针对非完整轮式移动机器人运动中普遍存在的速度饱和约束,提出一种全局渐进稳定的反馈跟踪控制器。基于状态反馈构造新的虚拟控制量,利用Lyapunov定理构造运动学控制律;利用移动机器人速度饱和约束和受限控制参数实现其有界速度控制;进行了相应的稳定性分析。与不考虑速度饱和约束的控制器进行了仿真对比,结果表明:其实际轨迹更能平滑逼近其参考...
针对遗传算法应用于机器人路径规划问题时随机生成初始种群的盲目性,对初始化算法进行了改进。首先在起点和终点所在行之间的各栅格行中随机选择一个自由栅格以保证路径的无障碍性,由于这些栅格组成的路径不连续,故设计了中点连接法连接间断点,最后对路径进行简化以避免重复路径。将此算法与文献[8]的自适应遗传算法在相同环境下仿真,实验结果表...
基于SolidWorks-Workbench平台,通过SolidWorks建立桁架机器人三维实体模型,利用Workbench对桁架机器人的两种典型工况进行静力学分析,并在此基础上对桁架机器人进行模态分析,提取出桁架机器人的固有频率和振型,从而可通过调节机器人的运行速度来使其激振频率尽量远离结构的固有频率而避免发生共振。仿真结果表明:典型工况一的最大变形量为0.69 ...
四足机器人机体冲击力的有效检测能够为动态平衡控制提供决策依据,而与之相关的研究在现有文献中尚未见到,为此提出了一种新型的四足机器人机体冲击力检测算法;通过机器人的动力学分析和基于卡尔曼滤波器的姿态求解,获得腿部冲击力加速度和重力加速度在机体坐标系中的分量,并将其从加速度计输出信号中分离以获得机体冲击力加速度,完成对机体冲击...
由中风、脊髓损伤或其他相关疾病引起的行动困难的人数正在迅速增加。为了改善这些人的生活质量,帮助他们重新获得行走能力,需要大量的辅助行走设备。近来研究的脑控下肢外骨骼可以释放治疗师负担,并提供有效且重复的步态训练。在过去的10年中,外骨骼等机器人辅助器械取得了巨大的进步,一些产品已经商业化。脑控下肢外骨骼是可穿戴的机器人系统,...
针对船舶外板喷涂机器人的设计,应用重构设计理论,提出了基于高架机器人与爬壁机器人的模块化重构设计思想,对重构机器人的关键技术进行了分析,包括高架关键技术、爬壁关键技术、共通关键技术,并进行了技术对比。最后,以某船厂的实际应用为例,对重构机器人设计指标、重构系统原理、重构机械模块和控制系统重构模块进行了设计与研究。
以工业机器人分拣工作站为研究对象,针对其轨迹规划和自动化生产协调难度大的问题,提出ABB机器人仿真软件RobotStudio应用于工业机器人自动分拣工作站中。进行三维实体建模并构建布局,运用ABB的Virtual Controller技术,导入到RobotStudio,搭建了自动分拣工作站的三维实体模型及整体布局。对手爪气缸Smart组件进行了子组件的添加及属性设置,创建...
为了提高并联机构的设计效率和准确性,以3-UPU型三平动并联机构为研究对象,对其进行运动学位置正逆解仿真与分析。在ADAMS环境下,得出该机构位置正逆解的仿真曲线。运用MATLAB作出其理论位置逆解曲线并与仿真位置逆解曲线相比较,验证了仿真位置逆解的正确性。将仿真逆解曲线以样条驱动函数形式输入给该机构,得出样条驱动函数下的位置正解曲线并...
我国已连续5年成为全球最大的工业机器人应用市场,市场规模约占全球的1/3。在工业机器人产业蓬勃发展的同时必须清醒地认识到,由于缺失相关技术标准,没有形成健全的标准体系,导致产品质量得不到有效保证,国内60%以上市场份额被国外品牌占据,亟待开展标准化相关研究。采用魏尔曼三维结构模型的思想,构建了我国工业机器人三层次标准体系框架,分析...
冗余机械臂凭借广泛的运动空间、较高的灵活度等优势得到了广泛的关注,但其逆运动学求解复杂,计算量大。针对此问题,以某五轴冗余工业机械臂为例,根据D-H约定建立正运动模型,结合实际情况确定关节运动顺序,基于代数法建立逆运动求解模型,降低求解的复杂性,计算结果满足轨迹规划的要求。并基于关节空间采用五次多项式函数进行运动仿真验证,结果表...
