基于TRIZ的猕猴桃采摘机设计

针对猕猴桃采摘效率低、易损伤果实等问题,应用TRIZ理论指导猕猴桃采摘机的设计。通过需求分析,确定猕猴桃采摘机的作业流程。基于系统功能分析识别旋拧式猕猴桃采摘末端执行器的功能缺陷,应用因果分析、物场分析等TRIZ工具对采摘末端执行器求解创新方案,创新设计出一种自动定位果树—识别果实—剪断果梗—收集果实的猕猴桃采摘机。应用ADAMS对末端执行器采摘动作进行步态仿真、应用MATLAB对采摘机作业空间和采摘轨迹进行动态仿真,结果表明:猕猴桃采摘机采摘轨迹空间范围为X方向行程约1.4 m、Y方向行程约1.8 m和Z方向行程约2.3 m;采摘速度为8 s/个,末端执行器采摘过程作业动作平稳连贯,满足预期设计要求。在产品概念设计阶段应用TRIZ理论,有利于产生高质量、多层级的概念解,提高产品设计效率。

荔枝采摘器关键部件研究进展

荔枝是我国南方特色水果,其产量居世界之首。目前,荔枝主要的采摘方式为人工采摘,迫切需要实现机械化、自动化和智能化采摘。针对荔枝采摘器的各个部分进行分析,梳理了现有的关于荔枝采摘器的研究成果与学术观点。荔枝采摘机器人一般包括末端执行器、执行机器人、辅助升降平台和视觉系统。在视觉系统中,荔枝果实和果梗的准确识别和精准定位是一大难题,需要合理选择相机、镜头,并合理布置其位置,同时不断改进识别和定位算法。为满足荔枝产业高效、无损的采摘需求,机械化、自动化、智能化的采摘装备是荔枝采摘器未来的发展趋势。

轮毂锻造机器人欠秩耦合端拾器结构设计及优化

为了提高高温和振动环境中轮毂锻造机器人的夹持稳定性和安全性,设计了一种轮毂锻造机器人欠秩耦合端拾器,并进行了结构优化。首先,将欠秩端拾器与弹簧杆件耦合,进行了欠秩耦合端拾器的设计及其自适应抓取过程分析;然后基于虚功原理,建立了端拾器执行机构在自适应夹持状态下的接触力模型;随后以接触力大小均衡性为要求建立结构参数优化模型,并提出新自适应小世界算法及其优化流程;最后利用自适应小世界优化算法完成了端拾器优化,并将优化结果与经验法、Fmincon优化函数、遗传算法和基本小世界算法进行了比较。数值测试表明,与其他4种算法相比,自适应小世界算法的优化目标值最小,且分别减少了97.4%、62.9%、52.3%和42.2%,显示出小世界算法在欠秩耦合端拾器优化中的可行性和优越性;而将所优化结构参数分别代入端拾器的接触力模型比较,文中所优化端拾器不同接触点处接触力偏差最大值也最小,且最大偏差分别减少了87.2%、82.6%、69.5%和42.1%,满足了锻造机器人端拾器夹持时的接触力均衡性要求。

端拾器吸盘负载设计

首先根据料片材料规格,分解绘制出受力图,再根据料片常用的三种运动工况,推导计算出料片移动所需要的最大吸力,最后根据料片规格和端拾器结构推导出所需要的吸盘规格和数量,为端拾器设计提供一种理论方法和公式,推动整个行业端拾器设计技术的发展。

冲压自动化生产中端拾器的选择与应用

通过对冲压自动化生产线端拾器的种类、结构形式及组成、端拾器的选择、端拾器的组装调试等几个方面进行分析阐述,使读者能够对自动化冲压生产线中端拾器这种柔性化工装夹具的选择与应用有一个初步的认识。

端拾器真空系统设计

首先通过原材料的材料型号和尺寸规格重量,确定了各元器件的规格型号,再次通过真空系统及控制的需要,确认了真空系统的结构和组成,使整个真空系统不仅具有吸真空的能力,还具有破真空的能力,将二者通过巧妙的结构形成一个完整功能系统,提高了真空系统响应及时性,最后通过端拾器搬运工件的自动化需要确定了整个真空系统自动控制的基本功能,为机械手真空系统的设计提供一种思路和借鉴。

浅谈冲压自动线端拾器安装调试效率提升方法

通过深度剖析冲压自动线端拾器安装调试工作内容、影响因素,总结归纳其效率提升方式。明确给出端拾器设计基本原则,吸盘安装基本原则,结合线外端拾器组装和验证方式的使用,使端拾器安装调试效率大大提升。调试时间由85~120min缩短至0~15 min左右,其中,发罩外板、前门外板和顶盖外板上线后基本无需调整。

汽车侧围外板模具自动化生产线的改造设计与应用

针对汽车侧围外板模具制造中存在的制件质量不稳定、废品率高和废料伤人等问题,改造设计了一种基于端拾器的汽车侧围外板模具自动生产线,并对进行自动化生产线中模具与传送装置、制件到的协调性进行了分析,对废料排出工序进行了改造,通过安装传感器与氮气弹簧进一步提高自动化程度。经现场应用表明,经过自动化改造汽车侧围外板模具制造的生产效率与合格率得到了提高,而人员配置大幅减少,达到了改造目标。

轮毂锻造机器人欠秩端拾器热-结构耦合分析及优化

为了提高高温环境下轮毂锻造机器人欠秩端拾器夹持的有效性和承载性,对欠秩端拾器进行了热-结构耦合分析及结构优化。首先,基于有限元理论将欠秩端拾器所受热力载荷和静力载荷耦合,得到欠秩端拾器关键部件在耦合力场作用下的热应力分布及应力和应变结果;然后,根据所得热应力分布云图,对欠秩端拾器各指节进行隔热优化设计以及热-结构耦合分析;最后,根据隔热结构的等效应力结果进行了欠秩端拾器的拓扑结构优化。数值分析表明:相比优化前的结构,隔热优化后欠秩端拾器的首、中和末指节在参照节点处的温度分别降低了33.78%、50.42%和35.31%;拓扑优化后欠秩端拾器的首、中和末指节的质量分别减少了38.75%、18.63%和26.45%,实现了轮毂锻造机器人欠秩端拾器的耐高温及轻量化的优化目标。

热冲压生产线机械臂和端拾器的动态变形

为降低热冲压生产线机械臂和端拾器运行中的动态变形、保证热冲压生产中机械臂的上料精度及速度、提高生产线的生产效率和良品率,采用理论分析和有限元数值模拟相结合的方法,从机械臂和端拾器的设计结构和运行速度两个方面对热坯料在上料过程中的动态变形进行了研究。通过对模型及振动影响因素的理论分析得出,减小载荷因素、增大弹性模量、增大截面惯性矩,可以降低机械臂和端拾器的动态变形。同时,通过对空心和十字等端拾器主杆截面下机械臂和端拾器动态变形情况的对比及不同加载速度下振动变形曲线的分析,给出了机械臂Z轴运动速度和Z向行程参数设计依据,为机械臂、端拾器设计及热冲压生产应用提供技术支撑。