基于触摸屏的气动机械手控制系统设计

本案根据技校教学实训需求,在分析气动机械手的结构与动作过程的基础上,设计了气动控制同路、PLC控制系统、触摸屏监控画面.该气动机械手设计合理、动作安全可靠、互动性好,具有很强的开放性和扩展性.     

基于组态技术的机械手控制

可编程控制器能时工业现场的机械手进行有效而灵活的控制.而在对可编程控制器和现场设备运行情况的监测管理上传统实现模式存在着很多不足.本文阐述了基于组态技术的分布式控制系统的结构组成和设计要点.实践证明:机械手控制系统充分体现了上位机的图形、控制和数据管理能力,充分体现了可编程控制器的工业现场适应性和控制驱动能力.     

基于PLC的气动机械手控制系统设计

当前工业在生产领域应用的气动机械手仍然是重要设备,因为它能在有效控制下完成相对复杂的机械操作.本文通过分析PLC下的气动机械手的结构和系统气动原理来设计基于PLC的气动机械手控制系统. 在生产过程中伴随着机械化和自动化的发展,一种新的工具——机械手因运而生并在工业生产领域内得到广泛应用.如今,由于电子信息技术的飞速发展,关于机器人有关研制和生产在现代化社会备受关注,更是引起了高新技术领域的高度关注,机械手就在这种背景下产生,并逐渐实现与机械化、自动化的有机结合.气动技术是将空气作为压力介质,能有效减少环境污染,可以广泛应用在非污染行业中,对于自动化控制方面更加便捷.但传统的机械手在一定范围内缺少灵活度,设计中如果加上可编程逻辑控制器(PLC)的优势,就能在自动控制领域得到广泛的认可.因此,本文提出一种基于PLC的气动机械手控制系统,运用在生产领域有何优势.     

门架式机械手在低压电流互感器自动检定系统中的应用

介绍了一种已在低压电流互感器自动检定系统中成功应用的门架式机械手。该机械手采用PL C作为控制系统,利用伺服电机控制器和气动电磁阀分别控制机械手运动电缸和重载型平行气爪,实现了机械手直角坐标运动、腕部电缸旋转和气爪的张开和闭合,能够完成互感器抓取和搬运的动作。现场应用证明其可靠性高,运行平稳精准,能够满足低压电流互感器自动检定系统的使用要求。     

具有固定重力补偿的模糊免疫PD控制在气动人工肌肉驱动机械手位置控制中的应用

为了克服具有固定重力补偿的传统PD控制存在的不足,提高气动机械手位置控制的精度和控制系统的适应性和鲁棒性,借鉴生物免疫反馈响应过程的调节作用和模糊推理逻辑可逼近非线性函数的特性,将模糊控制算法和免疫反馈机理与具有固定重力补偿的传统PD控制算法相结合,提出了具有固定重力补偿的模糊免疫PD控制算法,并将它应用到气动人工肌肉驱动的机械手的固定点位置控制中.实验结果表明,该控制方法的控制性能优于常规的PD控制,具有一定的实际应用价值.     

基于PLC的自动化生产线三自由度机械手控制系统设计

以自动化生产线实验设备中的机械手工作站为教学对象,分析了三自由度机械手工作过程,讨论了PLC控制系统和气动控制系统的设计。介绍了移位指令在三自由度机械手控制程序中的创新应用。实验结果表明,该机械手能在其回转半径空间内实现对工件的抓取、放置,且性能稳定,工作可靠,很好的提高了实践教学效果。     

基于PLC控制的气动机械手

为了降低气动机械手系统的开发成本,介绍了基于PLC控制的气动机械手系统中PLC的选择、PLC与器件的逻辑电路连接、I/O的分配及气动机械手系统的气动原理和工作原理等.与同类系统相比,节省了大量的电气元件,大大降低了开发成本.     

