五轴液压机械手的设计及其在潜孔钻机中的应用

潜孔钻机作为矿山深孔凿岩的主体开采装备,普遍使用的是人工装卸钻杆或者推进器上配置钻杆库。前者劳动强度大,生产效率低下,且存在很大的安全隐患;后者只适用于小直径钻杆,钻孔数量无法满足大直径深孔要求。基于此,介绍一种五轴液压机械手的结构及设计原理,成功搭载于潜孔钻机,解决了传统潜孔钻机接卸杆依靠人工、钻杆数量受限等技术难题,并进行现场应用,实现了采场全过程无人作业。

一种针对圆锥体外表面贴装的机械手设计分析与优化

针对圆锥体外表面贴装工作设计了一种串联式机械臂末端机械手。对圆锥体进行空间分析,根据圆锥体几何特征确定贴装技术方案并进行构型设计。完成机械手结构设计,利用拉格朗日法推导动力学方程,利用D-H法对正逆运动学进行求解。利用遗传算法NSGA-Ⅱ对执行器高负载零部件进行结构尺寸优化并对优化前后零部件进行有限元分析对比。通过虚拟样机、样机动态实验结果对比验证设计机械手的可行性,并分析了外界影响因素,最终证明设计的机械手可行并为其后续改进提供了方向。

冲压机械手气动真空系统的设计与应用

介绍了冲压机械手气动真空系统的设计与应用,描述了冲压机械手气动真空系统的组成、功能及其工作原理。举例介绍了真空吸盘和真空压力的计算,详细说明了冲压机械手实际操作中气动真空系统的应用及其在应用过程中的注意事项,重点分析了真空压力过高、过低对冲压机械手的工作产生的严重影响。

一种基于气动柔性驱动器的仿人机械手设计

为了提高柔性机械手结构刚性,保证其柔顺性以及实现灵巧运动,本文基于柔性驱动器技术,分析人手的外形、结构和运动特点,采取以气动柔性驱动器作为驱动关节的驱动方式,再结合刚性机械结构,设计出一种具有气动柔性手指、拇指对掌关节、刚性掌部的仿人机械手,并对其进行了姿态及抓握实验。实验结果表明,该仿人机械手具有良好的灵巧性和稳定的抓取能力。

试析光伏组件自动化生产线上机械手的设计

随着光伏行业的发展,光伏组件生产自动化程度不断提高。在自动化生产线上,机械手作为生产过程中不可或缺的一部分,起到了重要的作用。机械手可以取代人工完成繁琐、重复、危险的作业,提高生产效率和质量稳定性,并且能够帮助企业降低人工成本、提高经济效益。本文将通过对光伏组件自动化生产线机械手设计的相关研究现状和技术原理的分析,结合实际应用需求,探讨机械手的设计和优化思路,以期为光伏组件自动化生产线上机械手的设计和研发提供一定的参考和借鉴,促进光伏产业的进一步发展。

一种新型五自由度混联机械手的概念设计及尺度综合

研究了一种新型的五自由度混联机械手,该机械手由一个三自由度并联机构和一个二自由度旋转头串接而成。在建立三自由度并联机构全雅可比矩阵的基础上,考察机构外力、外力矩对支链驱动力及约束力的映射关系,提出在给定载荷下,支链驱动力及约束力全域最大值均值最小的机构传动性能评价指标。给定机构期望工作空间,并以全局条件数、速度、精度为机构的操作性能指标,研究三自由度并联机构的尺度综合问题。通过单调性分析得到机构尺度参数对上述各指标的影响规律图谱,获得其优化设计区域,根据实际设计要求确定了参数变量。最后给出一组算例,验证了该尺度综合方法的有效性。