传统抛光过程中,抛光参数通常是根据工件表面设置为恒定值。但如果工件表面不均匀,恒定的抛光参数对于材料去除量大的区域会发生欠抛光现象,进而降低抛光效率,影响加工表面质量。为此,基于神经网络(NNW)和遗传算法(GA)提出一种工业机器人不均匀工件表面抛光算法,解决不均匀表面抛光过程中出现的问题。应用神经网络预测某一确定的抛光参数对应的...
针对由于实际尺寸存在差异,工业机器人作业轨迹需要现场调试的情况,对工业机器人夹取工件作业的一般流程进行了分析,提出基于安川工业机器人平行移动功能的作业位置修正方案。结合打磨工作站应用示例,具体设计了采用触摸屏操作、PLC控制、机器人执行的修正模块,包含主功能、运动设置、位置选择、XYZ坐标方向移动及限制功能。实现通过对关键作业...
为满足液压外骨骼机器人长时间工作运行的使用要求,在对油箱散热原理进行分析的基础上,提出4种新型油箱结构。采用CFD数值模拟方法,对油液在油箱中的传热特性和流动特性进行了仿真计算,得到散热效率最优的油箱结构,为液压外骨骼机器人油箱结构优化设计提供了参考。
据MarketandMarkets报告指出,到2020年,物联网机器人的市场预计超过200亿美元,可能达到214. 4亿美元。什么是物联网机器人。在物联网世界中,机器人将接入到物联网框架,作为"移动的东西",与固定设备和人进行交互。物联网机器人是物联网和机器人技术的融合,在物与物、物与人泛在连接的基础上,融入机器人,称为IoT Robot。物联网机器人是一个新概念,...
为提高工业机器人的设计效率,对工业机器人进行功能分析及模块划分,将工业机器人分为4种通用模块,分别是执行器模块、旋转臂模块、俯摆臂模块及底座平台模块4种模块;建立模块之间的3种标准连接接口;对工业机器人各模块进行三级参数化设计,一级参数驱动机器人总体结构尺寸,二级参数驱动机器人各模块的结构尺寸,三级参数驱动机器人各零件的结构尺...
在工业机器人的应用控制中,其作业轨迹的规划是系统设计的关键内容,为了使焊接机器人能根据设定的轨迹和速度进行高效施焊,以KUKA KR10 R1420型工业机器人为研究对象并分析其结构,采用D-H参数法建立各杆件坐标系,通过齐次变换矩阵建立机器人运动学方程。利用MATLAB机器人工具箱构建KR10 R1420型工业机器人的数学模型,并进行了轨迹规划和运动学仿...
针对目前市面上串联式书法机器人体积大,动作灵活性差、运行速度慢以及成本高等缺陷,研究一种基于Delta机器人的并联式书法机器人。该书法机器人将Delta作为机器人本体,使得书法机器人体积小巧,运动快速灵活,准确度更高。该机器人的毛笔夹持机构和纸张输送机构可实现自动换笔和输送纸张,提高了自动化程度。利用Inscape软件将所需要书写的汉字转...
骨手术中较差的表面质量影响骨组织愈合,延缓康复时间。将超声振动与普通钻削相结合有助于改善骨手术中钻孔的表面质量。对新鲜的皮质骨进行超声振动辅助钻削试验,对比普通钻削分析其表面质量;并采用响应面优化法研究振幅、频率、主轴转速和进给速度等参数对表面粗糙度的影响。结果表明:在加载超声振动条件下可以获得更优的表面质量;同时合理选...
针对大长径比镗刀精镗深孔出现的振动问题,根据动力学理论建立了减振镗杆的数学理论模型,得出了影响减振效果的几个关键参数:动力吸振器和主振动系统的质量比、固有频率比、阻尼器的阻尼比等。完成了减振镗杆结构尺寸设计,确定了动力吸振器的参数值、几个核心部件的关键尺寸和材料、减振块的外形尺寸和材料、弹簧橡胶的内外径和轴向长度尺寸及相...
针对热镀锌车间,波纹板从镀锌池中出来后经过外吹环喷嘴吹净多余锌粒时产生的强噪声问题,采用大涡模拟结合FW-H方程研究了外吹环的流场、声场特性。结果表明:外吹环喷嘴出口中心位置处的噪声最大达到120 dB,距外吹环出口1 m的周向位置上噪声的声压在80 dB到120 dB之间。并通过实验验证了数值模拟结果的正确性,为实现对外吹环的噪声控制和低噪声...
