变结构气动软体机械手的设计及试验研究

针对软体机械手抓取稳定性差等问题，设计一种由转换机构和软体手指等组成的变结构气动软体三指机械手。机械手可实现4种抓取模式，通过转换机构的结构变换改变软体手指的工作空间，使其处于最佳抓取位置。建立手指的单腔室弯曲数学模型以得出充气压力和弯曲角度的关系，采用有限元法分析各参数对腔室弯曲角度的影响，并对腔室结构进行优化；通过充气弯曲试验，验证了软体手指的良好性能；通过软体手指输出力测试获取输入气压和输出力的关系。制作样机并对8种物体进行抓取试验，结果表明：该机械手抓取稳定，能够实现对0~320 g范围内各种不规则及软硬度不同物体的无损抓取。     

基于鳍条效应的柔性夹爪设计与试验研究

针对协作机器人在非结构化或动态变化环境中,对随机目标物体抓取困难的问题,参考鳍条结构,采用热塑性聚氨酯弹性体,结合增材制造技术,提出一种自适应柔性夹爪的解决方案。利用SolidWorks建立模型,在有限元分析软件ANSYS Workbench中通过虚拟正交试验进行静力学分析,完成夹爪结构的优化。在协作机器人Baxter上进行抓取试验。结果表明：设计的柔性夹爪能够满足对日常用品抓取的需要,在抓取形状各异的物体时效果良好,具有较好的自适应性,能够实现无损抓取。     

基于高斯混合模型的工业机器人适应性抓取

在机器人抓取物体的过程中,机器人要调整自身的位姿,以适应物体位姿的变化。提出了一种基于高斯混合模型的适应性抓取方法,实现了机器人在较大工作区域中对物体的抓取。该方法采用高斯混合模型进行建模,构建物体的观测变量与机器人关节变量之间的映射关系。机器人抓取物体时,首先通过相机获取物体的观测变量,分别计算各个高斯分布下该观测变量的生成概率,选取后验概率最大的分布对应的高斯过程回归得到适应性的机器人关节角度。实验结果表明,采用高斯混合模型建模,比采用单一的高斯过程建模能够使机器人更好地实现适应性抓取。     

气动仿人柔性灵巧手工作空间分析与抓取实验

采用自主研发的气动柔性关节,仿人手外形研制了一种新型柔性灵巧手。该机械手为人手的1.5倍,每根柔性手指由两个气动柔性关节组成,通过调节关节内气压控制手指形变实现机械手抓取物体。利用三维运动捕捉系统和机械手气动实验平台进行了不同气压下柔性手指的运动学实验,分析了机械手工作空间,并进行了机械手抓取实验。实验结果表明:该机械手具有较好的柔性和物形适应性可实现多种抓取模式和完成不同类型物体抓取;五指握取时可抓持最大物体直径为220 mm,最小物体直径为50 mm,质量为1 kg的物品。     

基于气动软体驱动器的可穿戴手功能康复装置

针对脑外伤和中风等引起的手部运动功能缺失患者,采用自制气动软体驱动器设计一种用于手功能恢复的可穿戴康复装置。基于Yeoh本构方程建立软体驱动器形变模型,进行静力学实验验证和有限元仿真。试制样机并搭建康复装置实验平台,进行康复装置位姿和抓取实验。结果表明:该康复装置柔顺灵活,具有较好的适应性,可用于辅助患者完成人手部分功能和康复训练,实现日常物品抓取。     

卷积神经网络算法在工件抓取中的应用

为提高机械手臂夹取物件的准确率,提出基于深度学习法的3D视觉辨识与抓取系统。该视觉系统结合GPU和深度影像Open CV等函数库,分别进行影像拾取、深度数据运算、坐标转换、影像轮廓搜寻和卷积类神经网络模型训练等。采用YOLOv2算法判别目标物体的种类和中心点,并利用轮廓搜寻方法找出物体的角度信息,作为机械手臂操作目标点;通过坐标转换将相机坐标转为机械手臂坐标,由TCP/IP通信传至运动控制系统进行物件夹取。实验结果表明:不同位置的所有零件辨识准确率均在82%以上,抓取误差在1～4 mm内,符合工业生产的要求。     

