新型双臂巡线机器人越障过程受力分析

巡线机器人越障机构的设计是影响巡线机器人应用的关键技术,新型双臂式高压输电线路巡线机器人的手臂采用了旋转关节并联柔索的复合结构。介绍了巡线机器人的基本结构及相关参数,根据机器人越障机理将其划分为6个主要阶段,建立了每个阶段机器人手臂各关节及柔索的力学模型。通过计算机仿真分析,给出了机器人越障过程中双臂各关节的转矩曲线以及柔索的拉力曲线,结果显示越障过程中双臂各关节的转矩很小,机器人的重量主要由柔索承担,越障过程中力的变化较为平稳。     

冗余拟人双臂机器人的运动学及工作空间分析

文中对一种具有冗余结构的拟人双臂机器人进行研究。首先,采用D-H法建立机器人手臂的运动学模型,得到其运动学正解;其次,利用数值法在考虑各关节边界条件的基础上对其工作空间进行了分析,分别得到了单臂作业和双臂协同作业时工作空间的三维视图和二维截面图;最后,对其奇异性进行了分析。分析结果表明,该机器人双臂协同作业时具有较大的工作空间,为其后续的协同控制和轨迹规划提供理论依据。     

双臂机器人动力学建模与伺服系统控制

针对双臂机器人的手臂运动控制问题,研究了其动力学建模与伺服系统控制算法。首先,对其双臂机械结构进行了分析,总结了各个关节对机器人末端位姿的影响,并且简化了动力学方程更利于实现。其次针对简化后的模型参数采用最小二乘法辨识,最后通过仿真和系统实验,验证动力学计算结果的正确性。再次由机器人动力学和电机动力学建立关节转矩模型进行关节转矩力控制;最后讨论了交流永磁同步电机的建模和控制问题。经过验证简化后的模型一方面等效于直流电机便于设计控制器,另一方面可用于机器人关节转矩控制。     

京剧机器人双臂碰撞检测的研究与实现

对京剧机器人双臂实时碰撞检测的方法进行了研究。首先,通过机器人运动学求出各关节坐标系间的变换矩阵,获得手臂各关节点在机器人基坐标系下的矢量坐标;然后,建立手臂的几何模型,通过几何法实时检测两手臂的最短距离Dmin,并与碰撞发生的临界距离dmax进行实时比较,当Dmin〈dmax时,系统发出暂停信号停止手臂运动;最后利用机器人AS语言,实现了最短距离算法和双臂的通讯,验证了双臂实时碰撞检测方法的可行性。     

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。     

基于PLC的机器人手臂位置控制算法研究

自从20世纪初以来,机器人手臂出现在了人们的视野当中,伴随着技术的逐渐成熟,机器人手臂已覆盖了诸多工业领域。因此,研究机器人手臂控制系统是有一定意义的。对机器人手臂的结构进行了分析,阐述了其电气原理,并完成了设备的接线,进行了控制系统的软件设计。在实现机器人手臂基本功能的基础之上,提出一种算法,实现了机器人手臂位置控制的任意性,且用时最短。     

PBIR型工业机器人的设计计算和稳定性分析

介绍了研制的PBIR型工业机器人的设计计算和系统稳定性分析。并根据机器人的主要技术性能参数和受力情况,进行了传动设计及动力计算。为了分析和验证机械执行系统和电液伺服系统的稳定性,文中对具有代表性的手臂伸缩和手臂回转两个关节自由度进行了传递函数分析和响应实验。     

基于SMA丝驱动的仿人手指传动结构设计与研究

由于SMA驱动器具有结构简单、控制简单、功率密度大的特性,在仿人灵巧手的驱动装置中得到广泛研究。但是在实际应用中存在驱动位移小的问题,需要将驱动器放置到手臂中来增加驱动位移。采用模块化的欠驱动手指结构设计,将形状记忆合金丝直接作为传动和驱动部件,设计了驱动位移放大结构,并采用永磁铁作为复位结构,实现了驱动与传动的一体式轻量化设计。对仿人灵巧手的传动结构进行了分析。通过3D打印手指模型并组装了单根手指,实现了对日常用品的抓取操作。     

