite in the microstructure before quenching. The method developed can be applied for mapping DP and TRIP assisted steels' microstructure in a wide range of technological parameters. The analysis of measured and calculated data can help us find the technological parameters optimal from the microstructural point of view.     

气动人工肌肉驱动仿人灵巧手的设计

提出应用气动人工肌肉的五指灵巧手设计方案,包括各手指的结构设计以及手指与手掌的连接设计,手指采用腱传动方式,灵巧手总共具有17个自由度。手指端有滑觉传感,手掌中有握紧力传感。该灵巧手具有充分的自由度,结构紧凑、新颖,并具有力知觉能力,仿生性好。     

变结构气动软体机械手的设计及试验研究

针对软体机械手抓取稳定性差等问题,设计一种由转换机构和软体手指等组成的变结构气动软体三指机械手。机械手可实现4种抓取模式,通过转换机构的结构变换改变软体手指的工作空间,使其处于最佳抓取位置。建立手指的单腔室弯曲数学模型以得出充气压力和弯曲角度的关系,采用有限元法分析各参数对腔室弯曲角度的影响,并对腔室结构进行优化;通过充气弯曲试验,验证了软体手指的良好性能;通过软体手指输出力测试获取输入气压和输出力的关系。制作样机并对8种物体进行抓取试验,结果表明：该机械手抓取稳定,能够实现对0~320 g范围内各种不规则及软硬度不同物体的无损抓取。