气动柔性五指机械手结构设计及其抓取实验

根据仿生学原理,仿照人手外形设计了气动柔性五指机械手。该机械手手指结构采用模块化设计,由自主研制的气动单向弯曲关节和多向弯曲关节通过连接盘串联组合而成。在建立的机械手气动实验平台上,完成机械手的抓取实验。结果证明该机械手动作灵活,具有较好的物形适应性,可以抓取球体、圆柱体和长方体等多种形状的物体。     

多功能气动柔性三指机械手设计与实验

基于自主研制的气动柔性关节设计一种多功能三指机械手,通过放置于手指连接件的回转气缸可以调节柔性手指的位置,以适应不同形状和尺寸物体的抓取.利用ADAMS进行机械手的运动和抓取仿真,并进行柔性手指静力学实验、机械手位姿和抓取实验.仿真和实验结果表明:该机械手具有抓、握和勾3种抓握模式,可以灵活地抓取不同尺寸的球形、方形、...     

带传动式仿人机械手抓取规划及稳定性分析

为提高仿人机械手抓取稳定性,根据目标物体的结构形状、尺寸大小及机械手位置姿态,合理规划仿人机械手与抓取目标间的抓取方式及接触点分布;通过分析手指与目标物体间接触类型的抓取状态力学模型,引入机械手抓取稳定性指标参数,建立机械手抓取数学模型,确定机械手抓取稳定性与抓取平面位置、手指与目标抓取物体接触点分布间的映射关系;通过仿真实验验证了:仿人机械手的抓取稳定性与机械手抓取平面离目标物体质心的距离有关,抓取平面越靠近目标物体质心,抓取稳定性越强,并在抓取平面与目标物体质心重合时达到最大,仿人机械手的抓取稳定性与抓取平面上手指和目标物体的接触点位置分布无关;该结论为后续仿人机械手的抓取控制规划提供了理论依据。     

机器人智能抓取系统视觉模块的研究与开发

以ABB机器人、快换手爪、双目相机为硬件基础,搭建了基于双目立体视觉的工业机器人智能抓取系统,旨在实现随机放置物体的识别定位和自动抓取。基于视觉模块,研究了图像处理、立体匹配和深度计算以及坐标转换,以C++为开发平台,结合Open CV图像开发库和Triclops库,开发了视觉识别与定位算法,实现对圆柱体和长方体薄板对象的分类和位姿识别。最后,通过实验验证,表明该视觉算法有较高的识别定位精度,满足抓取系统的要求。     

仿人手精巧抓取柔性末端结构设计与变形特性研究

为提高机器人柔性末端的适应性、稳定性、精确性和易控性,以圆柱形物体抓取为例设计3种仿人手柔性手爪方案并进行优选;针对仿人手非对称手爪的变形特点,提出包括抓取对象偏心距、末端位移垂直偏差、末端位移水平偏差、柔性手指曲率半径、最小工作压力在内的5个评价指标。通过单指变形特性试验和多指手抓变形特性试验,分析不同状态下的手爪变形规律。研究表明:采用对开式三指布置能有效降低最小工作压力;与长短手指组合相结合后,能有效提高不同压力和负载下的抓取稳定性和精度,并使得手指的曲率半径变化线性度提高。总体上,传统柔性手爪方案手爪的变形非线性较强,负载的增加会使手爪所需的工作压力增大;采用非对称布置的仿人手抓取方案综合性能最优。研究结果为机器人柔性末端结构优化及其形态的精确控制提供了参考依据。     

模具电极用夹具的模态分析及结构优化设计

对模具电极用夹具利用ANSYS软件对其进行模态分析,得到系统的固有频率和振型,为模具电极用夹具的设计及动力学分析提供参考依据。利用ANSYS分析模块对模具电极用夹具结构进行优化分析,最优结果是:夹具的最大节点位移为3.32×10-3mm,最大节点应力为7.61MPa,总体积为2.14×105mm3,与优化之前的结果相比较,体积减少了33.1%。     

