多关节型搬运机械手结构设计

在弹药几何特征量检测过程中,炮弹的吊装以及从测量装置的上下架等过程仍需人工来完成,检测人员疲劳作业、安全系数低、检测周期长,远远不能满足现代武器试验的要求。为此,有必要设计一台能够用于搬运弹药的机械手。本文综合了工作环境和炮弹的各参数后,确定将该机械手设计为多关节型六自由度的通用机械手。设计其手部可按工作需要随时更改,因此该机械手既可用于搬运炮弹,也适用于其他工业场所。本文详细设计了机械手的各部分结构,对腰部电机做了选型,计算了手臂液压缸的相关参数。     

灵巧式机械手研究现状综述

灵巧式机械手作为肢体的延伸可有效协助人类完成各类场合抓取动作。首先对机器人灵巧式机械手发展历程进行概括。总结出近10年灵巧式机械手发展成果,将灵巧式机械手按照特点和传动形式分类,并进行了性能分析。接着,对灵巧式机械手应用的关键技术进行总结概述。最后,对灵巧式机械手在新材料应用、智能协同化作业以及微动控制技术等方面的未来发展趋势进行了讨论。     

六轴机械臂广义逆系统 SVM 辨识与控制

针对六轴机械臂系统强耦合和不易求取精确的动力学模型的特性,提出了基于支持向量机（ SVM ）辨识的广义逆解耦PID闭环控制方法。将SVM常见的3种核函数应用于机械臂实际系统的广义逆模型辨识中,通过回归预测效果和性能指标比较可知,采用高斯径向基核函数辨识的SVM模型预测输出与实际系统输出趋势一致,且得到的性能指标平方相关系数（ r2）和平均平方误差（ MSE）较好。实验结果表明,基于SVM广义逆解耦的PID控制算法能够实现对实际机械臂系统的高精度轨迹跟踪,具有工程实用性。     

六腿式移动机械手基座安装位置的优化研究

机械手基座的位置会影响操作性和稳定性等性能,为了进一步提升六腿式移动机械手的性能,对其机械手基座安装位置的优化问题进行了研究。在六腿移动平台顶面上选择不同的机械手基座位置,考虑工作空间、可操作性和腿力稳定裕度3个性能参数的综合效应分析了机械手基座的最佳安装位置。结果表明:(1)在上述3个性能参数同等重要的情况下,最佳位置为(x_m, y_m)=(30 mm, 100 mm);(2)有更好稳定性的最佳安装位置为(x_m, y_m)=(0 mm, 100 mm)。     

关节式机械手点S的加速度分析

导出关节式机械手手部（简称点S）在水平方向和垂直方向的加速度（ａｘ，ａｙ．）及其合加速度ａs的计算式。通过实例说明了这些计算式的应用。这些计算式是进一步导出其它运动参数计算式和完成各运动程序的单片机软件开发的基础。     

关节式机械手点S的速度分析

导出关节式机械手手部（简称点Ｓ）的速度计算式。通过实例说明了这些计算式的应用。这些计算式不仅是导出其它运动参数计算式的基础，也是完成各运动程序的单片机软件开发所必须的。     

基于滑模补偿的六轴机械臂RBF网络自适应控制

提出了一种基于滑模补偿的RBF网络自适应控制方法,并将其用于六轴机械臂上,实现了在模型不确定情况下高精度的位置跟踪以及快速的逼近速度.为了更好地保证其在摩擦力、外部干扰误差和参数变化等因素影响下的稳定性,采用滑模控制作为辅助控制,对系统进行鲁棒补偿,并且用模糊控制对切换增益进行时变以更好地补偿不确定项.所设计的自适应律权值不断进行在线调整,并应用Lyapunov定理验证了其稳定性.通过仿真结果和与其他文献方法进行的比较证明了所给出方法收敛速度更快、鲁棒性更强.同时也证明了在实际工程中,实际建模参数与理想值相差很大.     

