任意曲面的热喷涂机器人路径研究与开发

机器人离线编程是一种新兴的虚拟现实技术,它使用计算机图形学建立机器人以及工作环境的模型,通过图形化的虚拟车间进行机器人路径的规划.鉴于目前机器人制造商并未针对热喷涂这一特殊行业设计专门的机器人离线编程软件,本文研究了基于ABB公司的离线编程软件Robot StudioTM以及有限元分析软件ANSYS来实现为热喷涂行业提供的优化机器人路径生成策略,用以实现复杂零件的机器人自动喷涂程序.研究结果表明使用此策略创建的机器人轨迹是连续而平滑的,更适于实际工业应用.     

Motoman工业机器人有限元静态分析及改进设计

在利用SolidWorks Simulation软件分析Motoman-HP20工业机器人静力学特性的基础上,对机器人性能影响最为显著的手臂部件进行了改进设计.有限元分析结果显示,将机器人手臂更换为更加轻质的铝合金材料并作相应结构改进后,机器人的最大等效应力、应变均比改进前有所减小;最大位移和改进前相比,基本保持不变,...     

基于Ansys Workbench的机器人底座结构的有限元分析

应用Solid Works软件以某船厂车间机器人底座结构为例,建立三维钢架结构模型。将建好的三维钢架模型直接无误差导入ANSYS Workbench软件,设定适当单元格大小和选择单元格类型对有限元模型网格划分,为机器人底座结构优化改进提供有限元模型。充分运用ANSYS Workbench中的静态结构模块分析机器人底座模型的静强度、静刚度。根据有限元计算得到机器人底座结构模型等效应力和变形分布云图,制定机器人底座结构优化改进方案。通过对提出的A、B两种优化改进方案的有限元结果进行对比分析,优化改进后的底座钢架结构机械性能和安全系数都得到明显提高,同时,达到了最初的设计要求。     

机器人滚边工艺的有限元分析

文章介绍了机器人滚边的工艺过程,并对机器人滚边系统的组成和常见包边的类型进行了简要叙述,最后结合有限元分析软件对在不同滚轮直径下板件的弯曲变形进行了受力分析,得出了大直径滚轮性能较优越的结论,所得结论对以后进行的实际应用起到了很好的参考作用.     

基于ANSYS的工业机器人大臂的有限元静态分析

以自主研发运用于小型工业生产流水线的六关节工业机器人为研究对象。根据其性能和结构要求,确定该机器人结构的总体设计方案,运用Solidworks三维建模软件构建出所分析的机器人大臂的实体模型,并运用ANSYS分析软件完成对大臂的有限元静态分析,分析结果符合设计要求。本文的研究为六关节工业机器人部件设计的合理性和可靠性提供了科学依据,同时在大臂运用于不同负载情况时对其进行优化设计提供了理论依据。     

3-RPS并联机器人刚柔耦合动力学分析

主要探讨了并联机器人刚柔耦合系统的动力学仿真分析方法,通过有限元软件与多体系统动力学软件相结合,建立了3-RPS并联机器人的多体系统动力学模型.借助刚体和柔体相结合的分析方法,分析了并联机器人的力学特性,获得了机器人在带载运动过程中机械手末端的位移变化和误差曲线,以及机器人各支链连杆的危险部位和应力变化曲线.采用刚柔耦合相结合的分析方法,更加直观、准确地模拟了机器人的实际工作状况,提高了对于在动载作用下零件动态响应分析的准确性,为并联机器人的结构设计与优化提供了重要的理论依据.     

并联机器人多柔体系统协同建模与动力学仿真

基于协同的思想,提出了一种对机构的多柔体动力学进行建模和仿真的方法.以多体系统动力学为基础,建立了柔性机构的空间动力学方程.利用多体动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS建立了3-TPT型并联机器人的多柔体动力学仿真模型,并对所建立的模型进行了动力学仿真研究.为了更加准确地说明分析结果,分别将刚性体和柔性体仿真结果进行对比,结果表明:由于杆件的柔性特点,其受力表现出了高度的非线性,这与实际相符.多柔体系统的仿真结果能更真实、准确地反映出并联机器人的实际运动特性,能够更准确地预测机构性能.这种方法为并联机器人的设计和优化提供了一种有效的分析方法.     