一种信息跟随式气动分选机械手的控制设计

在电热管生产自动检测线的开发过程中,为根据多工位检测结果实现电热管的正、次品的智能分选,提出信息跟随式气动分料机械手。在剖析分选工艺流程的基础上,设计信息跟随式控制系统并编写控制程序。应用实践表明试验,在此控制方式下的机械手工作可靠、效率高,满足了检测线性能要求。     

光学玻璃连续熔炼池炉液位自动控制及加料系统

介绍了玻璃熔炼炉液位自动控制与加料系统的特点以及组成该系统的微波液位计、称料控制器、机械手、气动机构和控制系统。     

智能仓储控制系统的设计与实现

智能仓储是自动化技术在智能工厂中的一个重要应用。机械手是智能仓储的重要组成之一,可以代替人工自动搬运,将产品送到指定的仓位并完成产品出库。针对传统气动机械手在定位运动中移动速度难以控制、定位精度和稳定性不高的问题,将电动伺服精准定位和气动技术快速抓取的特点相结合,利用PLC、气缸、伺服电机及驱动器,搭建了智能仓储控制系统。对仓储机械手的功能和实现方式进行了设计,对系统硬件选型、软件编程设计进行了详细说明;重点介绍了采用组态软件Visu+开发的触摸屏监控系统,该系统可实现仓储出料过程可视化。现场的调试运行表明,该智能仓储控制系统的使用提高了仓储单元的工作效率,使自动运行过程稳定、可靠,具有较好的交互性与灵活性。     

Kinematics analysis of an offset 3-UPU translational parallel robotic manipulator

The parallel robotic manipulator has attracted many researchers’ attention and it also has growing applications to different areas. This paper proposes a 3-UPU (universal–prismatic–universal) translational parallel robotic manipulator with an equal offset in its six universal joints, based on the zero offset 3-UPU parallel manipulator. The kinematics of the new manipulator is analyzed and its inverse and forward kinematics solutions are provided. The conclusion is that its forward kinematics has 16 solutions instead of two in the zero offset manipulator.     

基于QR分解的冗余度机械臂雅可比矩阵求逆方法

针对冗余度机械臂在轨操作实时性的需求,提出一种基于QR分解的冗余度机械臂雅克比矩阵求逆方法。根据具体的冗余度机械臂的构型特点,将运动学逆解过程划分为多个模块,采用修正施密特QR分解方法计算机械臂雅可比矩阵的伪逆,利用硬件描述语言在FPGA上对各个模块进行了实现。以机械臂直线运动为例,通过仿真实验与利用Matlab解算的方法进行了对比,并研究了定点数长度对硬件资源和误差的影响。实验结果验证了所提出雅克比矩阵求逆方法的可行性及有效性。     

基于非结构模型机器人力控制稳定性分析*

本文将机械手和接触环境作为一个整体来考虑，采用非结构模型分析了机器人力外环控制的稳定性。得到了机器人力控制系统稳定操作的界限，实验结果表明这种分析方法的合理性。     

机器人离散滑模变结构—PI控制器

本文采用离散滑模变结构控制方法，针对机器人提出了一种滑模变结构——ＰＩ控制方案，给出了该控制方案滑模存在条件及控制器设计方案。该控制器将离散滑模变结构控制和ＰＩ控制两者的优点有机地结合起来，理论分析和仿真结果表明该控制器能使机器人在各种复杂非线性动力学情况下具有良好的性能指标。这种控制器输出切换小，可以投入应用。     

基于不确定逼近的机械手自适应鲁棒预测控制

针对具有参数不确定性和未知外部干扰的机械手轨迹跟踪问题提出了一种多输入多输出自适应鲁棒预测控制方法. 首先根据机械手模型设计非线性鲁棒预测控制律, 并在控制律中引入监督控制项; 然后利用函数逼近的方法逼近控制律中因模型不确定性以及外部干扰引起的未知项. 理论证明了所设计的控制律能够使机械手无静差跟踪期望的关节角轨迹. 仿真验证了本文设计方法的有效性.     

