基于柔性铰链的二级放大微夹持器的研究

微夹持器是微装配系统的关键部件,设计了一种以柔性铰链为基础的二级位移放大机构的夹持器,该夹持器由压电陶瓷驱动。计算了夹持器的放大倍数和柔性铰链的节点应力,并对夹持器的最大张合量、放大倍数、夹持力和刚度进行有限元仿真分析。分析结果表明:夹持器的结构设计满足实际应用要求,对实现微小零件的自动装配有实际意义。     

两指自适应机械夹持器设计与研究

随着对机械夹持器的研究和使用的深入,夹持器逐渐往多功能、适应性强、拟人化的方向发展。设计了一种机器人末端自适应夹持器,该夹持器为基于单电机的欠驱动系统。利用欠驱动系统的优点并通过机构的设计,使其能够在作业过程中根据被夹持的物体的形状自动调整夹持器姿态,适应不同形状的被夹持件。利用Pro/E建立了夹持器的三维结构模型,并导入ADAMS中建立虚拟样机模型;然后对夹持器虚拟样机模型进行力学仿真分析,获得夹持器的作业范围以及可夹持重量的数据,并和实物样机进行对比,最终达到预期效果和目的。     

一种机油冷却器加强垫圈夹持器的设计

介绍了一种汽车机油冷却器的组成及工作原理,分析了加强垫圈的特点和作用,提出了在自动组片过程中加强垫圈自动抓取的方法。根据提出的方法阐述了采用真空泵驱动夹持器实现抓取的工作原理,设计了加强垫圈夹持器的相关结构并进行了相关的计算分析。     

机油冷却器的散热翅片夹持器设计

介绍了一种条形机油冷却器的工作原理和组成部件。针对该条形机油冷却器组件之一,铝制波形网状带孔冲压件——散热翅片在自动装配过程中的抓取问题,阐述了采用真空负压驱动夹持器夹爪的工作原理;设计了其异型真空夹持器的结构;通过试验验证了该夹持器能够抓取散热翅片,且具有很好的可靠性。     

协作机器人抓握式柔性夹持器设计

参考变色龙手指抓握原理,使用热塑性聚氨酯材料设计制作了一种协作机器人抓握式柔性夹持器.利用SOLID-WORKS软件建立柔性夹持器模型,并进行结构拓扑优化.将优化完成的柔性夹持器模型导入有限元分析软件WELSIM中进行静力学分析,并通过抓取试验验证了柔性夹持器的有效性.综合分析结果发现,设计的柔性夹持器具有较好的自适应...     

多模式绳牵引刚柔结合夹持器设计与分析

为了解决夹持器难以稳定夹持轮廓复杂的易损异形物体的问题，以提高夹持器的自适应性和保护抓取能力，设计了一种包括绳索驱动系统和柔性铰链结构的绳牵引刚柔结合夹持器。通过设计夹持器的绳索路径实现多种抓取模式之间的相互转换。在载荷平衡方程的基础上对两种抓取模式进行静力学建模，得到输入力与输出夹持力之间的力学模型，并通过数值仿真和物理试验验证力学模型的正确性与夹持器的抓取性能。最后，分别对不同几何形状和不同刚度的抓取目标进行抓取试验，验证了夹持器自适应保护抓取的能力。     

角膜移植中缝针刺入角膜的有限元仿真

利用微力材料试验机进行新鲜猪眼球角膜组织的力学性能测试试验。试验选用医用眼科2号缝针(直径0.2 mm),以 1 mm/s的临床手术平均刺入速度,在正常眼压下刺入角膜组织,得到了缝针针尖在刺入过程中的位移—针轴力关系。在此基础上,采用线性三角形单元建立角膜的平面有限元分析模型,并根据缝针与角膜软组织接触表面间相互作用的粘—滑理论,建立缝针刺入角膜的有限元仿真算法。以试验测得的针尖位移和针轴力的关系为边界条件,在Matlab环境下利用迭代算法对所建立的有限元方程进行求解,实现了缝针刺入角膜过程的实时仿真,同时得到缝针刺入角膜过程中节点的位移图和位移—针轴力的关系曲线,为角膜移植手术机器人的设计和缝合作业的任务规划提供了重要的依据。     

