应力分析在白车身焊接生产中的应用

CATIA三维设计软件在汽车白车身焊接生产中的应用越来越广泛,简单的焊接夹具,一般不需要受力分析,设计时强度系数都会放大一些,所以强度基本都能满足使用要求。而机器人抓手由于要考虑机器人负载等因素,设计过程中不能把强度系数放的太大,此时设计过程中的应力分析就比较重要了。本文详细介绍CATIA应力分析功能在机器人抓手设计中的应用。应用CATIA软件建立机器人抓手的三维模型,并用CATIA的自动网格划分和有限元功能对建立的三维模型进行应力分析,根据分析结果,优化设计方案,最终设计出合格的抓手。     

基于知识工程的轮对骨架模型设计

以CATIA为设计平台,运用自顶向下的设计技术对轮对进行基于知识的参数化骨架模型设计,运用CATIA发布功能对骨架模型进行了开放处理,保证了骨架模型与零件实体之间的关联关系。在轮对重要配合关系不变的情况下,通过对骨架模型的变更就能够实现系列化轮对模型的生成,有效地节约了建模时间,提高了轮对设计效率。     

四轮管道机器人的通过性能研究

针对市政管道的几何特点,以四轮管道机器人在弯道处的数学模型为基础,设计了四轮管道机器人.利用ADAMS软件对机器人进行了弯道通过性能分析,并绘制出了机器人运动的轨迹曲线.仿真分析结果表明,在满足数学模型的情况下,四轮管道机器人能顺利通过弯道,证明了设计的合理性.其中,过渡阶段轨迹曲线上的20mm微小跳动分析也为机器人的驱动控制研究提供了依据.     

具预警功能机器人遥操作动态虚拟夹具的设计

针对现在虚拟夹具设计不灵活、几何模型拼接不光滑和预警功能不足的问题,提出了一种基于有限元的自适应动态安全管道生成算法,给出了安全扩展管道的动态扩展算法和预警管道的动态生成算法,并通过实例对算法进行了验证.结果表明:设计的安全扩展管道可根据机器人的扩展需要进行动态避障扩张,并在机器人越出安全扩展管道时给出警报;设计的预警管道可根据机器人的抖动情况进行动态伸缩,并在机器人越出预警管道时给出警报.文中算法可以根据路径实时生成具有导引与主动预警功能的虚拟夹具,提高机器人遥操作的安全性和准确性.     

主动避障式管道机器人结构设计及动力学仿真

为了解决轮式管道机器人在管道内越障能力不足的问题,设计一种主动避障管道机器人,并运用ADAMS进行动力学仿真分析。首先分析了管道机器人结构原理和运动特性。随后运用ADAMS建立虚拟样机,对管道机器人的避障能力、直行能力以及过弯能力进行仿真分析。仿真结果表明,该管道机器人可自动适应148～152 mm管径;可通过的最小转弯半径为304 mm;可实现在管道内部主动避障,同时具有良好的动力特性。     

城市主排水管道穿缆、检测机器人的力学性能分析

针对目前国内排水管道疏通所存在的问题，提出了一种应用于城市排水管道穿缆、检测的双履带式管道机器人的系统结构设计，主要对机器人在管道行走时的拖缆力及机器人转向时的力与速度进行了理论分析．设计的机器人系统结构合乎实际要求．     

基于CATIA and DELMIA的轿车后地板后横梁总成焊装夹具设计

针对汽车后地板后横梁的具体设计任务，首先应用CATIA软件来设计汽车焊装夹具，保证夹具设计方案的优化。然后使用DLEMIA软件进行焊接机器人的仿真模拟，对焊接机器人焊接进行总体上的规划，检测焊接机器人焊钳是否可以到预期的焊点，确定机器人的放置位置是否合适，机器人与焊钳、产品、夹具是否干涉。     

基于 CATIA 的快速设计

以制动系统中的制动踏板为例子,讨论了二次开发 CATIA 的过程. 在 CATIA 平台上,运用参数化设计思想,实现了零件建模、尺寸参数自动提取、人机界面定制等功能,完成了基于 CATIA 的制动踏板参数化设计任务. 解决了 CATIA 工程框图不符合我国标准的问题.     