精密阀芯径向孔钻床夹具设计

针对某精密阀芯外圆表面径向孔尺寸和位置精度高、加工质量不稳定的情况,设计一种采用V形槽反装定位、偏心轮装置快速夹紧的专用钻床夹具。详细分析了径向孔加工钻床夹具的定位和夹紧方案,计算出定位元件关键尺寸,阐述夹紧装置的原理和工作过程。经夹具精度分析与验算,发现所设计的夹具完全能满足精密阀芯径向钻孔的高精度要求。该夹具操作简便、适应性强、工件加工质量稳定,为机械行业销轴类零件高精度径向孔钻床夹具的设计提供了参考。     

变腔室气动软体机械手结构设计与实验

采用自制的变腔室气动驱动器设计了一种柔性三指机械手,通过依次改变驱动器的腔室结构提高柔性手爪的变形和刚度。建立变腔室气动软体驱动器形变模型,分析腔体鼓包变形与腔内气压关系,并进行仿真分析和静力学实验,获得不同气压下的变形特性和不同触点的正压力。进行了不同形状和尺寸物品的抓取实验,结果表明:该三指机械手具有较好的柔性和灵活性,变腔体结构的驱动器可以提高软体手爪的变形和夹持力。     

语音控制电磁阀试验系统自动夹具的设计与实现

文章介绍了一种可语音控制的用于电磁阀性能测试试验系统的自动夹紧机构(即夹具)的机械本体及控制方案的设计及实现方法。软件采用LabVIEW为平台,开发了中文语音识别程序,可将识别结果转换成控制命令,并通过OPC技术与PLC通讯,从而控制夹具的动作。论文所设计的夹具机械性能良好,功能完备,操作及维护方便;实验证明本文所实现的语音控制功能识别准确率高,控制的实时性好,大大提高了试验系统的智能化及自动化水平。     

基于KRG代理模型的超声悬浮夹具设计

在超精密制造领域,如晶圆、硅片的制造与运输,需要在非接触、超净化条件下进行。为提高非接触式夹具的夹持稳定性,分析了无侧向约束力的超声悬浮夹具存在的不足,设计了一种有侧向约束力的新型超声悬浮夹具。基于KRG代理模型技术,建立了新型超声悬浮夹具的设计模型,并用遗传算法优化了新型超声悬浮夹具的结构参数。为验证新型超声悬浮夹具非接触夹持效果,运用工业视觉测量技术,搭建了试验平台。试验结果表明,新型超声悬浮夹具能够稳定夹持工件。     

Research on CAD system of lever-hinge style welding fixture

A computer aided design system of welding fixture(called WFCAD system)is introduced in this paper.Themicrocomputer graphics software AutoCAD has been used as the supporting software of WFCAD system.By means ofprogramming,2-D and 3-D parameterized graphic libraries of components of welding fixtrue are established. With the aid of AutoCAD’s advanced development system(ADS),menus and dialogs are constructed for convenient use ofgraphic library,and it also makes the system has a good man-machine interface.     

基于数字一体化的液压伺服系统软件设计与研究

讨论了实现数字一体化液压伺服系统的软件设计问题,并在分析系统的一体化结构及功能的基础上,给出了软件中主要算法的实现方法。所设计的软件具有较好的灵活性,适应性和可扩展性。     

Through skin sensing assessment of aircraft structures using pulsed thermography

In this work, an investigation has been made of the potential of pulsed-transient thermography for identifying the location of fixtures beneath aircraft skins to facilitate accurate automated assembly operations. Representative test structures, comprising of aircraft skin (i.e. aluminium (Al) or carbon fibre reinforced plastic (CFRP)) positioned over a thick strut fixture of Al or CFRP, were investigated experimentally and analysed using finite difference thermal modelling software, taking into account the size and depth of the features, as well as the thermal properties of the investigated materials. The ability of the technique to detect a subsurface fixing and to provide information about its location was analysed. Results from the modelling and the experimental analysis are presented and discussed.