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对一款由乳胶气囊、纤维布等材料组成的高伸缩比气动软体驱动器的刚度特性展开研究。根据软体驱动器的结构特点,采用理论与实验相结合的方法,改进软体驱动器的静态输出力模型,建立软体驱动器的静态刚度模型;并结合气体多变方程,建立软体驱动器的动态刚度模型,动态刚度为静态刚度与气压刚度之和;搭建软体驱动器静态刚度实验平台并对其静态刚度进行实验研究。结果表明:软体驱动器的静态刚度随膨胀高度的增大而减小,具有良好的线性关系和较小的相对误差,当供气压力为70 kPa时,软体驱动器静态刚度可达15 kN/m左右。对气压刚度进行仿真分析,结果表明:气压刚度主要受膨胀高度、供气压力以及激励位移的影响,当软体驱动器膨胀高度为30 mm、供气压力为10 kPa、激励位移为5 mm时,气压刚度仅为静态刚度的1/6左右。 相似文献
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《组合机床与自动化加工技术》2017,(10)
为了简化工业机器人控制系统结构,降低工业机器人运动控制器硬件成本,提出了一种基于x86平台和Ether CAT总线的实时工业机器人运动控制器设计。借助Windows可扩展内核的特性,使用RTX64作为控制系统的实时内核,并使用Kingstar Motion作为Ether CAT主站,搭建了一个工业机器人的实时控制系统。使用共享内存实现实时系统和Windows内核的数据交换,实现了在Windows内核中对实时内核程序的指令下达和状态查看,在RTX内核中使用多线程方式实现了对驱动器多种不同类型数据的处理。实验表明,该控制系统具有良好的实时响应性能,能够满足工业机器人的控制要求。 相似文献
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针对软体机器人建模复杂,难以对机器人性能指标进行分析的问题,提出了基于SOFA仿真框架的软体机器人工作空间和最大理论负载的计算方法。首先,设计了线驱动连续型软体机器人,拉动线缆使线缆长度发生变化,迫使机器人本体产生形变,实现对物体的操作;然后,提出了线驱动软体机器人的Monte Carlo工作空间算法,得到工作空间内的离散点;其次,通过α-shape算法对离散点进行三维重构,并提出了以边界曲面的体积为指标确定了参数α的最优值,计算曲面体积得到了工作空间大小;最后,以拉伸量允许的范围内能否实现对不同质量物体的提升作为最大负载衡量标准,对软体机器人的最大理论负载进行了理论分析。实验结果表明,相较于传统刚体机器人,本文设计的线驱动软体机器人工作空间分布更加均匀;提出的算法能够准确快速地计算软体机器人的工作空间。 相似文献
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研制了一种适应圆形管道的管道探测机器人,机器人搭载实时视频传输系统,具有主动变径机构和可以独立控制的驱动模块。机器人通过主动变径机构的调整使驱动模块上的履带适应圆形管道内壁尺寸。为了分析机器人在圆形管道内部的运动位姿特性对机器人进行了运动分析,使用ADAMS软件对机器人进行运动仿真计算,研制了机器人实验样机,搭建了机器人管道內部运动适应性实验平台,在水平管道和坡度管道情况下对机器人运动特性开展了实验及分析。研究结果表明,该机器人在圆形管道中具有较好的运动适应性能。 相似文献
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针对曲面元件机器人抛光过程中的柔顺控制和响应速度问题,研究一套机器人抛光柔顺控制系统。采用切片算法完成抛光轨迹规划以控制机器人顺应曲面元件表面低频段轮廓与曲率变化,设计一种力控末端执行器达到主动力输出和高速响应要求,提出基于迭代学习控制的电流迭代优化控制策略使执行器中音圈电机输出力以高精度跟随目标力,减小元件表面中高频段波纹度与表面粗糙度。搭建以机器人、力控执行器、六维力传感器、运动控制卡为核心部件的实验平台。仿真与实验结果证明所设计柔顺控制系统力控性能良好,力平均响应时间为55.4 ms,力跟踪误差小于3 N,能够满足曲面元件抛光加工需求。 相似文献
