基于主动悬挂的移动式作业平台设计与研究

针对当前工程环境复杂化、地形条件多样化对移动施工平台性能提出的要求,设计一款基于主动悬挂的移动式作业平台。对作业平台进行结构设计,对其液压作动支腿进行有限元结构静力学分析,验证作动支腿机械结构的可靠性,对作业平台整体进行有限元结构动力学分析,得出能够避免平台发生共振的激振源频率段;根据作业平台特点,采用“中心点不动”调平算法,通过数学模型将平台的倾角控制等效转化为液压作动支腿位移的控制;设计作业平台作动支腿的电液比例控制系统,通过仿真验证PID控制算法的有效性;最后,通过试验对作业平台整体性能进行验证。结果表明：基于主动悬挂的移动式作业平台满足设计要求,达到预期目标。     

三自由度液压机械臂自动整平系统设计与研究

针对水下抛石基床整平需求,设计一套基于挖掘机三自由度液压机械臂的自动整平系统。对臂架机械结构进行适应性改造,通过试验计算其作业负载,结合有限元法验证改造结构的可靠性。基于D-H法和几何法搭建臂架正、逆运动学模型,将铲尖轨迹运动转换为臂架各构件的协同控制。设计基于PID控制的臂架电液比例位置控制系统,通过AMESim验证了臂架驱动控制系统方案的可行性。结合北斗定位技术,搭建臂架自动整平系统架构,提出适用于工程应用场景的定位、整平作业流程。最后,通过工程试验和应用对自动整平系统进行了验证。试验和应用结果表明：采用三自由度液压机械臂的基床整平效率更高、成本更低,整平精度也满足施工要求。     

六自由度经济型工业机器人设计与运动学分析

设计了一种六自由度经济型工业机器人,从经济性考虑,完成了驱动电机、减速器及控制器的选型和各关节的结构设计,在保证性能要求的情况下降低了机器人的成本。根据D-H方法建立机器人的运动学数学模型,得出机器人末端点的运动方程,在Matlab环境下,采用蒙特卡洛法求出机器人的工作空间点云图,运用Robotics Toolbox对该机器人进行仿真建模,并进行了实例仿真。通过仿真结果分析机器人的运动情况,验证了运动学算法的正确性,符合预期的设计目标,为机器人轨迹规划和控制的研究提供了可靠的依据。     

六自由度肩关节康复机器人设计与仿真

针对肩关节运动损伤康复训练问题,通过分析肩关节的运动方式,设计一种外骨骼肩关节康复机器人。对机器人的整体样机机械结构进行简单建模设计,并解决了肩关节旋转中心瞬时可变性的问题;通过D-H法推导出机器人运动学方程,并通过MATLAB验证了运动学方程的正确性。利用ADAMS软件中建立的虚拟样机模型,对机器人进行运动学和动力学的仿真,得到各关节角速度与时间的关系和各关节的驱动力矩曲线。最后通过蒙特卡洛法,计算出机器人末端运动的位置云图,得到机器人末端的运动范围。仿真分析验证了机器人结构的可行性和运动学方程的正确性,可以实现康复目的。     

球罐作业机器人机构设计与分析

针对实际球罐作业中工作效率低、工作环境差等问题,提出一种用于球罐内壁作业的双足式爬壁机器人机构。该机构采用并联机构构成腿机构,丝杠滑块驱动,可实现越障、沿壁面匀速运动、转弯等,适用于较大内径范围的球罐作业。介绍了并联式爬壁机器人机构构成及工作原理,阐述了爬壁机器人前进和转弯过程的运动实现,建立了运动学数学模型,得出其位置、速度及加速度的运动学逆解解析形式,为机构设计、控制提供了理论工具。     

六足机器人步态仿真与实验研究

针对各应用领域对具有复杂环境适应能力的行走机器人的需要越来越大的现状,从灵活性和稳定性入手设计仿生六足机器人,通过规划机器人的运动步态,分析多自由度在运动过程中的突出优点,并研究不同运动步态下各转动关节的转矩随时间的变化关系,将软件模拟和样机测试所得数据相互参照,对机器人的实际运动能力进行检测,验证仿生六足机器人结构的合理性和运动的可行性,为仿生六足机器人物理样机的进一步研制提供理论依据。     

基于CAN总线的六轮危险作业机器人控制系统设计

为满足机器人控制系统各模块对信息交换的实时性、灵活性、可扩展性、可靠性的要求,在危险作业机器人设计过程中选用了CAN总线作为系统信息传输的通道,在此基础上设计了机器人的控制系统,将其分为6大模块,介绍了系统的组成、原理及软件设计.2项典型实验证明这是一种可靠的控制方案,它保证了系统的安全性和可靠性,能够满足处理危险弹药任务的要求.     

重型桶装物品搬运码垛机器人的设计与研究

阐述了搬运码垛机器人的机构组成、工作原理，讨论了以可编程控制器为核心的机器人控制系统，分析了起升机构的动态响应。该机器人具有结构精巧、控制可靠、运行平稳、价格低廉的特点，适合于企业、仓库、码头等推广使用：     

弧焊机器人工作站协同作业研究

采用耦合规划方法,对弧焊机器人/变位机工作站和多机器人焊接工作站的协同作业路径进行规划。利用自主开发的协调路径规划器,构建弧焊机器人工作站仿真模型的驱动函数,完成了马鞍型焊缝和螺旋线焊缝的协同作业仿真实验,验证了协同作业路径规划方法的正确性和可行性。     

