双手爪爬杆机器人对杆件的位姿检测与自主抓夹

为实现5自由度平面构型的双手爪爬杆机器人Climbot对目标杆件的自主抓夹,提出一种基于2D激光扫描测距仪的杆件位姿检测和自主抓夹方法.首先根据Climbot的平面构型,给出了机器人在两圆杆间过渡时的特殊位姿约束条件.再摆动夹持器使得安装在上面的激光传感器可以用扫描的方式获取目标杆件上若干中心点位置,并将其拟合出杆件的空间直线方程,即杆件位姿.并基于直线方程,规划出了满足过渡约束条件的自主抓夹运动.最后通过实验分析了杆件中心点位置的检测误差,以及所求杆件位姿相对于实际杆件和Climbot夹持器坐标系的角度误差.相对于杆件尺寸以及夹持器张合度,上述误差均可接受.本文方法能够准确地检测目标杆件的位置信息,并给出合理的抓夹运动规划.     

基于刚度性能的机器人臂长优化

基于机器人静刚度模型,分析如何通过机器人臂长及位形优化提高机器人刚度。首先,在机器人典型传动部件刚度计算的基础上,分析刚度矩阵的最小奇异值,将之作为评价机器人静刚度性能的指标。然后,为了衡量机器人在整个工作空间中刚度性能的平均水平,提出采用刚度全域性能指标,并以之作为目标函数对机器人臂杆长度进行优化。最后,以本实验室开发的SCARA机器人为例,展示了优化方法的应用及其效果。     

聚苯乙烯挤出水发泡泡孔的均匀度

实验采用水作为发泡剂,通过挤出发泡方法制备聚苯乙烯(PS)发泡塑料.提出水发泡制品泡孔均匀度表征公式,来描述泡孔大小的均匀度,并研究了口模温度、螺杆转速和水的质量含量3个重要因素对聚笨乙烯水发泡制品性能的影响.实验结果表明:当水的质量含量为11.02％,口模温度120℃,螺杆转速25 r/min时,可以制得泡孔均匀度高、表面光滑、表现密度低的聚苯乙烯水发泡制品.     

基于五自由度操作臂的高压线作业的策略与实现

设计开发了一种用于完成高压线日常维护作业的五自由度操作臂及其巡检平台,利用其可以代替人完成高压线日常维护作业,任务主要包括:清除导线悬挂异物、修补导线、拆卸防震锤、拆卸弹簧销。主要研究完成日常维护作业的策略以及实现问题,并通过实验验证其正确性以及实用性,但是其控制速度与定位精度之间存在一定的矛盾关系,所以在后续工作中操作臂作业策略还需要进一步优化。