Derivation and analysis of a dynamic model of a robotic manipulator on a moving base

A dynamic model of a robotic manipulator mounted on a moving base is derived using the Euler-Lagrange approach. It is assumed that the base inertia is large enough not to be influenced by the manipulator motion and therefore can be treated as a time-varying parameter in the dynamic equations. The presented derivation is applied to a Mitsubishi PA10-6CE robotic manipulator mounted on a 2-DOF platform. The model is analysed by comparing simple closed-loop control results of the simulated model with experimental data from the manipulator mounted on the platform.     

机器人机械手臂关节驱动控制系统设计

基于动态方程和Hamilton-Jacobi原理,从硬件到软件,设计了机器人机械手臂的关节驱动控制系统。主要任务是使该系统的能耗最小化。仿真和实验的结果,证明了该系统的可用性和准确性。     

A study of neural network based inverse kinematics solution for a three-joint robot

A neural network based inverse kinematics solution of a robotic manipulator is presented in this paper. Inverse kinematics problem is generally more complex for robotic manipulators. Many traditional solutions such as geometric, iterative and algebraic are inadequate if the joint structure of the manipulator is more complex. In this study, a three-joint robotic manipulator simulation software, developed in our previous studies, is used. Firstly, we have generated many initial and final points in the work volume of the robotic manipulator by using cubic trajectory planning. Then, all of the angles according to the real-world coordinates (x, y, z) are recorded in a file named as training set of neural network. Lastly, we have used a designed neural network to solve the inverse kinematics problem. The designed neural network has given the correct angles according to the given (x, y, z) cartesian coordinates. The online working feature of neural network makes it very successful and popular in this solution.     

Projection operator-based robust adaptive control of an aerial robot with a manipulator

This paper describes a quadcopter manipulator system, an aerial robot with an extended workspace, its controller design, and experimental validation. The aerial robot is based on a quadcopter with a three degree of freedom robotic arm connected to the base of the vehicle. The work aims to create a stable airborne robot with a robotic arm that can work above and below the airframe, regardless of where the arm is attached. Integrating a robotic arm into an underactuated, unstable system like a quadcopter can enhance the vehicle's functionality while increasing instability. To execute a mission with accuracy and reliability during a real-time task, the system must overcome the inter-coupling effects and external disturbances. This work presents a novel design for a robust adaptive feedback linearization controller with a model reference adaptive controller and hardware implementation of the quadcopter manipulator system with plant uncertainties. The closed-loop stability of the aerial robot and the tracking error convergence with the robust controller is analyzed using Lyapunov stability analysis. The quadcopter manipulator system is custom developed in the lab with an off-the-shelf quadcopter and a 3D-printed robotic arm. The robotic system architecture is implemented using a Jetson Nano companion computer for autonomous onboard flight. Experiments were conducted on quadcopter manipulator system to evaluate the autonomous aerial robot's stability and trajectory tracking with the proposed controller.     

基于RBF-BP算法的机械臂多自由度分拣控制系统设计

为提升机械臂设备的准确分拣能力,设计基于RBF-BP算法的机械臂多自由度分拣控制系统。利用RBF-BP前馈神经网络,规划机械臂设备的运动轨迹路线,实现基于RBF-BP算法的机械臂运动轨迹建模。确定工业相机在总功能框架中所处连接位置,根据机械臂选型情况,确定可编程逻辑控制器、变频控制器对于所选机械臂元件的调节能力,完成对系统功能模块的开发。借助传输信道,将Sorting分拣指令、ToolControl控制指令反馈回核心控制主机,建立完整的指令执行回路,再联合相关硬件设备结构,实现基于RBF-BP算法的机械臂多自由度分拣控制系统设计。实验结果表明,在抓取能力相同的情况下,应用RBF-BP算法控制系统机械臂成功分拣的工件数量为19件,机械臂抓取成功率为95%,说明所设计系统满足提升机械臂准确分拣能力的设计初衷。