新型连续移动式缆索机器人的结构设计与动力学分析

针对当前缆索维护作业自动化的迫切需求,设计出一种新型连续移动式缆索机器人装置的可行性方案,该机器人采用电动机驱动,并配合滚轮结构,使机器人在爬行和越障过程中均可实现快速、连续地移动.介绍了机器人的机构组成、工作原理及运动特点.在此基础上对机器人进行动力学分析,综合考虑机器人在非越障爬升状态和越障爬升状态下的运动要求,计算出机器人在缆索上工作时所需的附着力、临界驱动力和最大驱动力,进而对电机的参数做出初步估算.     

下肢康复机器人的结构设计与动力学分析

针对下肢运动损伤患者的康复需求,提出一种新型下肢外骨骼康复训练器,根据康复评定学中RLA分期法对人体正常步态的描述和人机工程学理论中的人体下肢尺寸及关节特点,对被动康复训练器的机构进行设计;使用SolidWorks建立三维样机模型,制造实物样机;并且建立运动学及动力学模型;通过Matlab仿真分析特出关节运动变化曲线,验证数学模型的正确性;并且通过ADAMS软件进行动力学仿真,验证模型的正常行走步态,并且得出关节角速度,关节角动量,关节力矩等变化曲线。然后分别选取RLA八分法中8个关键时期点的数据,将理论计算和模拟仿真的结果进行比较,分析误差原因。验证了运动模型的正确性,为驱动控制提供参考依据。     

新型排水管道清淤机器人的结构设计与分析

当前,在大雨后,城市中部分地下污水会破坏复杂且脆弱的管道,从而在街道路面上蓄积,对人们的出行以及交通造成影响。基于此,本次研究介绍了一种能够对城市排水管道进行清淤以及检测的机械人机构设计与原理。本次研究中所提到的机器人,其所使用的为三副齿轮齿条结构（周向120°等间距布置）,其分别由3台电机进行控制,并利用AT89S51单片机作为控制核心,使用压力传感器MCL-L测量轮子对管壁的设定值与压力值展开对比,从而保障适径机构伸缩的实现,对系统的适应性有所提高。另外,利用光电传感器对机器人是否能够自动抵达井口进行检查,来检测机器人的自主性;使用超声波传感器,实现机器人的径向移动,确保机器人能够完成不同管径的清淤工作。就本次研究方案论证可知,本研究机器人结构紧凑,具备较强的适应力与牵引力,清淤效果理想。     

外骨骼机器人结构设计与动力学仿真

对外骨骼机器人进行了结构设计,重点介绍了外骨骼机器人的驱动器设计和工作原理。通过ADAMS动力学仿真,得到了外骨骼机器人髋关节、膝关节的动力学参数,分析了仿真结果的正确性,为外骨骼机器人的结构设计提供了可靠的依据。     

外骨骼上肢康复机器人的结构设计与仿真研究

针对上肢轻度瘫痪患者自主进行康复理疗训练的问题,在深入了解传统康复训练的弊端和康复机器人所应具备性能的基础上,提出了一种可穿戴式的外骨骼上肢康复机器人设计方案。首先,从仿生学角度出发,对该康复机器人的整体机械结构进行了建模,并设计了3处长度调节固定机构;然后,对机器人各关节驱动力矩进行了理论分析与计算,通过模型动作编写了step函数,将函数与三维模型图导入Adams进行了动力学仿真;得到了各关节的驱动力矩曲线图,再将其与理论计算结果作了对比分析;最后,对肩关节支撑板和大臂支撑板进行了强度分析。研究结果表明:该外骨骼上肢康复机器人结构设计方案具有较高可行性,能帮助患者实现康复训练。     

新型五坐标加工中心的结构设计和分析

首先介绍一种新型五坐标加工中心的总体方案及其结构布局，其次说明在产品设计过程中虚拟装配技术的应用，最后对关键部件进行设计和关键零件进行有限元分析，以提高产品设计的效率和水平，为今后的类似的设计提供参考。     

