基于ANSYS的工业机器人腰关节结构分析

腰关节是机器人的基础,它支撑着大臂和小臂上的各运动部件,机器人末端执行器与腰转部件间的距离最大,腰转部件的惯性负载也最大。针对腰关节的结构特点和性能要求,采用基于Pro/E的三维建模和基于ANSYS的结构性能分析相结合的方法,对自主研发的工业机器人腰关节进行了结构静力分析和模态分析,对解决产品结构性能设计中存在的问题、缩短产品设计周期具有指导意义,改变了传统工业机器人设计方面的局限性,一定程度上丰富了工业机器人的设计方法。     

工业机器人喷涂运动学仿真研究

为了提高工业机器人设计分析效率,降低昂贵的机器人开发成本,利用虚拟样机技术对机器人进行了运动学仿真,提出了机器人的轨迹规划。根据HA006型工业机器人的结构特点,建立了基于D—H连杆坐标系的机器人运动学模型,利用MATLAB软件的机器人工具箱构建机器人对象,求解机器人基于关节坐标和直角坐标的轨迹规划,并通过SolidWorks软件进行连续路径喷涂轨迹规划的运动学仿真与分析,较为直观地观察机器人工作姿态和运动轨迹,得到机器人运动性能的实时状况。试验结果表明,该方法可以清楚地判定机器人运动方案的合理性及轨迹规划及控制算法的可行性,有效地提高了工业机器人的设计效率。     

基于模糊滑模控制的工业机器人运动不确定性分析

针对工业机器人运动学和动力学不确定性的问题,在分析工业机器人运动学和动力学模型的基础上提出了一种模糊滑模变结构控制方法。基于滑模变结构控制原理设计了一种工业机器人滑模变结构控制器。采用模糊逻辑系统补偿运动不确定性造成的跟踪误差,以提高跟踪精度,消除系统"抖振"的影响,并利用Lyapunov函数证明了系统的稳定性。最后基于二自由度工业机器人进行了仿真分析,仿真结果表明:在机器人运动参数无法精确确定的情况下,模糊滑模控制器仍具有较好的跟踪性能、快速响应特性和鲁棒性。     

六自由度串连机器人构型设计与性能分析

依据六自由度机器人设计"臂腕分离"的原则,基于D-H参数对六自由度机器人构型进行拓扑分类,得到32类三自由度臂部结构。研究了位置雅可比与构型奇异性之间的关系,区分出12类结构奇异构型和20类非结构奇异构型。对机器人臂部结构构型的负载能力特性进行分析,得到10类负载性能较好的非结构奇异构型。编制了臂部结构构型分类表,确定了基于负载能力的机器人构型设计原则,能用于指导机器人的构型设计。进行了机器人构型实例分析与蒸汽发生器检修机器人工程样机研制,验证了所提出构型设计方法的有效性。     

基于遗传算法的机器人加工位姿优化研究

针对工业机器人的加工效果具有位姿依赖性这一特点,基于机器人性能评价指标和遗传算法提出一种优化机器人加工位姿的方法.建立机器人正运动学模型和静刚度模型并选取机器人运动性能评价指标和刚度性能评价指标;通过蒙特卡罗法得到机器人运动性能、刚度性能在关节空间和笛卡儿空间的分布图,通过分布图研究机器人各关节对机器人运动性能、刚度性能的影响;基于机器人运动性能评价指标和刚度性能评价指标设计适应度函数,使用遗传算法对机器人加工位姿进行优化,优化后机器人性能得到了提升.     

基于模块化设计方法的服务机器人结构设计

为了降低服务机器人的开发周期与成本,基于模块化设计方法,对服务机器人的机械结构进行了模块化划分,并对传动结构布局、传动实现、身体稳固性、模块化结构设计等内容进行了详细阐述。样机组装及实验结果表明,基于模块化设计方法的服务机器人产品开发周期短,其性能达到了设计要求。     

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。     

工业机器人参数容差稳健性设计

为降低工业机器人定位精度可靠性对运动学和动力学不确定参数的敏感性，基于工业机器人定位误差信噪比，提出了工业机器人运动学和动力学不确定参数容差稳健性优化设计方法。针对工业机器人动力学方程求解耗时问题，基于径向基函数神经网络建立了工业机器人动力学方程求解过程的代理模型，有效提高了工业机器人定位误差仿真效率。采用遗传算法求解所建立的稳健性优化设计模型，同时还分别以工业机器人定位误差平均值和定位误差信噪比并考虑加工成本为目标函数，对工业机器人不确定参数容差进行了优化设计。最后，以各优化结果作为不确定参数标准差，比较分析了工业机器人定位精度可靠性及定位精度可靠性敏感性，验证了所建立的工业机器人运动学和动力学参数容差稳健性设计方法的有效性。     

基于MATLAB和RobotStudio的6-DOF机器人运动学分析与仿真

针对船体密封舱、箱柜等狭窄空间普遍存在的机器人难以工作问题,提出了一种新型6-DOF(degrees of freedom)机器人。首先分析了该机器人的机械结构,基于D-H坐标理论建立了机器人D-H坐标表格以及机器人正、逆运动学方程,其次应用MATLAB对机器人的运动学进行了仿真,结果表明所得的机器人正、逆运动学方程完全正确;最后设计了虚拟样机,利用RobotStudio仿真分析了机器人箱体焊接的优点;为进一步验证设计的机器人运动性能,与通用6-DOF机器人做了对比分析。研究结果表明新型机器人运动的可行性,为设计适应箱柜等狭窄空间的工业机器人提供了理论依据。     