为解决高速齿轮泵困油的卸荷问题,提出了一款极易加工的平底直U形卸荷槽及形位尺寸;并与传统的矩形卸荷槽进行卸荷面积和困油压力的实例对比。结果表明:U形最大卸荷面积增加了13.5%,能有效解决最小困油容积附近的卸荷能力不足问题,且其结构与加工简单;在8000 r/min高转速下,U形卸荷槽困油的压力峰值增加率为15.9%,压力谷值为-0.26 MPa,其困油现...
针对液压机械无级变速器(HMCVT)中电磁阀-湿式离合器-压力传感器组成的系统,为较精确地建立带有压力传感器系统的动态响应模型,并且提高在特定工况下压力传感器的标定精度,分别基于改进的模拟退火(SA)算法和径向基函数神经网络(RBF-NN)提出对该系统进行辨识以及压力传感器精确标定的方法。试验结果表明:该系统的动态响应与二阶系统响应相吻合,其...
结合某公司的塑料燃油箱生产线进行爆破测试系统的研究与开发,将所开发的爆破测试系统用于检验燃油箱承受交变压力的耐久性。该测试系统以西门子S7-200 PLC为核心部件,配合高压气源、水箱、流量计、比例阀、压力传感器等组成部件,通过触摸屏设定不同测试参数,可检验不同型号燃油箱的各项性能指标。油箱爆破试验机可实现多模式爆破试验,即标准压...
以配置FANUC数控系统的数控铣床为研究平台,分析了数控系统参数设置规则和宏程序编制技巧,探讨了数控铣床工件坐标系相对机床坐标系偏移量的确定方法。在此基础上,对光电对刀仪进行了改进;编制了测量工件原点坐标的宏程序;利用系统参数设置,定制了自动对刀指令;用这一指令即可实现数控加工自动对刀。实验结果表明:该自动对刀方法使用方便,对刀时...
针对溢流阀主阀芯位移检测系统中主阀芯材料的选择问题,从不同材料对传感器检测性能的影响和对主阀芯力学性能的影响两个方面研究确定主阀芯材料。利用Ansoft Maxwell研究4种材料对涡流检测的影响,分析线圈阻抗随检测距离的变化规律及对变压器型等效电路的适用性;而后研究4种材料下主阀芯的力学性能,分析比较主阀芯应力和形变分布及寿命和安全系...
钛合金材料具有硬度高、强度大、导热系数小、弹性模量低的特点,采用机用丝锥进行钛合金内螺纹加工,经常导致丝锥损坏、螺纹成品率低,对应优化措施需要综合考虑因素多,不易掌握。尤其是小尺寸螺纹加工,难度更大。而电火花加工内螺纹技术成熟。通过M2规格钛合金内螺纹的电火花加工实例,确定了电极尺寸、放电参数和精度保证方式等工艺控制要点以及...
数字化精度分析是当前确保机床设计精度的重要手段。精度建模与精度分析等重要手段主要针对机床几何精度、运动精度及工件表面成形运动精度。对于复杂成形运动机床,目前精度设计标准与工件加工精度之间尚无准确对应关系。为此,提出了基于误差预测的机床精度设计方案,该方案分为两阶段数字化精度分析。第一阶段通过技术系统实现工件到工艺系统各...
根据飞机惰化系统所需的引气技术指标,设计并实现了引气模拟系统及其控制系统。采用电液伺服控制技术实现引气压力控制,采用温控仪及可控硅调功器和K型热电偶等实现引气温度控制,基于LabVIEW及信号调理实现系统数据的采集及过程控制。气源出口压力采用继电器开关控制空压机启停实现,引气压力和温度采用PID控制算法实现。试验结果表明,引气模拟系...
西门子将推出首个数字化原生数控系统Sinumerik ONE,推动机床行业的数字化转型。这一全新的控制器能够与软件协同工作,在一个工程系统中创造出机床控制器及相关的"数字化双胞胎",从而有助于实现硬件和软件的无缝集成。依靠在虚拟与现实世界的无缝交互以及高性能的硬件,Sinumerik ONE在生产力、性能和数字化方面树立了新的标准。
液压泵型式试验测试过程繁琐、检测数据量大、性能分析困难。因此,设计了基于PLC和组态软件以及MATLAB的检测控制分析系统。通过实践证明,该系统自动化程度高、检测精度高、测试效率高、操作方便,提高了企业的智能制造水平。
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