基于有限元技术的工业机器人本体刚度优化设计

采用有限元分析技术,对工业机器人整机进行有限元建模;基于有限元模型对整机和各零部件进行刚度贡献度分析,将分析结果和现有评价标准进行对比,识别待优化零部件;对待优化零部件采用结构拓扑优化技术进行优化,最终得出刚度合理的零部件及整机设计方案。通过对比优化前后的整机刚度综合系数和质量参数,可知本文所述方法能够在机器人设计阶段有效优化工业机器人的整机刚度和整体质量,使得机器人刚度设计更为合理。     

基于变磁力单元的磁力控制方法及数值研究

为提高永磁吸附式管外壁爬行机器人运行过程中的吸附力稳定性,解决吸附能力与运动灵活性之间的矛盾,对变磁力吸附单元结构进行了研究.通过建立变磁力吸附单元有限元模型,并分析圆柱磁体的旋转角度和衔铁气隙距离对磁吸附力的影响,应用MATLAB软件拟合出磁力控制函数的数学模型.运用此数学模型控制伺服电机,使任意气隙间距下都反馈出相应的伺服电机旋转角度,进而控制磁吸附力大小,保证机器人爬行过程中磁吸附力的稳定.通过测量实验,表明此磁力控制方法可行有效.     

床椅一体化机器人设计与实现

针对床椅机器人在室内狭小空间灵活行走的问题,研制一款四轮独立驱动转向的床椅一体化机器人。根据室内狭小空间的转向需求,确定了底盘总体布局方案和主要技术参数。对重要部件进行了理论计算、有限元分析,对驱动轮支架进行了应力及形变分析,仿真结果表明,驱动轮支架的强度和刚度均满足设计要求。在ADAMS软件中建立了床椅机器人的动力学仿真模型,进行了稳定性分析,仿真结果表明,床椅机器人的各项指标符合国家相关标准的规定。样机试验进一步验证了仿真分析的结果,确认了床椅一体化机器人的稳定性、越障性能和在室内狭小空间的转向性能。     

三峡水电站主厂房振动分析

在三峡水电站水轮机模型试验中，发现存在一个特殊压力脉动区，压力脉动幅值超过标书的规定，可能会对厂房振动产生不利影响。为此进行了主厂房整体模型的振动分析数值模拟，研究了主厂房的固有振动特性并进行共振复核；研究了机墩结构在各种动力载荷作用下的振幅和应力；利用动力法计算厂房在水力激励作用下的振动反应，根据国内外有关振动规程，对振动加以评价，为厂房动力设计和运行控制提供科学依据。     

简化球形机器人的设计与实验

针对常规球形机器人存在的机械结构复杂、缺乏稳定平台等问题,设计了一种简化的球形机器人机械结构,同时为扩充机载设备搭建了稳定的平台,对球形机器人的设计方案进行了基于Lagrange -Routh方程方法的动力学建模,利用Matlab/Simulink对已有的球形机器人数学模型进行了仿真和简要分析.结合系统的硬件装配,分别对球形机器人直线行走、爬坡等动作进行了初步实验.实验表明,新型简化的球形机器人机械结构能够完成既定行走指令,为进一步的应用推广奠定了基础.     

膨胀波纹管焊接机器人的研制及其机构运动分析

对一种满足"8"字型膨胀波纹管自动焊接的机器人进行研究。分析膨胀波纹管结构特点,提出基于焊接小车、微型跟踪执行机构、微型焊枪、高低跟踪机构的机器人系统机构方案,对机器人系统机构方案进行运动分析,建立基于D-H法则的焊接机器人运动学模型,通过模型分析及Matlab仿真验证机构模型的正确性。结果表明,建立的基于压力检测的焊接小车与微型跟踪执行机构协同作业机制,解决了"8"字形波纹管断面的机器人焊缝轨迹跟踪问题。仿真结果验证了所建机构模型的正确性。     

电机直驱式高速开关阀及其系统特性研究

高速开关阀是一种体积小、响应速度快、可靠性高的电液控制转换元件,在各种工业场景中有着广泛的应用.四足机器人大多采用成本高昂的高性能伺服阀控制液压关节进行高速往复运动.本文设计一种阀芯旋转式高速开关阀用于机器人液压关节的高速往复运动,以代替昂贵的伺服阀.首先设计阀芯旋转式高速开关阀的结构,理论分析转速、开口数量对开关频率的影响;然后利用AMESim软件对阀芯旋转式高速开关阀液压系统进行特性分析;最后,搭建测试平台,对阀芯旋转式高速开关阀进行试验,并根据相关数据进行对比分析.仿真和试验验证了本文设计的高速开关阀的合理性与可靠性.     

