多感知能力新型夹持器控制器设计

叙述了机器人夹持器中的力觉，触觉，位置检测装置以及多感知能力新型夹持器控制器硬件和软件的设计原理和实现方法。     

能够满足苛刻的工业应用需求的多功能夹持系统

工业上对夹持系统的需求一般通过采用夹持器来实现,由于自由度需要不高因此只需简单的几何角度抓握。这样能够节省成本,但是这样只能搬动具有规定尺寸的特定选择物。如要搬动各种不同几何形状、重量和材料的物体,这就是一个难题。作为一种解决方法,可以采用夹持器专用的自动变换系统,以满足机器人系统的要求。与真空夹持器相比,工业应用环境中所用的机械夹持系统的一个优点是在夹持过程中,具有可靠的几何（重新）定位性能,从而能获得精确的装配效果。     

大通径对顶式上开放夹持器的设计

针对目前大孔径定向钻机在实际使用过程中存在下放孔底马达不便、更换夹持器卡瓦耗时耗力的具体情况,设计了一种大通径对顶式上开放夹持器,并对该夹持器的夹持力进行理论计算,确定出夹持油缸的缸径;通过计算,对关键受力部件进行了强度校核,对容易造成变形失效的部件进行了仿真校核。     

多功能液压拧管机的设计

拧管机是广泛应用于岩心钻探取芯过程中用来减轻钻探工人的劳动强度和缩短辅助时间的一款拧卸钻杆的设备。通过对目前国内市场上常见的拧管机的对比分析,针对其结构设计和应用中存在的不足,开发了一款多功能液压拧管机。该设备可广泛适用于钻探施工中各种类型钻杆的拧卸,集夹持、旋扣、冲扣/预紧、让开孔口、轴向补偿于一体,结构简单,成本低,体积小,使用灵活,性能可靠,大大降低了工人的劳动强度,提高了钻探效率,满足了中深孔钻探的要求。     

自锁式欠驱动夹持器结构设计及优化

为了避免自动化生产线上机器人因多品种、多尺寸圆盘类工件夹持时的频繁换夹,提高机器人夹持稳定性和安全性,设计了一种自锁式欠驱动夹持器并进行了结构优化。基于欠驱动原理完成夹持器的结构设计,并通过夹持构型与夹持过程分析,确保了结构自锁和包络夹持的可行性;根据虚功原理及连杆机构的矢量封闭方程,构建了夹持器自适应抓取状态下的静力学建模;根据夹持器各指节夹持力平衡,建立了结构参数优化模型,并引入遗传算法实现了参数优化。数值测试结果表明,相比经验法和Fmincon算法,遗传算法优化的目标值误差分别减少70%、62.5%,且夹持器的夹持力最大偏差分别减少78.3%,61.4%,验证了文中欠驱动夹持器遗传优化设计的优越性,满足了夹持器通过各指节力平衡实现稳定夹持的要求。     

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。     

微夹持器的有限元分析

设计了一种基于柔顺铰链的微夹持器。微夹持器采用柔顺铰链为导向机构,为了提高微夹持器的分辨率,采用两级杠杆柔顺机构对输入位移进行放大。建立了系统的理论分析模型,并对其静态特性进行了分析。在此基础上对平台尺寸进行了优化设计,给出了平台尺寸的最优数值结果。最后利用有限元分析软件COSMOS对平台进行静力分析和模态分析,验证设计的正确性和有效性。     

翻引钢机械手的设计与研究

介绍翻引钢机械手的主体结构、工作原理和液压系统的控制及翻引钢机械手的特点,对其主要力能参数进行了分析计算。     

钻机双夹持器的设计与分析

叙述了钳式夹持器的基本工作原理,并结合ZKY-1200防突远距离控制钻机详细地介绍了双夹持器的设计计算过程。