基于AD和TRIZ的空间机器人手爪创新设计

为了解决目前空间机器人手爪存在的功能单一、结构复杂、体积大以及不灵巧等问题,对AD与TRIZ理论的集成进行分析研究,并将AD与TRIZ集成理论运用到空间机器人手爪创新设计中,对空间机器人手爪进行功能分析,解决设计中存在的冲突,设计了一种灵巧多功能空间机器人手爪。手爪本体为圆筒形状,手指由电机驱动和滚珠丝杠传动并嵌套于圆筒手掌中,设计手指更换接口,可更换不同构型弹性手指。空间机器人手爪功能多样、结构简单、灵巧、传动平稳、驱动控制简单、工作稳定可靠,满足空间多种任务要求。     

多指护理灵巧手的优化

从手指关节运动副型式、手指指数和手掌、手指结构、手指材料、各个关节运动的驱动方式以及传动方式、各关节截面的结构型式、传感器的选择和布置等7个方面对灵巧手进行优化分析。考虑到一般性和通用性,对各手指之间的相对位置及姿态、各关节的长度及回转关节的回转角度范围,运用拟人法,类比法,建立优化目标函数和约束条件进行优化计算,设计出一种用于护理机器人上的带手掌的3指9关节灵巧手。对灵巧手的具体结构作了分析,绘出了灵巧手的三维结构模型。优化的护理灵巧手扩大了抓取范围,安装了灵巧手的护理机器人,减轻了护士的劳动强度,提高了护理质量。     

大中型工业机器人手腕的设计

为解决当前工业机器人生产制造、维修中所存在的谐波减速器及传动部件的分离和组装技术难题,将新技术和新颖功能部件应用到产品设计中,使工业机器人的装配和维修更简单和快捷;对现行工业机器人的传动系统结构及存在问题进行了分析和研究,提出了一种用于大中型垂直串联工业机器人手腕的新型结构设计方案,并对传动系统的结构进行了具体介绍;该方案将手腕传统系统设计成了可整体装拆和标准化生产、能通过法兰定位简单安装的传动组件,使手腕安装及维修时无需进行谐波减速器及传动部件的分离,传动组件装配时无需进行调整;利用实际生产制造及产品技术性能测试,对传统系统的设计进行了验证。结果表明,采用这一设计方案所制造的工业机器人手腕,不但解决了传统结构设计中所存在的减速器及传动部件的安装和维修问题,延长了部件的使用寿命;而且手腕摆动轴B、手回转轴T的传动精度、运动速度等指标均比传统结构手腕提高了10%~20%左右。     

双臂机器人神经网络解耦与路径规划算法研究

针对双臂机器人的手臂运动控制问题,研究了其神经网解耦和路径规划算法。首先,对其双臂机械结构进行了分析,总结了各个关节对机器人末端位姿的影响;其次,通过MDH法建立了连杆坐标系,并给出了机械臂的运动学模型,进而依据手臂末端位置与姿态解耦的特点,通过三层BP神经网络与解析法相结合的方式研究了解耦逆运动学算法,避免了蚁群算法收敛较慢的问题;最后针对S曲线介绍了规划过程中各个参数的求解和适配方法,提出一种基于数值积分的B样条求解方法实现曲线拟合,优化空间曲线的平顺性;最后,对运动学算法与轨迹规划算法的有效性进行了验证。     

PR-120平衡臂型工业机器人定位精度分析

本文论述了作为机械手或工业机器人之手臂的通用型平衡臂的特点。通过对PR-120型机器人的定位精度和负荷能力这两个核心问题的分析,论证通用型平衡臂在解决其负载刚度、侧向稳定性、关节刚度及其对机械结构、定位缓冲方式、关键部分的制造精度、传动系统、电气控制以及程序设计等方面明确的技术要求等问题后,能成为一种良好的工业机器人手臂结构型式。     

机器人多指灵巧手的研究现状、趋势与挑战

机器人多指灵巧手是一种高度灵活、复杂的末端执行器,因其能够模仿人手的各种灵巧抓持和复杂操作能力,半个多世纪以来得到持续的研发投入和广泛关注,备受社会各界期待.综述分析了仿人型机器人多指灵巧手的演化过程、研究与开发现状.从仿生结构、驱动、传动、感知、复合/智能材料、建模与控制等方面分析了机器人多指灵巧手的本体复杂性,在部分功能复现、灵巧操作功能复现和人手功能的增强三个层次上分析了机器人多指灵巧手的应用复杂性,进而论述了基于多指灵巧手的复杂应用简化实现模式,阐明了机器人多指灵巧手的复杂性与易用性的辩证关系.最后从深度仿生、柔性感知技术、操作过程规划与控制策略、成本控制四个方面分析了多指灵巧手本体研究的趋势与挑战.     