由组合气缸驱动的机械手双爪差动平移夹持器

该文针对自动装配设备,设计了由组合气缸驱动的机械手双爪差动平移型夹持器,夹持器能在一个时间节拍中同时完成一爪抓取工件,另一爪将已经抓取的工件放入装配工位实现差动操作,工作效率高;具有自动适应工件尺寸变化、自动对中功能,装配精度高;夹持器由气动系统驱动,简化了机械手的控制系统,结构更简单、体积小、重量轻。     

基于MEMS机构装配的微夹持器研究

微夹持器作为末端执行装置,直接决定了微装配的效率。MEMS机构中包含许多微小的活动部件和功能元件,为实现这些微小器件的稳定夹取和自动装配,设计了一种采用压电陶瓷驱动、基于柔性铰链的二级放大微夹持器结构。对该微夹持器的节点应力、刚度及最大张合量等进行了分析计算,并对微夹持器进行了试制。实验与分析结果表明,该夹持器最大张合量是245μm,放大倍数约为12.3倍,满足MEMS机构的装配要求。在此基础上,重点对张合量与夹持力进行了系统测试,通过对测试数据的非线性回归,推导出99.99%可靠度的驱动电压计算公式,实现了微夹持的精确控制。     

三次元送料机构干涉曲线设计与研究

针对三次元自动冲压送料机械手出现的干涉问题,通过对送料机械手的运动周期及轨迹进行分析,提出一种参数化运动学分析法,方法简便且易于修改干涉曲线,可广泛应用。针对三次元自动送料机械手,通过对送料周期的合理规划,以及对机械手的运动学动力学分析,采用B样条曲线法,得出送料周期曲线和干涉曲线,并探讨了下模与机械手夹持器、冲压滑块与机械手夹持器的干涉关系。     

新型集成三维微力检测微夹持器

提出了一种以压阻检测技术为基础,压电陶瓷为微驱动元件,具有两级位移放大且集成三维微力传感器的微夹持器。采用有限元软件对微操持器放大机构和传感器弹性体进行分析,并给出了传感器的标定方法。实验证明,该传感器具有无耦合、测量分辨率高、线性度好、标定简单的优点,满足了预计的设计要求,传感器最大量程为10 mN,X向与Y向的分辨率均为2.4 μN,Z向的分辨率为4.2 μN;同时也验证了所设计的微夹持器的合理性和实用性,当压电陶瓷驱动电压取200 V时,微夹持器的张合量达到最大值274 μm。     

一种平面柔顺型夹持器

针对过渡配合的特点分析轴孔自动装本怕力学特性，达过渡配合条件下用平面柔顺的方法进行自动装配，研制了一种新的平面柔顺型夹持器，并探讨了其结构特点。     

基于PLC控制的管路接头自动对接夹持器设计

为了提高现代空调制造企业中管路快速接头对接的自动化程度,实现机器换人的过程,分析管路快速接头的机械结构和工作原理,采用仿人手操作的对接方法,设计出一种基于PLC控制的五自由度气动夹持器。在分析气动夹持器的工作原理和控制要求的基础上,设计了对应夹持器的气压传动系统。介绍了三菱FX3U-40MT PLC与外部各元器件的连接,以及对PLC电气控制系统程序进行设计。在FluidSIM虚拟仿真实验平台上进行了电气控制下的气压回路仿真实验,验证了夹持器可以按照预定的动作实现管路快速接头的对接。     

A precision robot system with modular actuators and MEMS micro gripper for micro system assembly

A robotic system which consists of a precision manipulator and a micro gripper for a micro system assembly is presented. The developed P-R-R type 3 DOF robot is actuated by newly proposed modular revolute and prismatic actuators. As an end-effector of this manipulator, a micro gripper is designed and fabricated with MEMS technology, and the displacement of the jaw is up to 142.8 μm. A real gripping test is conducted to evaluate the robotic system.     

