通信铁塔塔靴自动焊接系统设计与应用

针对通信铁塔塔靴拼装、焊接的工艺特点,研发了铁塔塔靴自动焊接系统。焊接设备通过取板机械手与变位机相互配合完成板料精确拼装,通过取板机械手、变位机、焊接机器人的联合作业,实现塔靴自动焊接,现场试用情况表明该自动焊接系统可自动拼装焊接多种型号的塔靴,且焊接效率高、焊接质量好。     

汽车离合器片磨床自动送料机械手的设计

针对汽车离合器片卧轴双端面磨床,设计了一种能够辅助磨床实现离合器片自动化加工的送料机械手,该机械手主要由放料架、伺服丝杆放料推片机构和取片机械手等组成,通过放料推片机构与取片机械手的动作衔接,以实现放片、推片、取片、送片的动作循环。由于伺服电机的精度高、响应快,该机械手能实现离合器片的精确定位;同时取片机械手采用喷射式气流负压吸盘,具有对物体表面的吸附力均匀分布等优点。该自动送料机械手具有结构简单,体积小,质量轻等特点,是辅助卧轴双端面磨床实现自动化上料作业的一种机构,适用于搬运一些薄片形状的工件。     

机械手

在机械加工过程中,工件的取卸是要花费很多劳动力和时间的。为了实现生产过程自动化,变手工取卸为自动取卸是一个很重要的环节。改变的方法有很多种,而采用机械手是其中比较简便的一种。下面介绍的这种机械手(如图1)是建设机床厂用在林肯铣床上自动取卸工件的,效果很好。这个机械手的结构很简单,如图2,主要由气缸1、导向杆2、两个互成90°的夹料手3和导向销4组成。当压缩空气进入汽缸时,导向杆     

车辆用电阻片智能包边生产装置设计研究

针对车辆制动电阻片包边生产过程中人力成本高、质量控制难度大、生产效率低等问题,提出了一种电阻片智能包边生产装置的结构及其应用过程。通过机械手模块参与电阻片在组装模块上自动送料与取料,同时实现自动压装功能,提高了产品的生产效率。此种设计可为其他相关智能制造设备的改进优化设计提供参考和借鉴。     

新型抓胎机械手结构优化及动作分析

针对目前传统抓胎机械手在取胎过程中易发生胎坯变形不对称和变形量大的问题,对抓胎机械手取胎过程中影响胎坯纵向和横向变形的主要因素进行了研究,提出了定位内撑一体的抓取方法;并结合实际工作要求,从抓胎机械手动力学参数设计角度出发,优化设计出了新型内撑抓胎机械手,利用动力学仿真分析软件ADAMS对新型机械手内撑机构工作位置的运动及动力学特性进行了仿真分析,通过有限元柔性体分析方法,对3种抓胎机械手取胎时轮胎胎坯变形量的大小及分布情况进行了对比、验证。研究结果表明:新型机械手能够实现胎坯定位、内撑取胎的功能,并且对取胎过程中胎坯存在的变形不对称和变形量大的问题均有明显改善。     

注塑机单轴伺服机械手控制系统设计

为了实现注塑机的自动取料,采用单片机和CPLD构成了伺服机械手控制系统,详细介绍了控制系统的硬件和软件设计过程.该控制系统已经在生产中应用,性能稳定,达到了预期的功能和控制精度.     

机械手在示踪测井释放器自动分装系统中的应用

示踪测井立式释放器自动分装系统是由运输装置、分装称重装置和计算机控制装置等组成。其中,分装称重装置采用了先进的机械手技术,通过两个机械手完成131Ba的取放和罐装,实现了全部自动化,避免了放射性元素对人的伤害。该装置具有定量准确、效率高、安全可靠、自动化程度高的特点。     

基于PLC的液压钻台机械手设计

为了减轻钻井工人的劳动强度,提高起下钻作业的工作效率和安全性,配合二层台机械手完成起下钻过程中的立根排放问题,设计了一种自动化液压钻台辅助机械手。该机械手主要由动力液压缸、机械臂、底座和夹持部分等组成,通过旋转、伸缩和夹持三个动作,严格遵循排管规则有序动作,实现起下钻工作中立根的自动排放。根据该机械手的用途和工作要求,分析了工作循环和工作原理,设计了机械结构、液压系统和PLC控制电路。经过仿真和测试,该液压机械手操作简单、运行平稳,满足工作要求,实现了缩短钻井周期、增强钻井作业安全性的目的。     

