基于SSA-BP神经网络的机械臂手眼标定

对传统手眼标定方法计算过程复杂、精度低的问题,提出了一种基于SSA-BP神经网络的手眼标定计算方法。首先,通过麻雀搜索算法优化反向传播神经网络模型,避免模型陷入局部最优解,同时增加收敛速度。其次,通过深度相机和机械臂运动学分析建立模型数据集,简化手眼标定计算过程,即根据待测点在相机坐标系中的坐标直接求解其在机械臂坐标系中的坐标。最后,通过仿真实验验证了标定方法的有效性。在以UR10机械臂为对象的对比实验中,基于SSA-BP神经网络的手眼标定方法的标定精度相比BP神经网络提高了65.09%,相比GA-BP神经网络提高了29.19%。实验结果表明该方法的标定精度满足要求,为后续机器人抓取实验提供了条件。

密集管道群自动化清洗机器人设计及仿真分析

换热器作为工业领域的重要设备,其内部密集管道群的内壁污垢清洗是一个难点。为提升密集管道群清洗的效率,设计了用高压水枪快速自动化清洗机器人。首先,针对换热器的结构特点,设计管端定位装置,用于高压水枪喷头在管道群端口的定位。其次,设计位置反馈装置以提高机器人末端位置控制精度,并研究其标定算法。最后,对管道清洗机器人运动学进行建模,通过仿真验证模型的正确性,并结合Adams软件对机器人进行自动清洗过程的模拟。所设计的管道清洗机器人能够将高压水枪精准定位,完成清洗任务,为密集管道群的自动化清洗方案提供重要参考。

椎弓根辅助置钉装置设计及其关键尺度参数优化

针对传统椎弓根置钉术中感知信息缺失导致置钉准确率不高的问题,本文设计了一种用于椎弓根辅助置钉的装置,并对其关键尺度参数进行了优化。首先,在对椎弓根置钉手术过程分析基础上,提取辅助置钉装置的功能需求,采用双平行四边形远心点机构对机械臂结构进行了设计。其次,基于D-H法建立置钉装置的运动学模型,利用MATLAB进行模型验证,并对置钉装置的工作空间和奇异形位进行分析。最后,以置钉装置的双平行四边形结构的运动可靠度为优化目标,利用多种群遗传算法对其关键尺度参数进行了优化。结果表明:所设计的置钉装置能够满足手术操作的需求,其运动学模型是正确的,并且经过优化后,置钉装置的双平行四边形机构的运动可靠度提升了5.59%,为提升椎弓根置钉手术的智能化、精准化提供一种新的方案。