仿人按摩机器人手臂的直齿圆锥齿轮建模与运动学仿真

传动机构是仿人按摩机器人手臂的关键部分,结合仿人按摩机器人手臂的特点采用直齿圆锥齿轮传动方式,设计了仿人按摩机器人手臂的传动机构。运用SolidWorks三维建模软件,结合直齿圆锥齿轮齿廓渐开线方程,完成了直齿圆锥齿轮实体造型并实现了模型的参数化。利用ADAMS软件对建立的直齿圆锥齿轮模型进行运动学仿真分析,为齿轮的设计改进以及间隙调整提供了参考依据。实践证明,SolidWorks与ADMAS相结合的方法提高了齿轮的设计效率和传动精度。     

基于DMP的双臂机器人装配策略研究

针对双臂机器人装配规划难题,提出了基于动态运动基元的双臂协调运动和装配策略.首先,分析双臂机器人运动空间,建立双臂运动约束模型,使每条手臂不仅满足自身任务要求,还满足双臂之间的相对位姿约束,然后将双臂之间的相对位姿约束与动态运动基元方法结合,使得生成的机械臂运动轨迹可以达到自避障的效果.其次,根据装配任务需求,分析双臂...     

双臂工业机器人设计与协调运动研究

针对双臂工业机器人在圆柱体零件轴向约束装配和径向约束装配中的实际应用,分别提出了简单可行的方案。根据工作要求分别对双臂工业机器人进行了本体结构设计;通过对机器人模型的运动学、动力学分析,验证了设计的可行性;建立了双臂工业机器人协调运动的数学模型,完成了这两种工况下的运动协调计算。通过结构设计改进与数学方法的运用,避免了繁杂的双臂协调计算并实现了预期效果。     

气动技术在CS-I双臂工业机器人中的应用

在我国有色冶金工业中,很多地方都不同程度地存在高温、有毒、多粉尘和放射性等作业环境,用自动化设备代替人工操作具有特殊意义。1987年至1991年11月,我们为湖南水口山矿务局的铍金属冶炼厂完成了用于搅拌和除渣的工业机器人的研制任务。我们研制的CS-I双臂工业机器人所在的工作环境十分恶劣,它的操作对象是温度高达1800～1900℃的铍铜合金液体,使机器人手臂的热辐射很严重。机器人搅拌     

2自由度手臂康复机器人运动学及动力学分析

针对上肢康复训练需求,设计一种采用二连杆串联结构的2自由度手臂康复机器人。基于D-H法对机器人的正、逆运动学进行理论分析,采用Matlab/Simulink和SimMechanics工具箱分别搭建机器人的正逆运动学理论模型与机构模型进行仿真对比,分析结果验证了机器人运动学建模的正确性。结合人体工程学相关标准和手臂关节运动范围要求,建立机器人与手臂机构的联合仿真模型,确定机器人的工作空间;并完成机器人进行画圆训练的轨迹规划,为机器人运动控制奠定了基础。基于联立约束法建立机器人的动力学模型,确定了机器人各关节驱动力矩大小,为驱动电机选取和控制器参数选择提供了依据。     

一种双臂四轮输电线路巡检机器人的研制

介绍了一种双臂四轮输电线路巡检机器人系统，机器人系统由地面基站和巡检机器人本体组成，地面控制基站和巡检机器人之间采用无线通讯方式，实现数据与图像的无线传输。详细分析了机构构型及结构特点，机器人由前、后手臂及控制箱体三部分组成，每个手臂上均包括行走机构、翻转机构、俯仰机构、夹紧机构及回转机构，并对机器人跨越防震锤和单悬垂金具等障碍物的越障过程进行了详细分析，采用遥控与局部自主相结合的设计思想，设计了机器人的控制系统，并基于Windows软件平台设计了人机交互平台。试验结果表明机器人具有爬坡角度大，越障能力强，行走时保护性好等优点。