双履带机器人电液行走控制系统建模与仿真

根据光伏板清扫机器人作业工况特点,提出了一种全液压履带式双阀控双马达驱动系统方案。为满足机器人直线行驶需求,提出双通道等同式交叉耦合同步控制策略,并建立阀控双马达同步控制系统数学模型。利用仿真工具Simulink对原设计系统模型和PID矫正后系统的动态特性性能进行仿真分析。仿真结果表明:校正后系统响应速度和稳定精度得到改善,经校正后,该系统能较好地满足清扫机器人工况要求。     

基于工业机器人的自动取袋称量装置的设计

针对包装流程中取袋称量自动化程度低,取袋装置与称量装置各自独立、结构分散、功能不集中的问题,提出了一种基于工业机器人的自动取袋称量的方案。设计出了可配合机器人的末端执行器,并同时实现取袋与称量功能的装置。通过对工业机器人的移动路径进行合理设计,将装置移动到指定位置,采用气缸控制装置的张开闭合,完成取袋动作,运用称量传感器,实现称量功能。该装置与工业机器人配合使用,提高了包装机的自动化水平,实现了取袋与称量的结构与功能的统一。     

焊接机器人控制设计与仿真研究

采用MFC为框架平台设计实现上位机、以DSP控制器为下位机模式设计控制焊接机器人控制系统,其中DSP控制器以TMS320F28335为控制芯片设计外围硬件电路,支持TCP/IP、CAN、RS232等通信方式,控制器与伺服系统之间通过RS232进行连接,采用指令方式控制伺服系统。在Matlab7.0平台上对机器人各关节运动进行实时仿真,验证所设计的控制系统是可行的。     

LabVIEW在机器人设计中的应用与研究

机器人产品的设计融合多个学科,其具有一定的综合性、复杂性。以六自由度机械臂的设计与运动仿真为例,借助于LabVIEW应用软件开发平台,将三维建模技术与虚拟仪器控制技术二者相融合,阐述LabVIEW在机器人产品设计与运动仿真中的可操作性及应用特点,实现了该机器人产品的设计与运动仿真。采用该方法缩短了研发周期,提高了产品研发效率。     

步行康复训练机器人设计研究

针对中风或者不完全脊柱损伤患者术后康复需求,设计并制作了一种移动式新型步行康复训练机器人。通过四颗按钮开关,控制减重机构实现不同比例的减重;通过HJ6霍尔操纵杆,控制步行康复训练机器人的训练模式,包括前后直线运动和左右转弯运动。利用经典力学方法对步行康复训练机器人的关键零部件进行了分析,最终选择了合适的零件。最后,制作了步行康复训练机器人样机,并进行了运动功能实验。实验结果表明:步行康复训练机器人能实现所要求的功能,基本满足患者术后康复训练的需要。     

轴承套圈机械加工机器人控制系统的设计与研究

为了提高轴承的生产效率,在其机械加工系统中采用机器人进行生产,符合市场需求。作者根据多年工作经验,通过参阅大量文献,设计了轴承套圈机械加工机器人控制系统,对搬运机器人、装箱机器人的结构及层次架构系统进行了研究,为提高企业效益,保证生产质量提供了技术支持。     

步行式可攀移作业机器人设计及运动学研究

针对大型钢结构如船舶中的检测，防腐等高空危险作业，研究设计一种新的步行式可攀移作业机器人。采用了具有行星齿轮和电磁脚的机器人结构设计，建立了机器人的运动学模型，进行了运动分析，给出了该机器人运动学数值解。通过实例运行仿真分析验证了本设计的可行性。     

三相伞状支撑式管道清洁机器人的设计与研究

基于雨伞伸缩的结构,设计一种清洁中央空调通风管道内灰尘的机器人。该机器人由清洁单元和2组行走单元组成,其中清洁单元通过特制的弹簧使得清洁头可以自动适应管道直径大小的变化。行走部分由2组行走单元和连接机构组成,行走单元上沿圆周方向等距分布有3组伞状支撑结构。通过2组行走单元的配合,机器人可以顺利通过垂直管道和管径变化处。对3组伞状支撑结构进行力学分析,得出了合理选择驱动支撑结构运动的电机型号的数学公式。     

一种基于Delta结构的书法机器人的研制

针对目前市面上串联式书法机器人体积大,动作灵活性差、运行速度慢以及成本高等缺陷,研究一种基于Delta机器人的并联式书法机器人。该书法机器人将Delta作为机器人本体,使得书法机器人体积小巧,运动快速灵活,准确度更高。该机器人的毛笔夹持机构和纸张输送机构可实现自动换笔和输送纸张,提高了自动化程度。利用Inscape软件将所需要书写的汉字转换成相应的坐标代码,机器人读取坐标代码,通过基于单片机的控制系统驱动机器人进行书写,降低了工作量,提高了书写效率。     

磁粉探伤爬壁机器人设计与研究

针对目前钢制管道壁面检测工作主要依靠人工手持探伤设备进行检测的情况,设计四轮驱动磁粉探伤爬壁机器人。对机器人的两种危险状况进行静力学分析,得出永磁轮最小吸附力为250 N。建立永磁轮尺寸优化模型并将它导入有限元分析软件Ansoft Maxwell,优化得到永磁轮轭铁厚度为6 mm、半径为20 mm。对永磁轮进行磁场分析并研究轭铁厚度与半径变化对吸附力的影响;组装机器人样机进行实验。结果表明:所设计的机器人能够沿壁面稳定行走与转向,验证了机器人设计的合理性。     

禽蛋吸运分级机械手设计及研究

以关节型禽蛋吸运机械手为研究对象,分析该机械手的本体结构设计。详细阐述了其末端执行器即真空吸运装置的设计过程。该机械手采用基于"工控PC+DSP运动控制器"的分布式控制结构,结合"PID+速度前馈控制"算法,实现各关节的伺服控制,完成各关节的运动规划。