汽车挺柱体铜销的上料装置设计研究

针对汽车挺柱体自动装配线中人工上料效率低下、达不到要求的生产节拍以及无法保证铜销表面精度等问题,对铜销的自动上料方式进行了研究,对振动料斗上料、皮带机上料、料盒上料以及机械手上料等自动上料方案进行了讨论,选择了一种由料盒、机械手和接放部件组成的铜销自动上料装置设计方案,利用料盒确保铜销在存放时不会相互碰撞并保证反复上料过程的重复定位精度,通过移载机械手实现了铜销抓取以及快速移放,通过旋转接放部件使铜销在重力作用下落入了装配工位.研究结果表明,这一上料装置能够在确保铜销表面精度的要求下,完成了生产线流畅运行,达到了要求的工作节拍,实现了挺柱体铜销的自动上料,提高了生产效率.     

新型数控机械手的虚拟样机与仿真研究

设计了一种全新的经济型数控机床装夹机械手,通过一次调整能够对某一种待加工工件进行自动装夹及卸料,从而实现某一种待加工工件在数控机床上的自动加工,达到省工省时省力的目的.利用理论研究和假定条件设计出机械手结构,在ADAMS/View中建立机械手的虚拟样机;在分析多体力学理论的基础上建立了机械手多体动力学模型,并进行了相关理论求解,最后实现了机械手整个工作过程的运动仿真,得到了机械手的运动仿真数据,为后续新型机械手的设计和制造提供了依据.     

四足机器人砂砾地面对角行走控制方法

为解决四足机器人在砂砾地面上对角行走容易失稳的问题,提高机器人对松软和凹凸不平地面的适应性,在位置控制的基础上提出了一种机身姿态角的调整策略,并在机器人对角行走的过程中采取了一种变阻抗参数的阻抗控制方法。最后在实际的砂砾地面进行了四足机器人对角行走实验,实验结果证明这种控制方法和调整策略对于四足机器人对角行走在砂砾地面上具有较好的控制效果。     

基于模糊算法的机器人行进控制

针对亚广联（ABU）第四届机器人电视大赛，搭建一台由单片机控制的轮式机器人，依靠光纤传感器感知场地内白线而前进。山于比赛场地所铺设的白线宽度会存在较大的误差，而且赛场上外界光线变化较大，容易对传感器产生影响。因而提出了高鲁棒性的控制要求，故对其寻线算法采用了模糊算法，取得了很好的控制效果，在大赛中获得了冠军。     

矿井移动机器人运动控制系统研究

介绍了一种可在矿井等未知环境下自主工作的移动机器人运动控制系统设计.该控制系统采用32位单片机S3C2410ARM作为处理器,利用直流电机作为驱动装置.当机器人遇到周围障碍物的情况下能快速、自主地调节行驶速度和行驶方向,该系统具有动态性能好、启动速度快、运行稳定性强等特点.     

Inverse dynamics task control of flexible joint robots—I: Continuous-time approach

This paper focuses on the problem of application of inverse dynamics control methods to robots with flexible joints. In Part I of the paper, there are answers presented to a number of questions related to the analytical formulation of nonlinear decoupling control laws. After discussion, the dynamic model of a robot with flexible joints and electrochemical actuators is chosen. The application of the extended computed torque technique together with the methods from the theory of differential-algebraic equations (DAE) to the developed fifth-order robot model gives a number of decoupled linear subsystems, which take robot task space commands as inputs. Due to drawbacks of the continuous-time inverse dynamics, discussed in the paper, a new control strategy in discrete-time is developed in Part II of the paper. The proposed control method is computationally efficient and admits low sampling frequencies. The results of extensive numerical experiments confirm the advantages of the designed control algorithm.     