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针对浅海资源探查与水下环境检测的需求,设计一种功能可扩展的模块化超小型ROV (有缆遥控水下机器人)。该水下机器人具有模块化、体积小、质量轻、运动特性良好等特点,主要应用于淡水或浅海的水下探测及水下养殖。重点介绍ROV的密封舱体设计及仿真。利用三维设计软件Solid Works建立水下机器人本体的模型,并利用Solid Works Simulation模块,对密封舱中间筒体部分在水下100 m进行强度校核,结果表明壁厚符合安全要求;在水下50、100、200和400 m对壁厚6 mm的亚克力半球罩的强度进行仿真分析,在水下400 m处,亚克力罩的最大变形为0. 46 mm,最大应力为29. 2MPa,满足安全要求。 相似文献
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鳐鱼使用胸鳍摆动推进,具有稳定性高、隐蔽性强等特点。针对仿生机器鳐鱼复杂水下环境运动控制问题,提出一种基于模糊控制和中枢模式发生器(CPG)的混合控制方法,即Fuzzy-CPG算法。在CPG控制模型基础上引入高层感觉反馈控制机制,并通过模糊控制器来调节CPG参数,实现仿生机器鳐鱼的多模态运动控制。通过直线前游、原地转弯和动态沉浮试验,在不同的Fuzzy-CPG控制器初始参数下,分析仿生机器鳐鱼多模态运动的性能,通过姿态传感器的反馈验证各模态运动下仿生机器鳐鱼游动的稳定性。试验结果表明: Fuzzy-CPG运动控制方法不仅能实现仿生机器鳐鱼多模态运动,且具有良好的鲁棒性。 相似文献
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基于单目视觉提出了工业机器人拆垛系统构想。为实现工业机器人视觉拆垛系统中机器人精确运动控制与工件位姿识别,运用D-H位移矩阵法建立了机器人运动学模型,得到机器人末端相对机器人坐标系的位姿信息。基于形状模板匹配法提出目标图像识别算法,得到各个目标图像在相机坐标系下的位姿信息;将三维视觉模型与机器人运动学模型进行信息融合,建立机器人视觉拆垛控制系统数学模型。基于CCD工业相机、4-DOF工业机器人搭建视觉定位抓取实验系统。通过对空间目标进行抓取的实验,验证基于单目视觉的工业机器人拆垛系统的正确性、精确性、鲁棒性。 相似文献
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设计一种新型的船体爬壁机器人,用来对大型轮船侧壁的焊缝进行打磨,改变了依靠人力打磨作业的方式,不仅提高了工作效率,而且大大降低了安全事故的发生。该机器人包括行走机构、吸附机构和焊缝打磨执行机构。针对爬壁机器人在不同的极限工况下,建立静力学模型,分析爬壁机器人出现滑移失效、横向倾覆失效、纵向倾覆失效、脱离失效时的极限磁吸附力。使用Ansys Electronics Desktop-Maxwell对永磁体进行仿真和结构优化,使之满足所需的磁吸附力。搭建出样机后,对机器人进行性能测试、磁吸附力测试和焊缝打磨测试。结果表明:该机器人不仅焊缝打磨效果好,而且工作性能稳定。 相似文献
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针对架空高压线路走廊周围树枝过度生长引起的安全隐患问题,设计一款沿线路走廊行驶的树枝切割机器人。分析风对线路的影响,得到高压线路走廊的理论修剪区域;基于此,提出树枝切割机器人的原理构型;以110 kV高压线路为例,设计机器人的虚拟样机模型并对其作业方式进行规划,利用D-H参数法建立机器人的运动学模型,求解末端作业空间并与理论修剪区域进行对比,验证机器人构型设计的合理性;最后,研制了树枝切割机器人的试验样机并在自建线路上进行模拟作业试验。结果表明:该试验样机关节运动性能良好,能有效修剪线路周围的树枝。 相似文献