液压足式机器人单腿变刚度控制弹跳研究

液压足式机器人由于其负载能力强,动态性能优越得到广泛的关注。针对液压足式机器人能量调节及其单腿弹跳运动控制问题,将液压足式机器人单腿等效为弹簧负载倒立摆（SLIP）模型,并提出了一种主动变刚度的控制策略,可以使液压足式机器人单腿在着地时刻进行能量调整,并使其达到期望的弹跳高度。实验结果表明,本文提出的控制方法可以实现液压足式机器人单腿稳定弹跳,并有效控制弹跳高度。      

自调适性发动机弹性悬置对汽车舒适性的影响

以新型的自调适性发动机弹性悬置的设计原则和设计模型为基础,建立了多质量的汽车计算模型,并以此模型为基础,以汽车车身的质量块在垂直方向上的振动速度为汽车舒适性的评判依据,进行理论计算,并把此计算结果与含有传统橡胶悬置以及液阻悬置的汽车模型所得的结果进行比较。自调适性发动机弹性悬置模型降低了汽车车厢内的噪音影响,也在较大的频率范围内改善了汽车的振动舒适性。     

基于FSUKF的全液压履带机器车打滑率估计及应用

针对行驶于未整备地面特别是稀软地面为工作环境的全液压履带机器车,提出了一种在线估计打滑率的新方法。从全液压履带车辆液压驱动系统原理出发,建立了全液压履带车辆打滑率在线估计模型。考虑到模型严重非线性特点,提出了一种改进的SUKF滤波算法—FSUKF滤波算法实现打滑率的最优无偏估计,仿真结果验证了该模型和该算法的有效性。     

液压四足机器人新型腿结构设计与性能分析

为实现机器人的高负载、不平地面的高适应性运动要求,设计了一种新型的液压四足机器人腿结构。提出了腿模块机构,是带有平行四边形结构的四连杆腿模块机构,与传统的曲柄滑块四连杆机构进行了运动分析比较。基于MATLAB的SimMechanics软件模块,进行了仿真分析。结果表明带有平行四边形结构的四连杆腿模块机构具有较好的传动性能,该种腿结构的液压缸运动更为平稳,可确保机器人整体性能的优越性,为液压驱动的足式机器人腿结构设计提供新的设计途径。     

液压足式机器人单腿等效模型的柔顺性弹跳研究

基于弹簧负载倒立摆的足式机器人单腿等效模型是移动机器人领域重要的步态分析模型. 液压足式机器人由于其超强的负载能力以及高动态性能而越来越受到重视. 液压驱动的弹簧负载倒立摆模型作为液压足式机器人关节型机械腿的单腿等效模型,对于液压足式机器人的步态研究具有重要的意义. 本文考虑液压驱动的弹簧负载倒立摆单腿等效模型的单自由度弹跳问题,提出了一种基于主动柔顺的弹跳控制方法,依次对单腿等效模型着地相下降阶段和着地相上升阶段进行独立控制,仿真分析了相关系统参数对弹跳性能的影响,实际弹跳实验表明本文提出的方法能够减小着地冲击力,同时能够对弹跳高度进行有效控制.      

基于计算机仿真技术的新型半主动悬架建模及动力学分析

运用EASY5建立了EHA模型,运用机械系统分析软件ADAMS建立了半主动悬架的机械系统模型,运用MATLAB建立了基于模糊算法的控制模型,通过各软件之间的数据接口实现整车联合建模和协同仿真.结果表明:基于EHA的半主动悬架能够很好地降低车辆的垂直振动,提高车辆行驶的平顺性;多软件的协同仿真技术在研究半主动悬架的控制技术上是可行的,为机电液一体的复杂系统的建模和仿真提供了新的思路.