管道全位置焊接机器人结构设计与分析

针对长输油气管道焊接效率低、劳动强度大和焊接质量不稳定的问题,研制了一种管道全位置焊接机器人。根据野外施工特点,采用模块化设计方法,确定了焊接机器人结构,主要包括行走机构、焊炬调节机构和送丝系统三部分,并对其结构特点和工作原理进行了分析。根据机械模型建立了机器人的运动学方程,进行了仿真和试验研究,仿真结果表明：该机器人可以完成对应壁厚钢管的焊接,且焊接质量良好。     

采摘机器人机械手结构设计与分析

基于苹果采摘的开放性特点,结合苹果采摘的实际操作,提出了机器人采摘的整体结构方案。为实现设计的可应用性,对苹果采摘机器人腰部升降台、机械手臂、末端执行器进行具体的结构设计。     

压铸机连杆型喷涂机械手结构设计及其优化

设计了与压铸自动化生产相适应的连杆型脱模剂喷涂机械手,并对该机械手的相关结构参数进行了优化处理和选择。所设计的连杆型喷涂机械手可以实现对不同模具型面形状和模具厚度、不同铸件大小和厚度的模具进行脱模剂喷涂。应用线性加权法,采用Mathematic软件,通过调整取得了喷涂机构的结构优化参数,并利用自身编制的软件进行了验证。该机械手可以广泛地应用于自动压铸喷涂,稳定和提高喷涂质量。     

小型移动焊接机器人结构设计

针对狭窄空间自动焊接问题,设计了一种小型移动焊接机器人机构.根据机器人结构的运动特点,运用模块化设计方法,把机器人机构分为轮式移动平台、焊炬调节机构和电弧传感器三部分.其中,轮式移动平台采用三轮式差速驱动结构形式,底部安装一可调磁吸附力装置,且控制器集成于移动平台上;焊炬调节机构由十字滑块和焊炬连接装置组成,十字滑块由两电机分别驱动,实现焊缝水平和高低方向精确跟踪;电弧传感器采用圆锥摆形式,且与焊枪设计成一体,使用方便.同时,建立机器人运动学方程,并对直角焊缝不同的转弯中心进行分析,确定水平滑块的行程参数,为机器人的焊缝跟踪控制提供参考.结果表明,该机器人机构满足弯曲焊缝跟踪要求,焊接质量良好.     

采用模糊控制技术的排爆机械手

以排除易爆等危险品液压驱动机械手为研究对象,应用模糊控制技术建立其数学模型,并对其进行自动控制研究。仿真和试验结果表明：该机械手模糊控制系统不仅具有较好的动、静态品质,且具有较强的鲁棒性;在地形复杂环境下,该排爆机械手具有很好的适应性。     

基于水下典型操作任务的机械手爪结构设计

文章首先对几种典型的机器人用机械手爪进行比较,综合考虑具体的作业环境、抓取能力和设计方案的简便性、可靠性,确定选取三爪结构.接着进行结构设计,用直流伺服电机驱动,用推动螺杆、平行四杆机构和曲柄滑块机构的组合而成的机构作为运动变换单元.并且设计了导向装置.同时,进行了防水设计.最后基于机械手爪的水下典型操作任务对传感器进行了合理的布置.     

下肢外骨骼机器人结构设计与运动稳定性研究

为帮助下肢瘫痪人群恢复行走功能,设计出一款下肢外骨骼机器人。依据人体运动机制对各个关节的自由度进行了设计,确定了主动关节和被动关节类型并选用合适的驱动方式,详细介绍了主要部位的结构设计。论述了机器人的工作机制以及工作方式。建立下肢外骨骼机器人的连杆模型,规划出关节运动轨迹并求解出各个关节旋转运动曲线。利用ADAMS仿真软件将所规划的步态曲线进行仿真分析,仿真结果表明:各个关节运动曲线柔顺平滑,无明显冲击。在一个周期内,与理论计算值相比,各个关节的角度仿真值误差均小于±1.5°,在合理误差范围之内。利用COG理论验证步态轨迹的动态稳定性,证明了所规划的步态曲线的合理性。     

并联煤矸石分拣机器人的结构设计及分析

针对人工选矸存在的工作环境恶劣、分选效率低等缺点,设计一种并联SCARA型煤矸石分拣机器人.建立其三维模型,阐述各部分的组成结构与工作原理;采用模型对称简化的求解方法,对分拣机器人进行有限元分析和强度校核;根据分拣机器人的几何特点采用解析法求解其正逆运动学.结果表明:该设计能够满足粒度在300～600 mm之间矸石的分...     

