一体化单纵臂轮边电驱动系统的设计及轻量化

建立了采用同步带传动的一体化单纵臂悬架轮边电驱动系统的模型,并设计了同步带传动的张紧机构。计算了单纵臂壳体在4种典型工况(垂向力最大工况、转向侧滑工况、驱动力最大工况、紧急制动工况)下的受力情况,并给出了其对应的应力和位移分布云图。在此基础上,选取一些重要参数变量,对单纵臂壳体进行轻量化设计,分析参数对壳体强度的影响。对优化前后的模型进行ADAMS仿真分析,比较车辆优化前后的平顺性。所进行的轻量化设计有效降低了该轮边驱/传动系统的簧下质量。

轻量化行星采样机械臂虚拟样机系统

针对行星探测车采样机械臂开发效率低及成本高的问题,采用虚拟样机技术,对探测车采样机械臂的结构、功能、功耗及控制系统等方面进行了研究,提出了一种轻量化、低功耗、多功能四自由度采样机械臂的设计方案,确定了各关节的驱动方案,并对驱动部件进行选型。基于SolidWorks软件,实现三维模型的建立,并利用ADAMS软件,建立采样机械臂动力学模型。应用D-H法建立采样机械臂关节坐标并确定连杆参数,求解正、逆运动学公式,采用三次多项式方法对关节空间进行轨迹规划。利用ADAMS和Matlab搭建虚拟样机联合仿真系统,进行联合仿真实验。仿真结果表明,该采样机械臂设计方案合理,达到轻量化、低功耗目的,控制系统稳定可靠,能够实现支起、收回、采样等功能。

基于ROS的轻量化机械臂系统设计

针对目前工业机械臂不适用于广泛的教育行业和不开源的现状,设计出了一种结构简单、低成本、可靠性高的机械臂系统。采用Raspberry Pi 3B+搭载机器人操作系统(ROS)作为主控系统的核心,通过Rviz可视化工具显示机械臂三维模型,使用Moveit完成轨迹规划。引入转速、电流双闭环调速系统,提高了六轴机械臂的稳定性。轻量化机械臂实验平台的实现,降低了系统复杂度,实现了控制系统的可移植性,使控制方式变得简单。实验结果表明:搭载ROS的轻量化机械臂不仅控制简单而且可稳定地完成动作。

A modular cable-driven humanoid arm with anti-parallelogram mechanisms and Bowden cables

This paper proposes a novel modular cable-driven humanoid arm with anti-parallelogram mechanisms(APMs)and Bowden cables.The lightweight arm realizes the advantage of joint independence and the rational layout of the driving units on the base.First,this paper analyzes the kinematic performance of the APM and uses the rolling motion between two ellipses to approximate a pure-circular-rolling motion.Then,a novel type of one-degree-of-freedom(1-DOF)elbow joint is proposed based on this principle,which is also applied to design the 3-DOF wrist and shoulder joints.Next,Bowden cables are used to connect the joints and their driving units to obtain a modular cable-driven arm with excellent joint independence.After that,both the forward and inverse kinematics of the entire arm are analyzed.Last,a humanoid arm prototype was developed,and the assembly velocity,joint motion performance,joint stiffness,load carrying,typical humanoid arm movements,and repeatability were tested to verify the arm performance.

移动服务机器人机械臂的结构设计

随着科学技术的飞速发展,移动服务机器人与人的关系越来越密切,使人们受益匪浅。本课题的主要目的是为移动服务机器人设计一款机械臂,通过拓扑优化和根据性能指标的尺寸优化其结构,使其具有质量轻、精度高、占地小、较高的负载自重比、运动灵活且安全稳定的特点。

外骨骼机械臂拓扑优化设计研究

针对老年人肌肉功能逐渐退化所导致的手臂运动障碍问题,设计一种上肢外骨骼机械手臂。可以实现肩关节的外展/内收、前屈/后伸和外旋/内旋运动,肘关节屈/伸运动。首先建立三维模型,然后采用变密度法对外骨骼机械臂关键部件进行了拓扑优化设计。优化结果表明,在符合刚度和强度的条件下,通过优化设计,外骨骼机械臂关键部件重量可以减少到未优化部件的70%。

自卸车举升机构三角臂轻量化设计研究

应用虚拟样机技术和拓扑优化技术,对自卸车举升机构三角臂进行了轻量化设计和可制造化设计研究,建立了基于整车的参数化仿真分析模型和15个工况点的拓扑优化设计模型,使得结构重量明显降低,提高了企业的经济效益。

矿用巡检机器人轻量化多轴机械臂的应用

煤矿巡检工作一直以人工为主,在皮带运输过程中由于输送带运行速度快、物料飞落等不安全因素,易造成巡检人员受伤,给煤矿安全生产造成很大的困扰。因此采用矿用巡检机器人对运输中的带式输送机进行巡检,搭载轻量化多轴机械臂可实现对带式输送机底部、侧方的细微巡检,避免盲区,实现对整个带式输送机的全方位可视化巡检。从而对带式输送机运行中存在的故障隐患进行准确判断,确保煤矿高效安全生产。