高空爬行机器人的机构设计

设计了一台沿桅杆或绳索爬行的机器人,介绍了该机器人的组成及其功能,对该机器人进行运动学建模及分析,并对该机器人进行仿真设计.该机器人可携带检测装置对桅杆或绳索进行巡检作业.     

矿用管道机器人永磁同步电机的可拓优度模型

针对矿用管道机器人永磁同步电机选型设计存在的问题,本文提出了一种可拓优度模型与算法.首先,针对矿用管道机器人永磁同步电机选型设计过程进行分析,建立了矿用管道机器人永磁同步电机选型设计的评价指标体系;其次,由于评价指标的复杂性,给出了评价指标的权重处理方法以及评价指标的规范化处理方法,使得评价过程具有统一的度量标准;然后,在可拓理论的基础上,给出了矿用管道机器人永磁同步电机选型设计的可拓距与可拓优度计算模型,并给出了具体的算法实现步骤;最后,对某型号矿用管道机器人永磁同步电机设计实例进行分析,并实现电机本体设计.结果表明,本文给出的模型和算法具有良好的操作性和应用效果.     

潜游式管道机器人动力学分析

分析了管道机器人在充满液体的管道中运行时的受力状况,在此基础上建立了基于欧拉参数(四元数)的潜游式管道机器人六自由度空间运动的动力学模型。对于在特定的三维弯管道内沿规划路径游动的机器人,通过流体力学仿真软件Fluent计算出机器人的流场阻力并代入该动力学模型,在Mathematica环境下可计算出机器人的受力.利用该模型进行的动力学仿真得到了机器人在确定形状的弯曲管道中游动时所需的驱动力.欧拉参数(四元数)的引入有效地避免了奇异性.     

泳动式微型管道机器人的设计及运动分析

以NdFeB磁铁为驱动器设计了仿生游动微型机器人.其作业原理是通过改变时变振荡磁场的驱动频率,控制嵌入机器人头部NdFeB的运动,时变振荡磁场能转换成机器人头部摆动的机械能带动铜薄膜尾翼产生波动,进而与液体耦合产生推力控制机器人运动.最后分析了尾翼的频率方程和振型函数新的解析表达式.     

Global localization of in-pipe robot based on ultra-long wave antenna array and global position system

A global localization system of in-pipe robot is introduced in this paper.Global position system(GPS)is applied to monitor the motion of robot along the whole pipeline which is equally divided intomany segments by tracking stations.The definite segment in which robot existing can be detected and thisis long-range localization.Ultra-long wave(ULW)is adopted to solve the problem of metallic shieldingand realize effective communication between inside and outside of pipeline.ULW emitter is carried byrobot.W...     

管内检测机器人在水平直管内运动的数值研究

采用计算流体力学和动网格技术，数值模拟了单节管内检测机器人在水平直管内从静止到匀速运动这一过程，得到了这一运动过程中机器人的运动规律。计算中将机器人作为运动边界，其受力由当前流场信息来获得，再根据受力来计算机器人的运动速度和前进距离，因边界运动而变化的计算区域根据新的边界条件用弹性变形和网格局部重构技术来更新。不同质量机器人在不同摩擦力下运动规律的计算结果表明，质量只影响机器人达到稳定运动的时间，而摩擦力会影响机器人的稳定运动速度和达到稳定运动的时间。计算结果与实验结果比较吻合，说明动网格技术模拟机器人的运动过程可以为机器人的外形设计、速度控制研究以及操作运行提供参考。     

An in-pipe micro robot actuated by piezoelectric bimorphs

A novel in-pipe micro robot providing stable and accurate locomotion inside a tubular structure with diameters ranging from 16 mm to 18 mm is presented in this paper. Driven by impulsive voltages, deflections of the piezoelectric bimorphs are generated and then converted into translational locomotion by the principle of the Impact Drive Mechanism （IDM）. Theoretical analysis of the proposed system is performed based on a simplified mechanical model. Then dynamic simulations of the dynamic behavior are performed. Finally, an experiment is conducted to investigate the moving ability of this device. The results demonstrate that a maximum translational velocity of 3.5 mm/s can be obtained under an im- pulsive driving voltage with peak value at 50 V and frequency of 1100 Hz. Both theoretical analysis and experimental trials prove that the principle of IDM actuated by piezoelectric bimorphs is feasible and robust for achieving accurate locomotion of the micro robot in pipes with diameters of less than 20 mm.     

