自动袋装物料装车机结构研究与分析

针对袋装物料装载行业中现有的技术缺陷,研发一种经济、环保的自动袋装物料装车机,并提出一种运行平稳的三自由度装车机械臂。首先阐述了自动装车机各部分的结构功能和基于串联机构的装车机械臂的基本结构组成,利用D-H参数法对装车机械臂建立运动学模型,得到其运动学正逆解形式并初步验证。再对机械臂实际运动轨迹进行合理规划,并导入MATLAB软件进行仿真计算,绘制出构件的位置、速度及加速度与时间的关系曲线,为机械臂结构的设计与优化、驱动伺服电机选型提供可靠依据。     

二自由度球面并联换档机构运动学分析及仿真

以为汽车变速器试验所设计的电动缸驱动二自由度球面并联自动换挡机械手为研究对象,建立了机构运动学数学模型,给出了其位置、速度及加速度的运动学反解解析形式.再以"王"字换档运动轨迹为例,通过Matlab软件建立运动学仿真模型框图,绘制出机构位置、速度及加速度的仿真曲线图.藉此验证了机构工作空间内在特定换档运动轨迹条件下,机构各构成部分间不存在干涉现象,能达到各档位位置,满足试验对换档位置控制要求.并且由运动仿真曲线图可分析出机构主动支链速度变化平缓,近似于匀加速,有利于汽车变速器试验对换档动作平稳性的要求.通过运动学分析及仿真,为驱动机械手的伺服电机合理选型及机构的设计和进一步优化提供了参考依据.     

袋装水泥装车机械手轨迹规划与运动仿真

针对当今水泥生产企业在袋装水泥装载过程中存在的自动化水平不足,无法与前道工序相匹配,因而降低了生产效率这一实际问题,开发设计一种结构稳定、承载能力强、易于控制的袋装水泥自动装车机械手。利用复数矢量法对机械手的运动学进行正、逆解分析,并根据机械手的工作极限位置绘制出其工作空间的边界曲线,结合袋装水泥的实际装载要求,确定合理的码放顺序及推送轨迹。最后,利用ADAMS对机械手进行运动学仿真,验证了机构设计的合理性和轨迹规划的可行性,为机械手运动控制方面的研究提供了参考依据。     

混联码垛机器人运动学分析及仿真

提出了一种能实现手部空间三维移动及一维转动的混联码垛机器人机构--4自由度码垛机器人机构.分析了该机器人运动学特性,通过参考坐标系单独求解和齐次变换法求解相结合的方式,获得了末端操作器的位置、速度、加速度正反解.并提出了结构尺寸优化方法,使该机构位置正解得到简化,运动学解耦,计算量小,便于该机器人运动控制设计、运动轨迹规划和驱动力实时控制.给出了该机构一般输入时机械手的位置、速度、加速度仿真曲线,描述了该机器人机构的运动学特性.     

袋装水泥装车机器人控制系统设计

针对袋装水泥装车过程中高速、重载、工作空间大等要求,提出一种新型袋装水泥装车机器人机构,研究了装车机的整体运动方案和机械手部分的运动规律,基于多项式插值法对机械手进行了运动轨迹规划,根据其运动轨迹和工作原理设计了相应的控制系统,并进行了装车机械手控制系统硬件组态,搭建了基于三菱Q系列PLC+Motion CPU模块的控制系统。研究了8轴联动的运动控制、连续轨迹控制等技术,开发了装车机器人控制程序,实现了袋装水泥装车机器人的自动控制。     

温室穴盘苗移栽机的设计与仿真分析

设计了一种适用于多规格穴盘苗移栽的移栽机。移栽机的硬件主要由移栽机械手、框架和苗盘输送系统组成。移栽机械手末端执行器的水平运动、升降和抓紧放松动作分别由3个步进电机驱动完成。利用轨迹规划确定移栽机械手末端执行器的位置,速度和加速度,并讨论了在平面内进行轨迹规划的方法。建立了移栽机的ADAMS简化模型,通过运动学仿真验证了结构设计、轨迹规划的合理性,为物理样机的优化设计提出了理论依据。     

集装箱装车机倾斜液压缸的动力学分析及优化研究

设计了一种集装箱袋装货物装车机,通过对其倾斜机构的数值分析,得到整个门架运动过程中受力情况,并对其进行优化。通过对倾斜机构的简化,采用矢量分析法对装车机倾斜液压缸建立了运动方程,运用Matlab对方程进行求解并绘制运动曲线,分析研究倾斜液压缸的位置、速度和加速度变化规律。在运动学分析的基础上,对整个运动过程中倾斜液压缸受力进行分析,并对倾斜液压缸的位置进行优化,以减小倾斜液压缸的最大受力值。     

新型集装箱板材上下料机械手动力学建模与仿真

为提高集装箱折弯板材上下料的效率,提出一种新型上下料机械手.该机械手采用2-P(Pa)并联机构与抓取机构相结合的结构,实现了折弯工序对板材的快速搬运.文中介绍了集装箱角柱折弯的加工工艺与新型机械手的结构组成,建立了并联机构的位置方程,利用解析法推导出了并联机构的位置正反解、末端执行机构的速度与加速度方程,为动力学分析奠定基础.利用拉格朗日方程建立了机械手的动力学方程并进行了实例仿真验证.验证结果表明:理论驱动力值与仿真驱动力值误差较小,说明所建立的机构运动学模型及动力学模型的正确性,为机械手后续的动载分配优化及系统控制提供了理论指导.     

五自由度液压伺服机械手研制

针对液压机械手在实际生产中存在的问题,设计了满足大功率负载搬运的高负载、高位置精度、高生产率等要求的液压机械手。该机械手采用五自由度机构设计方案,包括夹取机构、俯仰机构、推拉机构及回转机构,实现了负载多自由度的自动定位、夹紧和传递功能,通过机械手正运动学的分析,及末端执行器运动轨迹的仿真试验验证了设计的合理性;设计了机械手液压系统,包括回转机构驱动回路、俯仰机构驱动回路、推拉机构驱动回路、手抓机构驱动回路,并且进行了元件的选型与参数计算;采用西门子控制器和电液伺服控制技术,实现了机械手高性能运动控制。研究结果表明,该液压机械手具有结构简单、运行平稳、精度符合要求、传递效率高等特点,能够较好地解决生产搬运的问题。     

一种三维移动并联平台机构的运动学分析

介绍了一种能实现空间三维移动的并联平台机构－－空间3－RRC机构。该机构结构简单对称,运动副少;可用于运动工作台,并联机床等。分析了该机构的运动学,推导了速度、加速度正反解方程。与Stewart平台等并联机构比,该机构的运动学解相对简单,计算量小,便于实时控制。通过典型输入时工作平台的位置、速度及加速度的对应关系曲线,描述了该机构的运动学特性。