一种复合机器人结构设计与有限元分析

复合机器人是集成了工业机器人和移动机器人各自的优点,在各自的基础上进一步发展出现的新产品。该文首先介绍工业机器人和移动机器人的特点、复合机器人具有的优势及复合机器人的发展现状,然后根据具体的设计需求确定复合机器人的整体结构、关键技术指标。通过对复合机器人组成的各个功能模块进行具体的设计分析和功能分析之后确定相关的研发策略,其中工业机器人采用已有成熟产品进行应用。对于中间控制箱体中的焊接框架,作为复合机器人的主要承载部件和关键零部件,详细分析了其受力情况,利用SolidWorks软件自带的有限元工具进行了静力学的仿真校核,从理论上给出了结构设计的可靠性和用螺钉连接安装方式的稳定性后,通过详细设计,研制复合机器人的样机并将样机按对应的需求指标进行实验测试,进一步验证该复合机器人设计的可行性。通过市场推广在CNC上下料行业的实际应用证明,该复合机器人能够有效地提高生产效率,降低工人劳动强度,具有较高的使用价值。     

高压输电线路螺栓紧固机器人结构设计与动力学分析

以高压输电线路耐张线夹引流板螺栓为作业对象,研究提出了一种可以沿高压输电线路行驶并由双作业臂携带螺栓紧固末端工具进行耐张线夹引流板螺栓紧固的带电作业机器人。研究提出了一种四臂移动作业的螺栓紧固作业机器人构型,即移动机器人的双臂、一个携带螺栓固定末端的机械手、一个携带螺栓拧紧末端的机械手,研究了带电作业机器人的机械结构,分析了作业末端的性能与携带螺栓拧紧末端的机械手动力学模型,研制了机器人样机。通过在实际线路上的带电作业试验,验证了提出的构型方案的正确性和有效性。     

一种新型变形课桌的结构设计

现有绘图课桌普遍存在桌面角度变化难、高度升降难等问题,导致当前高校绘图课室资源短缺、利用率低。针对以上问题我们设计出一种新型变形课桌,实现普通课桌与制图桌之间自由变换。桌面板与支撑板,支撑板与桌底板之间均采用合页机构进行铰接,配合弧形滑槽机构实现了桌面板与支撑板折合成A1板,通过调节弧形滑槽旋钮的松紧度,控制A1板与桌底板之间角度的调整,从而实现普通课桌与绘图桌的功能一体化,提高课桌资源的利用率。     

药房取药机器人结构设计与力学分析

目前药房自动化程度较低,工作效率不高,病人取药往往费时费力。根据药房取药的工作特点,在传统x y z三自由度直角坐标机器人的基础上增加一个旋转关节,完成了大跨度、长距离、结构轻便且运动灵活的取药机器人的机械结构设计,包括本体结构、末端执行器和落药机构的设计;并对结构中的关键零部件进行了力学分析与计算校核;对机器人的驱动电机进行了选型与计算。为自动化药房的实现提供了一种解决方案。     

球—轮复合可变形机器人的结构设计与分析

设计一种将球形机器人与轮式机器人运动特点相结合的可变形移动机器人。该移动机器人可以适应多种复杂的地形环境,自身几何形状发生变化以实现球形和轮式机器人互换。球—轮复合型移动机器人的机构系统由可变形球壳、球体推进装置和轮式驱动装置组成。通过对可变形球壳的拉伸和收缩实现球形和轮式机器人之间的角色交换。运用理论推导和参数优化等方法对球—轮复合型移动机器人中的变形球壳、车轮、和驱动重摆的结构尺寸进行分析,并通过仿真试验验证了机构尺寸参数选择的合理性,为该复合型移动机器人的机构设计提供了理论依据。最后通过实物试验验证,证实了该移动机器人实现的可行性。     

五自由度服务机器人手臂的参数化设计及HyperMesh分析

介绍了一种用于服务行业的五自南度机器人手臂的参数化设计与分析方法。针对手臂部件的特点,采用参数化设计的思想,列出了手臂的参数化设计流程,在UG草图中对其建立约束,基于UG／Part Family建立部件的通用件库,最后运用分析软件对手臂进行模拟受力分析,以修改相应参数,使其满足工作要求。机器人手臂的实例证明该参数化设计与分析的方法是有效的。     

