六自由度Stewart并联平台的参数优化及公差分配

并联机器人的基础设计工作主要涉及两个方面:基本参数设计与公差分配。从机器人可达工作空间进行了推广,引申出广义的可达工作空间,将机器人姿态与位置同时考虑。以广义可达工作空间为优化目标,对6-SPS型Stewart平台进行基本参数的优化,通过粒子群算法(PSO)获得了一组具有更大的位置,姿态可达空间的并联机器人参数。另外,以更低的机器人制造成本为目标,在尺寸公差与形位公差满足机器人设计目标的约束下,对各基本尺寸的公差进行优化分配。通过分析尺寸公差与形位公差对末端精度的影响,建立了大概的公差-精度关系模型。

基于对偶四元数法的Stewart平台运动学研究

作为一种多自由度并联机构,Stewart平台在工业自动化、飞行模拟及医疗设备等领域具有广阔应用前景。研究Stewart平台的运动学特性,并提供数学模型和解决方法,可以实现对其运动和位置的准确控制。基于6-UPS型Stewart并联机器人平台,引入了对偶四元数的概念,探讨了Stewart平台的运动学特性,提出了一种高效的并联机器人运动学求解算法。研究结果表明,在描述并联机器人的运动学中,对偶四元数法具有更简洁的表示形式和更少的用来表示刚体位姿的未知数个数,具有明显优势。

基于STC12C5A60S2单片机的智能阀门定位器的设计

为了精确控制阀门的开度,提出了基于STC12C5A60S2单片机的硬件控制电路,选用角位移传感器WDD22D对阀门开度进行采集,并有LCD进行显示,键盘进行现场操作,通过输入模块的信号和反馈信号在单片机中进行比较从而由单片机控制压电阀的进出气,实现阀门的开度控制。并且针对气体的可压缩性,难以对阀门实现精确控制的问题提出模糊PID控制算法对压电阀进行控制,仿真实验表明该方法有一定的实用价值。

圆度和圆柱度测量虚拟仪器的开发

对基于虚拟仪器技术的圆度和圆柱度误差测量方法进行了研究,分析了测量系统误差对测量结果的影响,并提出了相应的解决办法。该测量系统采用误差分离技术,利用LabVIEW作为软件开发平台,以ADLINK PCI-8134运动控制卡、先导C000056微型工作台等作为运动控制部分,以NI的PCI-6010数据采集卡、联能CWY-DO-502电涡流位移传感器等作为数据采集部分,可一次性完成圆度和圆柱度的测量。研究表明,系统人机界面友好,有助于零件加工过程中的在线测量,减少废品率。

应用基于运动螺旋的机器人正解映射求解FANUC机器人的逆运动学问题

提出了应用基于运动螺旋的开链机器人正解映射 ,求解闭链机器人 - FANU C机器人逆运动学问题的方法 。

自动化电刷镀机床的开发

为解决刷镀自动化问题,开发了自动化刷镀机床,该设备为工件提供旋转运动,同时为镀笔提供径向和轴向运动,从而可以调节镀笔和工件之间的相对运动速度和轨迹;该设备实现了镀液的自动供给和调整,同时可以调节镀笔和工件之间的压力,从而有利于获得均匀和性能良好的镀层;此外,该设备实现了镀层厚度的自动检测。

基于FFT的舍入不确定度评估

舍入不确定度是快速傅里叶算法不确定度评估中的一个重要来源。将表示成向量矩阵的FFT算法分解为稀疏矩阵，以此确定信号传递流图，从而得出舍入不确定度在每一级的传递形式。再利用GUM中的B类方法对其进行评定，评定时假设舍入测量不确定度为均匀分布，通过对FFT算法中基-2算法的舍入不确定度进行评定，最终经过算法传递后得到其舍人不确定度的结果，在此基础上建立了FFT舍入测量不确定度的通用评估方法。

应用旋量理论建立闭链机器人的动力学方程

提出了应用旋量理论和 L agrangian方程建立闭链机器人动力学方程的一种方法 ,并以 FANUC机器人为例 ,阐述了该方法的具体步骤。

虚拟仪器技术及其应用

探讨了虚拟仪器的定义,力图澄清目前对虚拟仪器的模糊认识,回顾了当前虚拟仪器技术的主要应用,分析了虚拟仪器的发展趋势.

一种卧式圆柱度测量虚拟仪器的不确定度评估

基于涡流效应开发了一种圆柱度测量虚拟仪器,分析了传感器、A/D的不确定度来源及分布规律,应用GUM中的B类方法研究了上述各个环节的合成测量不确定度,最后应用Gram-Chariler级数研究了该仪器的合成测量不确定度.