MATLAB Robotics在机器人设计中的应用简析

工业机器人运动学及动力学分析能够为机器人的驱动、减速器选型提供指导,优化杆长参数,提高运动学和动力学性能。对6R工业机器人的正向运动学方程进行了理论分析和推导。阐述了6R工业机器人自主研发过程中基于MATLAB Robotics工具箱的运动及动力学仿真以求解运动学和动力学问题的方法,为6R工业机器人的运动学和动力学分析提供了参考。     

基于慧鱼模型的棚顶自动除雪机器人设计

为了培养厚基础、宽口径的高素质机械创新人才,利用慧鱼创意组合模型,针对大棚积雪清除的特点,设计组装了棚顶自动除雪机器人。详细阐述了其工作原理和设计创新点,介绍了机器人相应的硬件结构和编制的软件流程图,并通过实验和机械创新大赛验证了本设计的独特性与实用性。通过该机器人的设计有助于大力提高当代大学生的科技创新能力和实践动手能力。     

工业机器人在汽车内饰生产中的应用现状和趋势

介绍了工业机器人在汽车内饰件主要生产工位中的应用状况,并指出:在某些特殊领域,用普通机器人代替喷涂专用机器人进行喷涂作业是经济可行的,并介绍了成功的应用实例。此外,双工位机器人作业单元是内饰机器人作业单元的主流。     

基于I-DEAS的Diamond并联机器人的虚拟样机建造及其运动仿真

对一种命名为Diamond的二自由度高速、轻型新型并联机器人运动学进行分析,并在基于I-DEAS软件的平台上进行了虚拟样机建造及可视化运动学仿真,该研究对作缩短机械手的设计周期、提高设计效率有着重要意义,并为其它形式的并联机构设计提供参考依据.     

基于构件的工业机器人测控软件系统的研究

基于模块化的设计思想,对构成工业机器人测控系统的功能模块进行较详细的分析。在此基础上,利用软件构件技术设计了功能模块对应的构件。论述了构件的构造方式以及组合过程,特别是对控制模块相对应的基于基本动作的构件进行较详细的分析。最后,结合实例介绍了该测控系统的应用,并证实了该系统的有效性。     

一种变胞式工业机器人时间最优轨迹规划

根据变胞式工业机器人工作原理,建立了其工作轨迹模型,并基于该模型提出了一种变胞式工业机器人时间最优的轨迹规划方法。该方法着重考虑机器人构态变换过程,将轨迹规划问题转化为内外层嵌套的优化问题进行分析。分别给出该优化问题的设计变量、目标函数以及约束条件,得到了变胞式工业机器人时间最优轨迹规划问题的数学模型。运用所提出的方法对本课题组自研制的变胞式码垛机器人进行轨迹规划研究,根据其工作轨迹模型,建立了优化设计问题数学模型,在给出关节角度插值函数系数的确定方法后,采用嵌套粒子群算法对该优化问题进行求解,得到了优化后的关节角度函数以及理论工作轨迹,与实验所得的实际工作轨迹进行对比,验证了所提方法的可行性。该研究工作为变胞式机器人的运动规划研究提供了参考。     

工业应用型永磁悬浮轴承关键技术

提出了一种新的工业应用型永磁悬浮轴承,对其工作机理进行了详细的分析,并论述了要解决永磁悬浮轴承工业应用的几个关键设计技术问题,即永磁悬浮轴承承载能力、刚度和安装维护等达到工业应用要求的设计技术问题、永磁悬浮轴承-转子系统动力学特性达到工业应用要求的设计技术问题,以及永磁悬浮轴承的标准化、系列化达到工业应用要求的设计技术问题。拟定了设计方案并对其进行了可行性分析,为永磁悬浮轴承像滚动轴承一样在工业上得到普遍应用奠定了理论基础。     

基于MATLAB的路锥收放机器人运动仿真研究

路锥收放机器人是全自动交通路锥收放车上的一个重要机构,负责按照一定的规律把路锥从车上放下,还可以自动将路锥从地面收起,放到车上指定位置.按照设计指标对收放机器人进行了参数设计,讨论了该机器人的运动学问题,然后在MATLAB环境下,用RoboticsToolbox对该机器人的轨迹规划进行了仿真,通过仿真,观察到机器人各个关节的运动,并得到了所需的数据,仿真结果表明所设计的参数是正确的,能够达到预定的目标.     

基于视觉的机器人抓取系统应用研究综述

针对生产线上工业机器人的柔性和智能水平不高的问题,将日益发展的计算机视觉技术引入原有的搬运工业机器人领域,利用机器人视觉技术获取工件及其周围环境的信息,识别出了所要操作的目标工件,并能通过做出决策来引导工业机器人完成对工件的抓取和放置等操作。针对生产线上的工业机器人抓取系统中摄像机的标定、目标工件的识别匹配、机器人对目标工件的定位抓取这3个主要步骤在现阶段的研究成果进行了综述,对计算机视觉定位中涉及到的相关图像预处理方法进行了分析与归纳,并对该技术的实际应用研究和未来发展进行了讨论。研究结果表明,视觉抓取系统技术成熟,能够满足工业应用中的实时性要求,各部分算法的研究和改进对工业的发展和相关研究具有一定的参考价值。     

滑动式爬壁机器人负压吸附机构低能耗设计

为解决目前滑动式爬壁机器人能耗效率低下的问题,将低能耗设计技术应用到负压吸附机构设计中.开展了机器人安全吸附、负压吸附机构流体力学分析,得到了机器人工作负压、流量与吸盘尺寸、密封裙尺寸的关系,建立了机器人总体能耗与机器人尺寸之间的关系,并提出了应用现代计算流体力学方法,在负压发生器即离心风机上进行了流场仿真,对其特性进...