F-180足球机器人结构设计与仿真分析

探讨了目前RoboCup F-180小型足球机器人结构设计的一些特点。运用鱼骨图进行系统分析，对主要机构进行模块化设计，探讨了设计思想和理论分析，并给出了具体的结构设计简图，主要模块进行了实验或仿真的效果分析。     

RoboCup小型足球机器人结构设计与分析

探讨了足球机器人的结构设计的特点，目前存在的困难和问题，并利用鱼骨图和模块化设计思想，来设计与分析RoboCup小型组足球机器人的结构设计，最后给出了设计简图。     

新型变结构球形机器人运动分析

针对已有的变结构球型机器人在连杆爬坡机构展开状态下无法进行转弯的缺点,改进了原有机构,使其成为一种在两种运动模式下都可以进行原地零半径转弯的新型球形移动机器人。由于新型机器人的后轮也能提供驱动力,因此其爬坡能力也大大增强。建立新型变结构球型机器人爬坡和转弯的力学模型,并用仿真软件分别对新旧几款球形机器人的爬坡运动进行仿真对比分析,通过仿真分析验证了力学模型的正确性和新型机构对于增强机器人爬坡能力的有效性。在此基础上,对影响新型机器人爬坡能力的参数进行分析,为进一步提高机器人越障能力提供了理论依据。最后,通过样机试验进一步验证了力学模型的正确性、机器人的转弯灵活性和新机构对于增强机器人爬坡能力的有效性。     

码垛机器人结构设计与运动分析

根据目前物流自动化对箱包等物料高速码垛的工作要求,确定了码垛机器人的基本技术指标,设计了四自由度关节型码垛机器人的机械结构。通过运动学分析得出了码垛机器人的运动学方程,并通过对运动学方程的逆解求出码垛机器人各关节的位姿,应用SolidWorks软件构建了码垛机器人的三维实体模型,进行模型装配,实现了码垛机器人码垛过程的仿真。对码垛机器人结构的设计与运动学分析可以为设计和生产码垛机器人提供借鉴。     

欠驱动式移动机器人构型综合

拓展移动机器人的构型以满足更多场景的应用有着重要意义。在颜氏机构创造性设计法的基础上对欠驱动式移动机器人悬架进行创新设计,并针对该方法的不足进行了拓展和补充。从最简化的摇臂机构出发,分别采用了增加机构构件、增加接触地面车轮数目、增加机构自由度等方法,得到了新型的欠驱动式悬架,并从中挑选了几种典型的构型进行移动性能比较和评价,为移动机器人的设计提供了新的构型和思路。     

多模式两轮移动机器人的设计与运动分析

提出一种具有可变形车身的多模式两轮移动机器人。以平面6R单环闭链连杆机构为车身,通过控制其变形运动,使机器人具有折展模式和三种移动模式。在折展模式下,折叠状态时用于储运和携带,展开状态时启动工作模式。在两轮移动模式下,车身变形形成车尾支撑实现稳定移动,通过调整轮距和车尾长度以增强其地面适应性。在攀爬越障模式下,通过车身变形至类爪状以增强对障碍物的攀附作用,实现台阶越障。在类履滚动模式下,通过杆件在地面交替铺展支撑以增加与地面接触面,实现在不平整或松软路面上的滚动。对所设计构型进行自由度分析和驱动配置。建立运动学模型,分析机器人运动参数并对其进行步态规划。建立动力学仿真模型,验证预设步态合理性。研制一台样机,对其折展模式和三种移动模式进行可行性验证。     

考虑工作空间与力传递效率的新型五自由度混联机器人设计与分析

提出了一款构型为R(2RPR)R/SP+RR的新型五自由度混联机器人,对其性能进行分析,并依据工作空间与力传递效率性能指标进行尺寸优化,获得了关键设计尺寸;在此基础上,进行混联机器人本体结构设计与刚度分析,并与其他同类典型机器人刚度进行了对比;最后分析了混联机器人工作空间,提出一种工作空间搜索方法,分析了机器人在不同布局情况下工作空间是否满足预期。     

一种自动捡垃圾机器人的虚拟设计及运动分析

基于SolidWorks软件对自动捡垃圾机器人进行了虚拟设计和运动仿真,机器人运动特性曲线表明该机器人运动连续、可靠,从运动学角度保证了设计的合理性。