用于防撞梁抓取翻转的机械手设计

针对目前防撞梁钻铆工序的需要,设计了一种用于将防撞梁夹取再从水平位置翻转90°并固定,使钻铆机器人的机械手可以对它完成钻铆工序。通过有限元法对横梁及翻转机构进行了分析,最后采用D-H坐标系通过齐次变换建立了该机械手的运动学模型,为机械手的轨迹规划及控制提供了依据。通过现场运行结果反映该机械手工作可靠,性能优异,具有广阔的市场应用前景。     

基于占空比补偿的永磁同步电机齿槽转矩抑制

永磁同步电机工作时输出的转矩出现周期性波动问题,在伺服系统对转矩和速度要求高的场合,波动所产生的影响不可忽视。对此,从电机控制角度出发,提出一种将抑制齿槽转矩波动所需的占空比补偿在矢量控制算法模型中的方法。这一方法通过测量计算电机转子旋转位置和对应位置抑制齿槽转矩所需的占空比之间的数据关系,作为额外补偿的占空比预先存储在矢量控制算法模型中,从而使电机在实际运转时齿槽转矩波动得到抑制。仿真结果表明,基于占空比补偿可以有效减小齿槽转矩波动及所产生的速度波动,改善永磁同步电机的使用性能。     

肘关节运动姿态与其对应肌肉群肌电信号的测量与分析

为了测量人体肘关节运动姿态与其对应肌肉群的表面肌电信号并分析其关联性,首先利用Qualisys光学运动捕捉系统测量出人体上肢各关节的位置,并计算出肘关节的关节角度;同时利用Delsys表面肌电测试系统测量出运动过程中与肘关节关联度较高的肱二头肌和肱三头肌的表面肌电信号,提取肌肉活跃度特征;最后对比分析得出肘关节的关节角度曲线和肱二头肌与肱三头肌的共同收缩指数曲线有相似的变化趋势。     

四自由度2PPPaR并联机构运动学及性能分析

提出一种可以实现三个移动和一个转动(3T1R)的新型四自由度并联机构—2PPPaR并联机构,它通过两个转动副将两条相同支链与动平台相连,每条支链均采用平行四边形机构,通过安装在水平和垂直方向的两台直线电机驱动。该并联机构具有结构简单、构型对称、工作空间大、速度快且定位精度高的特点,可广泛用于高速高精度的分拣、包装、码垛操作中,具有较好的工业应用前景。基于螺旋理论验证了该机构自由度的数目和性质,分析了该机构的运动学特性,得到了其位置的封闭解,并通过算例进行了验证。基于机构的Jacobian矩阵分析了该机构的奇异性,给出了几种典型的奇异构型,利用解析法和数值法确定了机构的可达位置工作空间,分析姿态角和各设计参数对可达位置工作空间体积的影响,研究了机构可达位置工作空间的形状及满足的几何约束条件,为后续机构的优化设计和轨迹规划提供理论依据。     

三平动力控末端执行器鲁棒自适应力跟踪导纳控制方法

针对现有重载工业机器人缺乏力控功能而难以满足去毛刺、倒角和磨抛等连续接触式作业要求的问题,提出一种含氮气弹簧的气电直驱式3-P(UU)2型三平动力控末端执行器,采用鲁棒自适应力跟踪导纳控制算法实现操作空间中接触面法向输出力的快速跟踪,适用于工件内外侧面、孔洞和狭小结构的机器人磨抛等过程。建立机构正逆运动学与气电直驱致动器动力学模型,并设计了鲁棒自适应力跟踪导纳控制器。实验结果表明,基于鲁棒自适应力跟踪导纳控制的三平动力控末端执行器力阶跃响应的稳态误差为-4.5×10^-4 N,上升时间19.27 ms,可实现力的快速精确跟踪;负载冲击下力的调整时间116.0 ms,最大超调量57.5%,具有良好的缓冲吸振特性与鲁棒性;在平面往复运动与圆柱面连续运动工况下,力均方根误差0.143 N,冲击峰值均值0.694N,对不同材质工具磨头的接触刚度变化与环境位移误差的适应性好,可提升工业机器人的连续接触式作业质量并拓宽其应用范围。     

全向移动机器人驱动万向轮的设计与实现

全向移动机器人使用无解耦机构的驱动万向轮在转向时会派生出额外的滚轮滚动输出,这会导致运动的不稳定以及增加控制算法复杂性.为了解决驱动万向轮转向运动与驱动运动之间的耦合问题,通过在驱动万向轮内加入差速行星齿轮机构,合理地设置该行星齿轮组的输出传动比,可以将转向时的派生滚动输出从转向运动中解耦,实现了对机器人运动的精确控制,提高了机器人运动平稳性.最后通过对机器人进行运动学分析,得到了输入转速与机器人运动速度之间的关系,验证了机器人的全向移动功能,并为机器人运动控制提供了依据.     

基于自适应干扰估测器的协作机器人关节速度波动抑制方法

针对协作机器人对高载荷自重比和高精度速度控制的需求,设计了基于双定子永磁同步电机和谐波减速器的关节模块,利用双定子结构提升了电机的转矩密度。为了提高关节速度控制精度,将摩擦等低频非线性因素、电机转矩波动和谐波减速器传递误差对关节速度波动的影响等效为关节系统的输入力矩干扰,并对其进行补偿以抑制关节速度波动。为提高干扰估测精度,提出一种基于双干扰估测器与自适应算法的方法。双定子电机性能测试结果表明,相较于单定子结构,本文的双定子电机转矩密度提升11%。关节速度控制实验表明,与单纯的比例-积分速度控制器相比,采用本文方法,关节的低速稳态波动误差的均方根减小约40%～60%,中、高速稳态波动误差的均方根减小约30%～40%,速度控制精度提升。     

考虑打滑干扰的解耦式主动脚轮全向移动机器人跟踪控制

基于解耦式主动脚轮的全向移动机器人系统,提出了一种考虑未知脚轮打滑的轨迹跟踪控制方法。建立了包含脚轮打滑情况的全向移动机器人运动学模型,利用附加传感器获得的冗余信息对滑动参数进行估计;根据反步法设计轨迹跟踪控制器,利用Lyapunov定理证明闭环系统的稳定性,并依据极点配置的方法实现控制参数的整定。仿真与实验结果表明：该控制方法能够使全向移动机器人在复杂室内地面稳定地跟踪设定轨迹。     

打磨过程中的磨具粒度选择优化

目前,打磨工艺花费时间较多,打磨效率已成为约束轮毂实现高质,高效自动化加工技术发展的瓶颈。在打磨设备选定的条件下,根据实际加工特点,只有选择最优的加工参数如磨具粒度,打磨正压力等才能获得更好的加工质量和效率。本文先研究不同粒度的磨具在打磨过程中的粗糙度变化特性,以打磨后的粗糙度下降值衡量打磨效率,建立粗糙度下降值与打磨前粗糙度的模型,根据打磨前表面粗糙度不同,优化磨具粒度的选择组合方案。