缩短冲压机器人手臂动作时间的途径

本文从冲压机器人工作频率高的特点出发,阐明了要满足冲压机器人工作频率的要求,关键是缩短手臂气缸的动作时间。通过分析研究,提出了手臂采用气缸复合运动机构。实践     

CR80-1型冲压机器人研制成功

由沈阳工业大学研制的CR80-1型冲压机器人,是独立安装于冲床的采用气压传动方式,用可编程控制器控制的冲压自动上料用经济型机器人,该机适用于中小型电机硅钢片冲压自动上料,若更换吸盘也可用于其它工作的冲压自动上料。 该机为适应冲床高节奏生产而开发的,采用复合气缸增速机构、气液控制给料装置、强磁场分料器、回转料仓、蓄料仓、控制系统等关键技术,使该机结构简单,工作稳定可靠,使用维护方便,保证了整机性能:     

NAO机器人手臂的运动建模与控制

针对机器人手臂抓取物体时的控制问题,以NAO机器人为操作对象对手臂的运动进行了建模与控制。采用D-H运动学建模机理,建立机器人手臂的运动学模型,并通过分析NAO机器人左臂的结构得到D-H运动学模型参数。对模型输出与NAO机器人手臂的实际运动轨迹进行了比较分析,验证了机器人手臂运动学模型的精确性。依据运动学模型获得了手臂的动力学模型,并基于该模型设计了自适应PD控制器,仿真结果表明,当系统存在较大扰动时,自适应PD控制器比PD控制器对机器人手臂运动具有更好的跟踪性和鲁棒性。     

采用了双关节肌的机器人手臂的特性研究

近年来,研究者们关于将生物的特征引入机器人做出了许多尝试.传统的机器人手臂仅含有类似于单关节肌的执行器,而生物的手臂不仅含有单关节肌还含有双关节肌.双关节肌的存在可使机器人具备优秀的能力以实现各种运动而无需反馈控制,由此可提供给机器人近似于生物的灵巧性及安全性.本文阐述了基于双关节肌概念的一些机器人手臂的特征,并提出了一种运用源于肌肉弹性的平衡的驱动机构.该机构在模拟中利用前馈控制实现了轨迹的跟踪.最后,说明了有关制作基于双关节肌概念的机器人手臂的想法.     

新型四臂扶持式康复机器人设计

针对现有康复机器人以健康者为分析模型,灵活度受到限制,脑卒中患者步态康复效果受限的问题,利用医工结合分析治疗师手臂生理结构,模仿治疗师康复手法,建立治疗师手臂模型,创新设计四臂机器人,测量人体髋部运动空间范围,利用运动学仿真得到机器人运动空间范围.结果表明:设计的四臂康复机器人运动空间远远大于人体髋部运动空间,验证了机构的合理性,实现了治疗师手法步态训练模拟,为后续治疗师手法再现模拟提供了基础.     

机器人手臂结构的力学特性分析及其优化

本研究采用高精度的数学分析方法,对机器人手臂进行动、静特性分析。在此基础上建立机器人手臂优化设计的目标函数。并采取迭代重分析次数最少、搜索最快、效率最高的优化方法,对机器人手臂进行最优设计。通过对典型手臂的设计计算,验证了该方法的正确性和实用性。其设计结果既提高了机器人手臂的刚度,又减轻了重量,达到了预期目的。     

利用分解加速度方法的机器人柔顺控制

机器人手臂在装配和制造生产上的应用,需要柔顺控制。意思是控制和监视机器人手臂的位置和力。本文提出了在作业空间基于分解运动加速度的稳定的精确的柔顺控制方法,在此系统的研制中使用了机器人手臂的动态模型,这种方法是通过把分解运动加速度方法和Raibert-Craig混合控制方法结合起来而导出的。对此方法的系统稳定性给予了分析,并对各种作业条件进行了仿真研究,结果表明所提出的柔顺控制方案具有满意的性能和较好的实用前景。     

基于伪最小平移距离的机器人避障研究

针对机器人在非自由工作环境中的运动问题,需要对机器人与工作空间中的障碍物进行碰撞检测,并规划出无碰撞的运动路径。首先采用了伪最小平移距离作为计算空间几何体之间相对位置的距离函数,并通过伪最小平移距离确定机器人与障碍物嵌入最严重的点,然后采用假设-修正法对机器人运动路径进行重新规划、反复迭代从而生成一条无碰撞的运动轨迹。最后对冗余度为1的平面三自由度机器人碰撞问题进行了轨迹规划的仿真,结果表明该方法对于检测类似机器人手臂等凸体之间的距离及无碰撞路径生成是有效的。     

基于OpenGL乒乓球机器人手臂分解加速度仿真

为提高6自由度乒乓球机器人手臂的击球命中率,在Windows框架下,利用OpenGL和C++的混合编程建立了机器人手臂模型,并运用分解加速度控制算法和函数插值算法对机械手臂末端进行轨迹规划控制,实现了手臂末端沿直线和抛物线2种轨迹运动。仿真结果表明,分解加速度控制算法能够提高手臂击球的命中率。     

不确定动态环境中约束机器人的建模

本文通过描述约束机器人在动态环境中的运动学及动力学来研究一种基于模型的机器人手臂的控制方法。这种方法从环境端来表示约束机器人末端的运动约束及与周围不确定环境的动力学交互。使用自调节模糊PID控制器的仿真对于强非线性的系统可满足机器人手臂的时变跟踪控制。     

Resonance Suppression Strategy for Humanoid Robot Arm

To address the problem of resonance in the control of a robot arm, a resonance suppression strategy is proposed for a single-joint humanoid robot arm based on the proportional-resonant(PR) controller. First, an arm joint model of the humanoid robot is established. Then the influence of resonance frequency on the performance of the control system with the robot arm is analyzed. The voltage fluctuation of the drive motor caused by the changes in arm motion is recognized as the disturbance of the current loop. The PR controller has the characteristic of disturbance rejection at a specific frequency. The output fluctuation of the driving system caused by the change of arm motion state at the resonance frequency is suppressed. Therefore the output current of the inverter will not be affected by the vibration of the arm at the resonance frequency. Finally, the control system is verified by MATLAB/Simulink simulation. The simulation results demonstrate that the control strategy for the humanoid robot arm based on the PR controller can suppress the resonance of the arm effectively, improving the dynamic performance and system stability.     

