基于逆向工程的自由曲面涂层加工系统设计

提出针对金属曲面表面非金属涂层的逆向工程加工系统。由改造的840D数控系统作为采集轨迹控制系统和加工控制系统,对工件自由曲面自动采集形貌特征并储存。工控机通过以太网与数控系统交换数据并生成小线段数控加工程序。为提高加工效率,减小拐点加速度突变产生冲击,提出以NURBS样条程序代替小线段加工程序的程序后置处理方法。该方法与传统的NURBS样条拟合算法不同,直接以小线段的拐点作为样条的控制顶点构造曲线,避免繁琐的拟合运算,提高程序处理效率,在小线段拐角较大的衔接点通过修改样条形状的方法减小误差。在工件喷涂完涂层后,系统通过激光传感器实现自动对刀。最后通过加工试验证明该加工系统高效、稳定和实用。     

双足步行机器人整体协调运动规划

通过分析双足步行机器人整体的协调运动,基于D-H法的坐标变换,对步行机器人四肢串联机构进行了重心合成计算.为了增加关节稳定性并提供转动限位,采用改进的"筋"动力耦合关节作为驱动.提出"腿三角"与"臂三角"的概念对多体系统进行了合理有效的简化,并将单摆理论应用于下肢运动,配合上体运动补偿,使上下整体协调运动,给出了两个平面内质心运动的边界条件.最后在三维动力学仿真软件中验证了加入上体补偿运动的合理性.     

5自由度并联机器人设计方法

本论文以螺旋理论为基础,提出一种系统的结构综合方法.根据各条支链对运动平台所提供的反螺旋 约束的线性关系,研究了构成五自由度并联机器人机构的各条支链所有可能的运动副组合以及它们的空间几何条 件.利用这一方法,设计出一组结构对称的五自由度并联机器人.     

一种双足机器人变结构控制的ZMP补偿优化方法

针对双足机器人系统,设计了一种变结构轨迹跟踪控制器。基于双足机器人系统ZMP(zero moment point)方程和实际ZMP信息,提出一种ZMP补偿优化方法,通过在线实时调整机器人躯体重心竖直方向上的位置来补偿回复稳定姿态所必需的力矩,最终产生修正的ZMP轨迹。12自由度的双足机器人动力学仿真验证了所提出优化方法的鲁棒性和适用性,而且机器人能在一定范围外力的干扰下回复稳定姿态步行。     

一种并联多指灵巧手的设计与运动学分析

针对串联灵巧手的不足,利用并联机构的优势,设计并分析了一种新型多指灵巧手。根据构型综合方法,提出了一种三自由度的并联手指机构并对其进行运动学分析;基于手指机构的构型,设计出相适应的手掌,将其组合成多指灵巧手;分析并联多指灵巧手抓取能力和可达工作空间,与串联灵巧手的性能进行对比。结果表明,以并联机构设计的多指灵巧手具有良好的运动性能和工程应用前景。     

基于螺旋理论的单闭环多自由度过约束机构综合

以螺旋理论为基础,分析构成单闭环过约束机构的约束数目、运动副数目和自由度数目之间的关系,给出针对单闭环过约束机构的自由度计算公式。按照约束螺旋的性质将过约束螺旋分为具有不同阶数的力约束和力偶约束两类,总结所有可能形式的独立过约束性质和数目及其组合。在给出特定过约束组合的条件下,应用虚功原理,以反螺旋理论为计算手段,得到多自由度单闭环机构的综合条件。应用解析的方法,得到满足机构为非瞬时运动的条件,给出机构的运动副轴线布置、运动副数目、运动副排列和空间几何条件。全面系统地解决了单闭环多自由度过约束机构的构型综合问题,群举所有可能的单闭环过约束并联机构。给出机构综合步骤以及部分典型机构的设计范例。     

解决机器人奇异性问题的新型控制方法

提出了一种求解六关节机器人奇异形问题的系统方法.本方法通过判断奇异位形时线性相关的关节轴线和操作空间的不可行运动,对相应Jacobian矩阵进行降秩处理,使机器人在奇异点附近仍能获得精确的轨迹控制.最后,使用上述方法对P UMA机器人做了实例分析,结果证明了该方法的有效性.     

基于运动限定机构的可重构并联机构设计

分析在特殊杆长条件下一种运动限定机构的运动特性。在不同的构型下,运动限定机构可以分别执行一个转动加一个平移运动、一个平移运动、一个转动运动。将运动限定机构与具有两个转动和两个移动运动的串联支链相结合,设计出一类具有可重构特性的混联支链。基于李群理论,得到了混联支链在不同构型下运动的群论表达式。利用三条同样的混联支链连接动平台和定平台,得到了一类新型可重构并联机构。当所有混联支链中的运动限定机构处于奇异位置时,可重构并联机构具有瞬时的6自由度。通过控制运动限定机构运行至不同的构型,可重构并联机构能切换至不同的自由度模式,可以执行四种不同特性的3自由度运动。     

双足机器人的鲁棒自适应复合控制器设计

针对复杂机器人对象,充分考虑系统的各种不确定因素,在不确定保守上界己知情况下,设计了全局稳定的鲁棒自适应复合控制器。控制器设计在确保高品质控制的同时,避免或减少了参数漂移、保守鲁棒增益及控制系统抖振等问题,从理论与实际的角度提高了控制器的鲁棒性和实用性。仿真实验验证了提出优化方法的有效性,而且机器人能在一定范围外力的干扰下回复稳定姿态步行。     

RS-232与CAN接口卡的设计

与传统的RS-232总线相比,CAN总线是一个高速、长距离、多主、经济的网络系统,特别适用于实时系统。其易用性和低成本使得CAN在汽车工业和自动化领域得到广泛的应用。因此设计高性能的RS-232与CAN总线的接口卡以代替传统的PC机的RS-232总线通信具有重要意义。本主要介绍了CAN总线的工作原理和RS-232与CAN接口卡的软硬件设计过程及注意事项。