面向光学精密装配的微操作机器人

为完成复杂的光学精密装配任务,开发一种多传感器混合控制的宏/微结合微操作机器人系统.在分析光学装配原理的基础上,阐述机器人系统的组成.研制由交流伺服电动机驱动的6自由度并联机构和由压电陶瓷驱动的5自由度柔性铰链机构,分别实现光学器件的粗定位及精定位,由压电陶瓷驱动的二级杠杆放大机构实现光学器件的可靠夹持.建立包括位姿检测、显微视觉、激光损耗检测及力检测的多传感器控制系统,根据传感器采集的位姿信息、视觉信息、损耗信息及力信息协调控制宏/微定位工作台精确调整光学器件的位置和姿态,实现装配自动化.试验表明,开发的面向光学精密装配的微操作机器人能够成功地完成光学器件的精确装配.     

A lightweight suction gripper for micro assembly

Assembly is a crucial part in the realization of a product. Compared to assembly in the macro world, assembly in the micro world is influenced by scaling effects. These include surface forces, high requirements on placement uncertainty and small product dimensions. Conventional high-speed assembly in many cases utilizes suction grippers. However, their large moving mass results in high collision forces during product placement. Therefore, they are unsuitable for assembling micro products. This paper will discuss problems during assembly in the micro world with an emphasis on forces during the assembly process. A new design is proposed for a gripper with a moving mass less than 1 g for a pick up needle with a 6 mm diameter. In the design friction and hysteresis are neglectable. The paper focus is on gripper design, realization and experimental results.     

具有柔性抓手的四旋翼飞行器设计与实现

为了实现四旋翼飞行器与外界环境的交互,设计了一种具有柔性抓手的四旋翼飞行器系统,该系统主要由四旋翼飞行器和柔性抓手组成。首先对四旋翼飞行器的原理进行了阐述,然后对其进行了建模和姿态解算,并且采用串级PID算法实现了四旋翼飞行器稳定飞行; 其次,对柔性抓手的设计与制造过程进行了介绍,并且对柔性抓手进行了抓取测试; 最后,在室外环境对系统进行了测试。测试结果表明,设计的四旋翼飞行器及柔性抓手性能稳定可靠,两者结合可以实现空中的抓取和投放。     

一种新型齿形滑块机械式自动抓具的设计

为完成核电工程中固体废料更换和转运,设计了一种新型的机械式自动抓具。主要阐述了抓具采用齿形滑块机构和连杆机构设计,在无外动力的条件下可自动抓取和释放固体废物,实现了抓力自锁,可靠性高、抓爪形式可变、适用性广等特点,特别对放射性、有毒、缺氧等恶劣工作环境具有很好的应用价值。     

Remotely adjustable robotic grip force for the network-based assembly automation

In the past two decades, robotic assembly has evolved into a part of fully automated, networked production systems that are monitored and controlled from a remotely located central site. Unfortunately, a robotic gripper with a force feedback capability, which can be operated reliably over the Internet under the traffic delay, has not been properly addressed. This study presents a new gripper design of which control model relates the commanded voltage set point in a client computer to the corresponding grip force measured by a server computer. A prototype was developed, and the tests were conducted. The experimental results indicated that the gripper was able to apply and maintain a correct magnitude of grip force according to the types of parts being handled. The feedback control algorithms maintain a grip force at a required level even when the network delay is present. The developed gripper has a great potential for improving the efficiency of the networked, automatic production systems where a frequent changeover is prevalent.     

基于Modbus协议的单片机与触摸屏通信设计

为解决太阳能自动灌溉系统中的人机交互问题,使用触摸屏作为人机界面设计了一种人机交互系统。重点研究了人机交互系统中单片机与触摸屏的通信方法,包括基于Modbus协议,触摸屏作为主机发出获取数据请求或操作请求,单片机作为从机接收并分析请求,返回相应的数据和状态或执行相应的动作。研究结果表明,该方法解决了太阳能自动灌溉系统中单片机和触摸屏之间的数据双向实时通信问题。