基于操纵子学模型的5自由度宏-微精密机械手运动的映射关系

针对宏-微机械手末端位姿、位置准确度的误差问题,受细胞学操纵子学说的启发,提出了基于操纵子模型的宏-微精密机械手运动的映射关系,研究精密机械手运动的影响因子和细胞学中的操纵子模型,分析机械手精密运动影响因子的影响方式和操纵子模型的结构组成及其工作机理,结合操纵子模型的工作机理,分析宏-微机械手的控制系统,在此基础上,求解机械手精密运动控制系统的操纵子模型,考虑在几何因素的影响下,得出机械手末端位置在影响因子前后的误差值,通过基于粒子群算法的比例-积分-微分(Proportional-integral-differential,PID)控制器对误差结果进行优化,得出基于时间乘绝对误差积分准则(Time multiplied by the absolute error integral,ITAE)的粒子群算法(Particle swarm optimization,PSO)变化曲线和PID最优的控制参数。结论表明由映射关系推导出的控制系统能够满足一定的精度要求,并能进一步提高机械手的运动精度,为生物控制在机器人中进一步的创新研究提供了理论基础和依据。

气动柔性机械手手指运动学研究

气动柔性五指机械手手指由自制的两种柔性关节通过连接盘串联组成。根据关节变形规律,在手指上选取特征点,通过齐次坐标变换建立了机械手手指的运动学模型。在柔性关节静力学实验的基础上,进行了柔性手指的运动学仿真,获得了机械手手指的工作空间。仿真结果表明,该柔性机械手具有较好的灵活性和较大的工作空间,通过手指间的协同配合可以完成抓、握和夹等动作。

液压机械手电液比例系统模糊PID控制研究

针对液压机械手的电液比例系统存在较大程度的系统参数变化和负载干扰等特点,一般控制方法难以全部满足性能要求。常规PID控制方法虽然算法简单、可靠性好、鲁棒性高,但由于参数整定繁杂,往往造成参数整定不良、性能欠佳、适用性能差。为了改善这些缺陷,将模糊控制理论与PID控制理论相结合,设计了模糊PID控制器,实现了对PID参数的在线整定。利用MATLAB/Simulink进行仿真,比较常规PID控制与模糊PID控制下电液比例系统的控制效果,发现模糊PID控制器较好地克服了系统的非线性和负载干扰的影响,提高了系统的稳定性和动态性能。

微型机械手的机构分析

微夹持技术的关键是针对各种不同的夹持对象及其夹持要求和特点 ,设计并研制出性能各异的微机械手、微夹钳等。所阐述的微机械手采用了形状记忆效应驱动的方案和整体式的机械设计 ,工作可靠 ,夹持力可控。就所设计的机构作了传动和夹持力的理论分析。

智能型采棉机器人中单机械手运动学建模与仿真

针对我国采棉方式严重制约着采摘效率和收获成本的现状,提出了基于单机械手的智能型采棉机器人构想。根据D-H法则和机械手的结构参数,建立了单机械手的运动学模型,采用反变换法求解运动学逆问题,利用MATLAB仿真,验证了所建模型和所有连杆参数的正确性,保证了机械手各关节的准确运动,实现了棉花的实时、高效采摘,并且可以在上述机械手运动学模型基础上开展轨迹规划和避障等技术研究。

微机械手的传动分析

应用常规分析和有限元分析对微机械手机构的传动比作了理论分析计算，并通过实验测量，对两种理论计算结果进行了比较．结果表明，有限元分析的计算值与实验测量值比较接近，反映了在理论分析中将微机械手的整体视作弹性体更接近于实际情况．将有限元分析应用于微机械的机构分析时。

基于柔性铰链支承的热驱动硅微机械手的力学模型及性能分析

微机械手是一种典型的微型执行器,是微型机电系统(MEMS)的重要研究内容之一。以基于柔性铰链的电热驱动硅微机械手为研究对象,建立了微夹钳的二次超静定力学模型,导出了钳口处输出位移的解析式,并在此基础上对硅微机械手的性能进行了分析。分析表明,微夹钳的输出位移与柔性铰链切割半径成正比,切割半径越大,输出位移越大;对各加载电压下的微夹钳输出位移,其试验和理论结果的变化趋势一致,即微夹钳输出位移随输入电压的增加基本呈线性增加。