腹腔镜微创外科手术主从式机器人从手结构设计

腹腔镜微创外科手术作为微创手术的代表，是对传统开放性手术的一次重大变革；文章结合腹腔镜微创外科手术的特点和技术要点，对微创外科手术机器人的从手进行了结构设计。其中为实现U轴、V轴‘定点’摆动，采用了平行四杆机构；Z轴平移采用了滚动丝杠机构，这样使得机构整体的重量小，刚度和精度都得到了保证。另外，所设计的机器人具有对称的双4自由度，操作灵活，能完全达到或超过医生直接操作所能达到的水平。为了方便手术时从手的定位和调节，设计了一个可调节的从手手术平台。     

平面并联平动机器人尺寸设计研究

建立了一种新型平面并联平动机器人的速度与力雅可比矩阵、误差传递及末端柔度矩阵,进而得到其各项性能评价指标.综合考虑该机器人的灵巧度、速度、力及误差传递性能、末端变形及机器人的占用面积,构造出一个新的综合性能评价指标.提出了该机器人极位夹角的概念,它是决定该机器人性能的一个非常重要的几何参数.利用综合性能评价指标对该机器人尺寸设计进行研究.该方法也适用于其它并联机器人的设计.     

电磁球式平衡系统平衡方法及结构设计研究

针对电磁球式主动平衡系统,分析其工作原理,归纳钢球对应补偿能力的计算方法,讨论由已知不平衡量计算两个钢球相位的过程,并将多球情况按一定规则简化为两球情况,得到不平衡量和钢球数量、相位的关系。在特定转子直径下,建立平衡系统结构的三维模型,基于Ansoft Maxwell有限元分析平台,采用控制变量法依次研究了永磁体排布方式、直径、厚度和电磁结构对平衡转速和补偿量等的影响规律,最终完成了结构设计。结果表明：采用相邻永磁体极性相反交替排布,永磁体直径为6 mm、厚度为4 mm,电磁结构外壳长度略小于铁心长度时,平衡系统能取得较为合理的转速和最大补偿量。     

热冲压操作工业机器人结构设计

设计了一台用于热冲压运送物料工业机器人,它由电脑及程序自动控制,能完全代替人工,完成锻压生产过程中的连续上料、翻转、下料等危险性高、简单重复性、劳动强度高的工作,同时能有效降低劳动强度及危险性,提高生产自动化程度,提高生产效率.该机器人具有4个自由度,即腰关节、肩关节、肘关节和腕关节,其中腰关节、腕关节为转动关节,肩关节和肘关节为移动的关节;还有一个用于夹持物料的夹持器.通过分析机器人的组成,确定了传动方案和主要结构.     

EPC系统气动传感器的设计与研究

本文重点介绍了气电液式EPC系统中气动传感器的结构设计，并在理论上作了适当分析。这种新型气动传感器具有结构简单、使用可靠的特点。经实际使用，系统工作良好，获得了较好的纠偏效果。     

热锻操作工业机器人手腕结构设计

手部是工业机器人的关键部件之一,它的主要作用是夹持工件或工具按照规定的动作程序完成工作.设计了一台用于给热锻设备运送物料的工业机器人的手腕.确定了机械人手腕的总体结构及设计的相关参数,并对驱动系统的选择、手腕转动机构、夹持器机构、手腕转动速度等加以阐述.手爪内部的循环水带走从手爪传给手臂的热量,使得系统处于一个较佳的工作状态.     

精密直联式主轴系统的结构设计

对不同类型的主轴系统进行分析对比,确定直联式主轴为高精度数控卧式坐标镗床的主轴系统类型;从机床实际的加工工艺需求出发,计算得到不同加工方式下的最大切削力学参数,以此为基础完成主电机与主轴轴承的选型计算;根据主轴系统的功能与精度要求进行结构设计,从而完成精密直联式主轴的完整设计。样机的试制与应用验证表明,该直联式主轴的精度与性能水平达到设计要求。     

基于I—DEAS的合金加热器结构改进设计

针对某厂家生产的合金加热器在工作中容易出现开裂失效的问题，运用I-DEAS软件进行了开裂原因分析及结构改进设计。结果表明：方案二（保持合金加热器原有内径和高度的基础上，增大壁厚）能够减弱侧壁应力分布不均，消除应力集中，且其最大应力值在安全范围内，是一种理想可行的方案。