基于动作基元的拟人机械臂仿人运动规划

拟人机械臂的仿人运动作为仿人机器人的运动基础,一直都是研究的热点及难点.针对拟人机械臂仿人运动的模型多样化及运动相似性特点,提出了一种基于动作基元的拟人臂仿人运动规划算法,使拟人臂在满足仿人运动特点的基础上进一步提高运动的精度.首先,对手臂结构进行解耦,建立手臂模型,满足运动多样化要求.提出动作基元的提取法则,确定不同...     

基于单片机控制的管道施工机械手控制系统研究

目的研究管道施工机械手控制系统,解决管道施工机械手按照预定要求实现定位安装操作的工程问题．方法采用单片机控制系统,通过上住PC机的VB界面控制编程,实现对下位机单片机的输入控制,单片机控制系统输出的信号通过放大器输入给管道施工机械手液压驱动装置上的电磁阀,电磁阀接收到电压信号再控制液压缸执行相应的动作．运用KeiluVision2和TopWin两个软件对单片机控制系统进行程序的控制和调试,使单片机控制系统能输出控制电磁阀的准确电压信号,从而使管道施工机械手按照预定的工作要求完成施工埋设中对管道的定位安装操作．结果对控制系统进行了实验,实验结果表明,根据放大器的电流信号,电磁阀控制液压缸作往复运动,当放大器输出电流为＋8mA时,液压缸作正向运动;当放大器输出电流为-8mA时,液压缸作逆向运动．结论通过对管道施工机械手控制系统的设计,能够达到预定的运动要求,完成液压缸的正逆向运动,实现管道施工机械手的自动控制,保障了管道埋设中的施工安全,提高施工效率．     

输电铁塔损伤检测机器人攀爬越障部分的结构优化设计

针对灾后输电铁塔的损坏情况及输电铁塔安全检测的需求,介绍了一种灾后输电铁塔损伤检测机器人攀爬越障部分的机构设计和各机构的工作原理,分析了该机器人攀爬越障部分的运动过程。通过Pro／E仿真模拟和慧鱼模型制作试验．证实该机器人能在输电铁塔上攀爬,可自主越障,具有良好工作性能。该机器人能替代人工上塔检修,提高检修工作安全性。     

手臂康复机器人阻抗控制实验研究

手臂康复机器人是一种用于因偏瘫、外伤等造成手臂运动障碍患者的辅助康复训练机器人,考虑到患者训练的安全性和舒适性,需要机器人有一定的柔顺性.对此,在控制模型中引入阻抗控制.建立并分析了手臂肌力训练模式目标阻抗控制模型,在此基础上进行了简化.建立了基于dSPACE实时仿真平台的半物理仿真实验系统,以回转关节为例,给出了不同控制参数下的力与关节角度曲线,分析了控制参数对控制效果的影响,结果表明控制模型的可行性和有效性.     

挖掘机载机整机挖掘力刚体动力学分析

以轮式WZ30-25型液压挖掘装载机为实例,基于多刚体系统动力学理论,在三组反铲机构液压缸的运动作用下,研究了挖掘装载机整机系统在铲斗斗齿切向产生的挖掘力响应。在斗杆液压缸挖掘和铲斗液压缸挖掘两种工况下,进行了挖掘力响应分析。在各工况下,影响挖掘力的重要参数有很多,包括液压系统的压力、液压缸的尺寸、各液压缸间的相互作用力、整机稳定性和地面附着性能。将推导这些因素和最大挖掘力之间的函数关系。     

水下船体表面清刷机器人吸附及移动性能分析

为了保证水下船体表面清刷机器人吸附可靠和运动灵活,需要合理地确定机器人的吸附力和驱动力矩.首先介绍了机器人的工作原理,以及机器人可能遇到的危险状态;然后对机器人进行了力学分析,建立了机器人相对船体表面静止和运动时的力学和数学模型,运用"极值寻优法",确定了机器人在水下船体表面上工作时所需最小的吸附力和驱动力矩;运用MATLAB对数学模型进行了仿真分析,分析结果与上述理论计算结果相符.这些研究为确定机器人的吸附力和驱动力矩提供了理论依据,保证了机器人在水下船体表面上吸附和移动的可靠性.     

小型液压挖掘机工作装置虚拟样机的仿真与分析

利用PRO/E软件建立液压挖掘机工作装置的三维实体模型,并导入到ADAMS中,添加约束建立虚拟样机。计算各个油缸位移的step函数、铲斗齿尖受力的step函数和物料重力的step函数,并进行动力学仿真,得到几个主要铰接点处的受力曲线,为液压挖掘机工作装置的强度分析和结构优化提供了依据。运用模拟测力计的原理,对虚拟样机斗杆油缸的最大挖掘力进行仿真测试。计算出斗杆油缸的最大挖掘力,将计算结果与仿真结果进行了对比分析,为挖掘机挖掘力的测试提供了一条新途径。