基于ANSYS六自由度串联机械臂联接轴的结构优化

在六自由度串联机械臂结构优化设计过程中,建立了六自由度串联机械臂中薄弱环节联接轴的有限元模型,采用ANSYS软件对联接轴结构进行分析,得出了联接轴在工作状态下的应力分布规律以及变形状况,表明了联接轴的结构设计满足了刚度和强度要求,同时也为对其结构进行进一步优化提供了理论依据.     

基于T-S模糊补偿的六轴机械臂的滑模鲁棒控制

通过一种简单的模糊滑模控制以达到机械臂跟踪的最佳运动轨迹.所提方法的核心是通过线性化反馈方法,将机械臂动力学的已知部分去除,然后用经典的滑模控制克服系统的不确定性,之后应用T-S模糊模型,将经典的滑模控制器转化为规则十分简单的模糊滑模控制器.仿真分析表明,在不确定性存在的情况下,所提出的控制律全局渐近稳定.最后,通过六轴机械臂的Matlab/Adams联合仿真,验证了模型的准确性,并且通过与经典滑模控制比较得出了在结构化和非结构化的不确定性存在条件下该控制方案的优越性.     

主——从式智能机器人STANFORD型主机械手研究

应用刚体动力学方法研究了６自由度ＳＴＡＮＦＯＲＤ型主机械手的运动特性。重点分析腕部和臂部的动力学状态，提出了新的腕部结构和随遇平衡系统。     

基于六自由度机械臂的艾灸机器人手法控制算法

传统的艾灸治疗中医学消耗较大,医师负担较重,而当前可代替医生进行艾灸治疗的机器人或机械装置结构简单,自由度及智能化程度低,仅能实现简单的定点操作,难以模拟复杂、多角度变换的艾灸手法。针对以上问题,基于六自由度机械臂,提出了模拟艾灸治疗手法的艾灸机器人轨迹规划算法。该机器人通过采集人体不同方向上的穴位点,建立机械臂的运动控制坐标系,然后针对不同艾灸手法的轨迹,解算机械臂艾灸的轨迹关键点,从而真实再现复杂多变的艾灸手法,实现治疗过程中对于多种艾灸手法的精确控制和智能变换。同时,该机器人引入温度监测与反馈系统,确保艾灸过程中人机交互的安全性和友好性。最后经过实验测试验证了该艾灸机器人在实现真实艾灸治疗手法方面的可行性、准确性和智能性,证明该研究不仅有望替代医生进行艾灸治疗,也可用于家庭自助理疗,具有广阔的市场和应用前景。     

关节式机械大臂和小臂的角速度和角加速度分析

导出了关节式机械手的大臂和小臂的角速度和角加速度计算式。通过实例说明了这些计算式的应用。     

基于振动摩擦的铲式柔性机械手的研究

软性物体的抓取中存在挤压和摩擦两个关键问题。挤压可导致物体变形,摩擦可导致物体表面损伤。目前的研究大多着眼于实时采集抓取过程中的力学数据并构建智能反馈系统以准确控制抓取力,达到无损抓取目标。此类系统结构复杂,成本较高,难以实现实用化与市场化。该文提出一种基于振动摩擦的铲式柔性抓取方案。采用铲式机械手,以铲起代替夹持动作,从而有效避免挤压损伤现象;利用振动摩擦原理有效减轻摩擦,以避免表面擦伤划伤现象。计算表明该方案效果优于传统做法,而成本低于智能式机械手,具有一定的实用价值和市场前景。     

主／从式遥控作业机械手的计算机控制研究

介绍了一个自行研制的主／从式遥控作业机械手的两级计算机控制系统，上位机采集主动操作手和控制面板信息，下位机实现从动操作手的液压伺服控制，两者之间采用半双工串行通讯，其距离可达２ｋｍ。与国外同类系统的区别在于，本系统采用的是ＳＴＤ工业总线，软件上还增加了示教／再现与空间直线、圆弧的插值功能。海上试验表明，该系统有良好的操作性能与完善的作业功能。     

新型六臂方酸菁化合物的合成研究

１，３－双（４－Ｎ，Ｎ－二甲胺基苯基）方酸菁及其衍生物是重要的光导染料，在许多领域［１～６］显示出广阔的应用前景，国内外对其合成及性质的研究十分活跃［７］。方酸菁化合物的光导性能除与结构有关外，在很大程度上还取决于其纯度及聚集状态．由于方酸菁化合物通...     