水下七功能电动机械手设计研究

以适用于水下自主作业的电动机械手为研究对象,通过设计一个具有六自由度和夹钳剪切功能机构,组建了一个水下自主作业七功能电动机械手。机械手主要包括三个基本运动模块和一个夹钳剪切模块,具有质轻,作业范围大,回收状态良好等特点;机械手实现了内部走线,深海密封作业,关节绝对位置的检测和高精度控制。介绍了水下七功能电动机械手的整体结构,典型运动模块结构和工作原理,并对机械手进行运动学分析及作业空间分析,对其关键关节进行静力学分析,动力学仿真和有限元分析,验证机械手结构设计的可行性。

采用ADAMS的五自由度抛光机械手仿真分析

用机器人运动学的知识求出机械手的雅可比矩阵,用UG软件对五自由度抛光机械手进行三维实体建模,通过UG和ADAMS接口直接导入到ADAMS软件中,在此基础上进行五自由度抛光机械手的运动仿真分析,得到五自由度抛光机械手手腕关节的位移变化曲线,为机械手设计的改进和完善提供依据。

形状记忆合金丝驱动的微型机械手

文章介绍了以形状记忆合金丝为驱动材料 ,以弹簧钢为基体研制的微型机械手。它抓取零件的直径范围为0 .5～ 1mm ,最大抓取重量为 5 0g。文章讨论了所设计微型机械手的结构、形状记忆合金驱动的特点及控制原理、柔性铰链应用以及机械手进一步微型化的条件。

弧焊机械手示教与再现误差的分析及消除措施

分析了造成弧焊机械手再现误差的原因,并通过对实验数据的处理,分析了再现误差量与焊接速度的关系,针对这种关系,提出了减小再现误差量的措施。理论和实验表明,该措施能有效地减少再现误差。

基于TRIZ理论的电动式变胞装载机械手的设计

变胞机构是一种新型机构,可自我重组和重构,在运动过程中能够根据功能需求而改变构态,以适应不同工作任务要求。应用Triz理论进行变胞装载机械手的方案设计,根据创新原理和进化法则设计出一种电动式变胞装载机械手,并且对其方案的组成情况、工作原理及结构特点进行了介绍。

深海5功能水下电动机械手设计及误差分析

面向深海中小作业型水下机器人应用需求,针对水下液压机械手支持系统庞大复杂、关节直接驱动式水下电动机械手负载能力小等特点,研究设计了深海中等负载5功能电动机械手。该机械手前三个关节采用相同的电动直线缸模块进行驱动,均能实现120°范围的摆动。电动直线缸模块内部设有直线电位计进行位置反馈,以便该机械手与水下机器人组成的系统具备自主作业能力,腕转夹钳模块集成了腕转和夹钳两个功能。利用D-H法对机械手进行了运动学分析,为后续自主作业研究奠定了理论基础。通过矩阵微分法对机械手末端位置误差进行了分析,误差小于1.7mm。

一种并联机械手视觉引导算法

钣金冲压件为例,根据传送带输送的工件具有一致性的特点,介绍了用于从传送带上抓取并将其摆放整齐的并联机械手的视觉引导算法设计,采用一种非匹配的算法,快速将在传送带上杂散分布的工件的位置和角度计算出来;该算法较模板匹配法运算量大大减少,保证了系统的实时性;另外,对于传送带上工件正反面颠倒、工件重叠现象,算法也进行了相应处理;机械手可根据视觉算法得到的工件信息,逆解计算出机械手主动臂转角,从而实现拾放(pick-and-place)操作;对3万件工件实测,其中发生重叠的工件43个,没有正确识别工件28个;该算法对工件定位准确度达到99.7%,证明该算法具有很高的可靠性。