虚拟仪器的动态测量不确定度评估

以《测量不确定度表达指南(GUM)》中的B类评定方法为基础,根据传感器频率特性,计算传感器检测过程中幅值和相位的误差。然后根据A/D转换过程中的量化误差以及数据采集的速率,评估A/D转换和信号采集过程的不确定度。之后将传感器和A/D转换2个环节进行结合,对虚拟仪器测量不确定度做出评估,提出一种评估虚拟仪器测量不确定度的通用方法。

基于FFT的传感器测量不确定度的评估方法研究

针对传感器的n个测量不确定来源,在每1种传感器的不确定来源所属概率分布已知的前提下,利用基于FFT的卷积方法确定2种概率分布的合成分布概率密度函数,从而确定传感器的测量不确定度。上述方法利用Matlab实现。最后通过1种激光位移传感器的测量不确定度评估进行了验证,并和GUM方法计算求得的测量不确定结果进行对比分析。

圆度圆柱度测量虚拟仪器中的步进电机控制

构建了控制系统以LabVIEW作为软件开发平台,包括ADLINK PCI-8134运动控制卡、Leetro DMD 402A步进电机驱动器、带有Leetro DM4240A步进电机的工作台的控制系统。该系统通过利用ADLINK PCI-8134发出步进脉冲信号PUL和方向电平信号DIR来分别控制步进电机转过的角度和方向,实现步进电机的正反转以及电机运动过程中的加速、匀速和减速,从而完成工作台Z轴滑块沿被测工件表面的径向运动、X轴滑块沿被测工件表面的轴向运动和主轴的回转运动,辅助实现圆度和圆柱度检测。

TIG焊接中单面焊双面成型的研究

研究了 TIG焊接中单面焊双面成型的条件及脉冲对双面焊缝成型的影响 .

应用基于运动螺旋的机器人正解映射求解搬运机器人的逆运动学问题

应用基于旋量理论的指数积公式建立了搬运机器人的正解映射,并基于矩阵变换了求解该机器人逆运动学问题的方法,该方法为求解一般机器人的逆运动学问题提供了参考.

纳米电刷镀液温度的虚拟检测

电刷镀镀覆区域的溶液温度影响到镀层的结合强度,直接测量有难度。为了提高纳米电刷镀镀层的质量,基于红外辐射原理开发了能实时检测镀笔阳极包套和工件接触区域镀液温度的虚拟仪器(V irtual instrument,VI)。采用移动平均滤波降低干扰对测量结果的影响;应用非模型修正法进一步提高测量精度。在刷镀过程中,镀液温度实时显示在计算机的虚拟面板上,当镀液温度超出许用值时仪器报警。应用结果表明,这种方法切实可行。

电刷镀镀层厚度检测虚拟仪器

电刷镀工艺过程中,为了满足工件尺寸精度要求以及减少镀液消耗和提高作业效率,需要精确测量镀层厚度变化。为此,利用虚拟仪器技术实现了该目的。该仪器利用涡流效应检测刷镀过程中的电流变化,除利用硬件滤波之外,还采用软件滤波-移动平均滤波来减小干扰的影响;采用了矩形积分精确求得耗电量,之后利用法拉第电解定律实现了镀层厚度的精确测量。

平面曲线轮廓槽轮机构的运动学设计

基于啮合原理研究了具有曲线轮廓的槽轮机构的啮合特性,给出了轮槽廓线设计的通用表达式,并提出了该机构设计时需要考虑的问题。与普通槽轮机构相比,这种槽轮机构可以通过选择合适的运动规律类型、滚子半径和其它条件设计出曲线轮槽,从而可以消除从动件在每一个运动循环的起始和中止时由于非零加速度产生的冲击载荷,因而适用于中速和高速场合。该方法使得普通槽轮机构成为其特例。最后并以一实例展示了该方法的应用。

基于向量法解决机器人正向运动学教学难题

为解决机器人正向运动学教学中大学生对位姿矩阵以及刚体变换难以理解的难题,以向量法建立了刚体的位姿矩阵,并以向量法推导了刚体绕空间任意轴线旋转的变换矩阵.以此为基础,证明了矩阵左乘和右乘所对应的不同刚体运动,最终利用矩阵右乘导出了D-H变换矩阵,从而建立机器人学正向运动学方程.

产品可再制造性评价方法与模型

在产品可装配性评估方法和模型的基础上发展了产品可再制造性评价的模型,模型包括技术性和经济性两大模块.技术性模块用来评价产品可再制造在技术上的可行性和可行度,它是根据再制造的8个工艺过程:拆卸、清洗、检查、修理、修复、替换、检测、装配,同时消除了这8个工艺之间的重叠性,提出了零件联结、质量确保、恢复和清洗4个独立的评价准则.这4个方面形成一个指数(指数1);考虑到重点零件的成本高,是否替换在再制造中起到举足轻重的作用,因而它又是单独作为一个指数来考虑(指数2).由指数1和指数2得到技术性指数.经济性指数只取0和1,代表再制造在经济上是否可行,可再制造性指数由技术性指数和经济性指数相乘得到.在收集大量数据和试验的基础上,通过对某型发动机的可再制造性系统的研究和评价,验证了该模型的有效性和实用性.