基于Webots的蛇形机器人蜿蜒步态规划及偏移补偿

仿生蛇形机器人对复杂环境具有良好的适应性,应用前景广泛.针对蜿蜒运动初始时刻的突变问题和运动过程中存在的偏移问题,提出优化方程,并对蜿蜒运动步态进行规划,研究了模型参数对机器人运动速度、偏移的影响,分析运动控制参数,并对运动步态偏移进行补偿.通过Webots仿真实验表明:运动控制参数决定了蛇形机器人的运动形状、偏移量及转弯特性,可以有效避免侧向偏移,对蛇形机器人高效的运动控制具有较为重要的借鉴意义.     

人体下肢康复训练机器人及其造型设计

为帮助中风后的病人、下肢运动功能弱的老年人、事故或灾难造成的人体下肢运动障碍等的人群进行行走能力的恢复,设计了一种针对人体下肢运动功能恢复的康复训练机器人,解决了智能康复辅具的不足问题.该康复训练机器人由机构、控制系统和安全系统构成,并集成了多种传感器,可实时伴随训练人士,通过人机交互系统实现自动向前、左右转弯和防摔倒等功能.实验表明该系统操作简单,可靠性高.开发了两代下肢康复训练机器人,第一代康复训练机器人已在医院得到了初步应用.对文中讨论的第二代康复训练机器人在造型和局部功能方面进行改进,给出了康复训练机器人的造型设计方案.      

基于STC89C52控制系统的校园送餐机器人设计

针对校园安全和学生送餐需求,设计了一种以STC89C52单片机为控制核心的全自动校园送餐机器人。送餐机器人由通过吸盘式直流牵引电磁铁连接的自主行走单元和外卖箱单元组成。控制系统作为送餐机器人的核心,由主控模块、红外传感器模块、超声波避障模块、电机驱动模块、电源模块等部分组成,具有路径识别和自主避障的功能,可以准确地识别目标路径。自主行走单元系统采用PWM调控机器人的速度,安装在机器人底盘上的新型集成红外传感器DRS3100对轨道形状及宽度进行循迹,并将检测到的信号传输给STC89C52,控制机器人左右电机的运转,进而调整运行方向或停止。应用超声波测距模块,通过单片机及程序的控制使送餐机器人在检测到距离障碍物20 cm左右时停止工作。使用运动函数控制机器人的动作完成全自动化送餐。在试制的样机上进行了机器人控制系统性能测试,实验结果表明,该送餐机器人运动平稳,适应能力强,具有很高的实用价值。     

小摆角两轮机器人动力学建模及控制器设计

针对现有两轮机器人转弯速度较低问题,提出一种可轴向摆动的新型两轮机器人设计方法. 该方法使用连杆控制机构摆动来调整机构的重心分布,实现机器人在小转弯半径条件下稳定运动的目的. 基于拉格朗日方程方法,对机器人的小摆角自由度进行了动力学建模与分析,得到了系统动力学模型,并在此基础上设计了一种状态反馈控制器. 运用Matlab/Simulink进行控制器系统仿真,验证了控制器在机器人稳定控制方面的有效性. 结果表明,该两轮机器人机构设计思路及运动控制手段可有效提高系统运动稳定性.      

基于机器人操作系统的移动机器人激光导航系统

为了验证激光导航的先进性及机器人操作系统(robot operating system,ROS)的便捷性,进一步对机器人导航机理进行研究,提出了改进粒子滤波算法及改进A*路径规划,分别应用于地图构建和路径规划,并搭建了基于ROS平台的移动机器人导航试验平台,该平台具有低成本、高性能的特点。试验平台由上位机和移动机器人组成,上位机实现对机器人的控制,移动机器人配置有工控机和激光传感器,机器人通过激光传感器采集环境信息,为实现即时定位及地图构建功能提供数据支撑。研究并构建基于ROS的地图构建和自主导航功能包并通过实际环境进行试验验证。试验结果表明:构建功能包可用于机器人的激光导航中,该激光导航系统的可行且具有一定的稳定性与可靠性。