基于视觉定位的七轴机械臂目标抓取研究

针对机器人结合机器视觉在面对特定物体进行抓取任务时,系统设计工作量大、可移植性差的问题,提出基于机器人操作系统(ROS),结合手眼的七轴机械臂目标抓取方法,在ROS框架下利用协作机器人FRANKA PANDA结合RGBD摄像头进行目标抓取。创建了RGBD摄像头的xacro机器人模型,利用RViz进行三维模型的可视化操作;应用MoveIt!软件对RViz和Dazebo进行联合仿真;将ROS获取的图像信息发送给OpenCV库进行图像处理及物体定位,然后将物体坐标信息发还给ROS进行机械臂抓取任务。结果表明,该方法简单有效,以ROS为基础设计的抓取方法可移植性强,解决了面对复杂多样的物体,机器人系统需进行大规模控制改动的问题。     

曲块搬运翻曲悬挂式机械手运动学求解方法研究

鉴于所研究的悬挂式白酒曲块搬运翻曲机械手存在平行四边形辅助机构,不能运用一般的运动学求解方法对其轨迹直接解算的问题,提出了一种基于DH法的改进型逆向运动学求解方法。该算法不需要了解末端执行器相对参考坐标系的姿态,仅考虑其空间位置便可完成对各运动副参数的几何运动学求解。在Matlab中采用新算法对关节的位姿矩阵进行修正,结果表明:所得位姿曲线数据满足机械手腕部的运动精度要求。提出的新算法解决了在常规机械手位姿求解过程中所使用的逆运动学数值方法计算慢、甚至在某些情况下不能求出所有可能解的问题。     

一种空间缩放式六自由度并联平台机构及位置反解

本文提出了一种以缩机构为分支的新型六自由度空间并联机器人机构模型，文中讨论了它的自由度，机构学特点，并给出了它的位置反解方法及数值算例。     

六自由度水下机械臂动力学模型及流阻影响研究

针对应用于深水环境的六自由度水下机械臂,首次基于迭代Newton-Euler矢量力学方法和Morison方程建立了静水条件下考虑流体阻力的六自由度机械臂动力学模型,得到了各关节流体拖曳力矩和附加质量力矩的解析表达式,进而推导获得了各关节的驱动力矩和水阻力矩解析表达式.通过Matlab软件仿真分析了流体阻力对机械臂关节控制力矩的最大影响可达8.69%,结果表明流体阻力对机械臂的影响是不可忽视的.在某些水下高精度作业的情况下,应用文中提出的考虑流体阻力影响的六自由度机械臂动力学模型可以获得更高的机械臂控制精度.     

基于六关节机械臂的推拿按摩康复机器人运动学研究

目的 将RBT-6T/S03S型6自由度工业机器人用于中医推拿按摩康复机器人的执行机构。方法 通过机器人位置反解,得出影响机器人工作空间的关节转角表达式,给出工作空间的数学描述。利用机器人运动螺旋系的线性相关性建立机器人奇异位形的判别准则,得到机器人发生奇异的运动学条件和奇异位形曲面解析方程,以避免机器人在奇异位形及其附近作业。借助MATLAB软件,探索机器人位置工作空间边界和奇异位形的分布曲面,直观地表示机器人工作空间的形状和大小,以及奇异位形对工作空间的分割情况。结果 为了满足作业任务的包容性要求,针对机器人的结构特点,提出描述机器人位置工作空间的方法。为改善当前按摩设备手法单一,无法实现适宜不同对象的个性化康复理疗方案的缺陷,设计出多关节多指推拿按摩机械手。结论 通过研究机器人手腕和多关节多指的运动学,实现了适宜个性化按摩理疗所需的手法,并为影响按摩效果的运动学和动力学刺激量的控制提供了理论基础。