半自主式机器人运动控制系统的设计与实现

设计了半自主式机器人的运动控制系统,并对系统的各模块进行了详细分析,通过操纵杆控制虚拟机器人的运动,虚拟机器人的位置与工作现场的机器人相对应。最后结合具体的机器人介绍了设计的过程。     

两足步行爬壁机器人控制系统的研究

本文提出了一种新的具有七个自由度的两足爬壁机器人，该爬壁机器人具有重量轻，控制精度高，速度快等特点。     

仿生直立双足机器人的稳定性控制算法

仿生直立双足机器人共有7个旋转自由度,对其稳定性控制是保证双足机器人稳定行走和姿态变换的关键。传统方法中对仿生直立双足机器人的稳定性控制采用二自由度超外差控制方法,对直立双足机器人抓握和操控的运动规划效果不好。提出一种基于末端效应逆运动学分解的仿生直立双足机器人的稳定性控制算法,构建了仿生直立双足机器人运动学结构模型,采用末端效应逆运动学分解方法对机器人的运动学模型进行七自由度重构,在重构的运动学状态空间中实现仿生直立双足机器人稳定性控制,实现控制算法改进。仿真结果表明,采用该算法进行机器人稳定性控制,机器人行走过程中各个机构部件具有稳定运动学参量的输出,仿生双足机器人的控制机构参数仿真结果与理论值在一定的波动范围内相符,保证了机器人在行走和各种行为动作实施过程的姿态稳定性。     

Controller tuning based on optimization algorithms of a novel spherical rolling robot

This study presents the construction process of a novel spherical rolling robot and control strategies that are used to improve robot locomotion. The proposed robot drive mechanism is constructed based on a combination of the pendulum and wheel drive mechanisms. The control model of the proposed robot is developed, and the state space model is calculated based on the obtained control model. Two control strategies are defined to improve the synchronization performance of the proposed robot motors. The proportional-derivative and proportional-integral-derivative controllers are designed based on the pole placement method. The proportional-integral-derivative controller leads to a better step response than the proportional-derivative controller. The controller parameters are tuned with genetic and differential evaluation algorithms. The proportional-integral-derivative controller which is tuned based on the differential evaluation algorithm leads to a better step response than the proportional-integral-derivative controller that is tuned based on genetic algorithm. Fuzzy logics are used to reduce the robot drive mechanism motors synchronizing process time to the end of achieving a high-performance controller. The experimental implementation results of fuzzy-proportional-integral-derivative on the proposed spherical rolling robot resulted in a desirable synchronizing performance in a short time.

     

树障清理空中机器人的姿态控制器设计

以一种用于对高压线路附近的树障进行清理的树障清理空中机器人为研究对象,分析其姿态控制问题。首先,建立了具有新型结构的树障清理空中机器人的姿态动力学模型和控制分配矩阵。然后,为了克服惯性矩阵的不确定性,采用滑模方法设计姿态控制器;同时,引入非线性函数来改进传统的边界层法以提高控制器性能;接着提出了一种切换控制分配矩阵的方法来解决空中机器人在切割作业过程中的动力学模型变化的问题。最后,在仿真平台上实现了上述控制器。实验结果表明,本滑模控制器具有良好的姿态控制性能,能有效克服机体惯量的不确定性;通过切换控制分配矩阵实现了空中机器人在切割作业过程中的姿态稳定。     

大型17R“加藤一郎”机器人仿人行走控制研究

针对大型17R"加藤一郎"结构双足机器人仿人行走控制问题,从仿人机器人的机械结构、控制系统、步态仿真、动力学参数等方面对机器人的影响进行了研究,采用仿生学原理,参考了人体上、下半身比例特点,对机器人的机械结构进行了设计;对机器人控制系统进行了设计,提出了一种基于DSP+FPGA的主控系统,将多CPU协同工作、分布式远程控制技术应用到仿人机器人行走控制中;利用人类行走过程中各关节的转动参数为输入的控制方法,在ADAMS上进行了步态行走试验,分析了动力学参数对机器人步态的影响。研究结果表明,以人类行走方式控制机器人步态行走,机器人行走步态稳定可行,可应用于大型双足步行机器人步态行走控制。