四轴冲压工业机器人建模与优化设计

以自主研发运用于冲压作业四轴工业机器人为研究对象,根据其性能和结构要求,确定该机器人结构的总体设计方案,运用三维建模软件完成机器人主要部件的三维实体建模及装配模型,并运用ANSYS分析软件完成对小臂、大臂的有限元静态分析及对大臂的拓扑优化,分析结果符合设计要求。     

悬挂式协作机器人设计与分析

针对老年人独处晾晒衣物困难的问题,基于人机协作的特点及要求,研究设计一种悬挂式协作机器人,其主要由机械臂和末端手爪等部件组成,机械臂由两关节构成,采用Matlab软件求解协作机器人的运动空间云图;基于指数积公式,求解悬挂协作机器人的运动学方程;依据机器人的工作流程,采用UG软件对其进行运动仿真分析,求解其位移和加速度随时间的变化规律;最后,采用PLC对其进行控制研究,获取机器人的控制信号,为协作机器人的设计研究提供一种理论基础。     

一种新型服务机器人的设计与分析

随着老龄化社会的到来和机器人技术的发展，服务机器人成为了机器人领域的研究热点之一。以提高服务的舒适性为切入点，设了一款新型服务机器人并对其机械臂轨迹规划进行了研究。首先，结合轮式与足式的优点，设计了一种新型轮足式的服务机器人底盘，并且采用麦克纳姆轮进一步提高服务机器人的运动性能；其次，以人臂为参考对象，确定了服务机器人机械臂的自由度，并建立了服务机器人整体三维模型；最后，在MATLAB中建立机械臂模型，分析了其直线插补运动与曲线插补运动。仿真实验表明，机械臂运动时各关节的角位移、角速度和角加速度都是光滑、无跳变现象，即所设计的机械臂无论是做直线运动还是曲线运动都能够平稳的工作。     

体感交互式拟人手臂机器人

针对目前人体动作同步机器人造价高,使用过程繁琐,需要穿戴多种传感器设备等缺点,设计并研制了一种不需 要穿戴传感器的人体手臂动作同步机器人。介绍了机器人的结构和系统组成,给出了Kinect读取和共享数据以及转换 为机械臂可用数据的方法,设计PID结合PWM脉宽调速的控制驱动模块,完成了机械臂控制系统的软件。结果表明该 人体动作同步机器人在未经培训的操作者指挥下,能够从不同初始位置完成人类肢体动作发出的指令,并且精度较高。 这一研究可为无传感器肢体交互智能机器人研制提供参考     

仿蜘蛛救援机械臂结构设计与研究

针对非结构化环境下的救援任务,结合生物界蜘蛛腿部的运动特性,设计了一种仿蜘蛛式救援机械臂。基于机构学数学基础的拉格朗日方程求解救援机械臂的动力学模型。鉴于救援机器人的实时性、自适应等特性,分析径向基函数神经网络的控制策略,提出基于径向基函数神经网络救援机械臂的控制策略。采用径向基三层前向网络设计救援机器人的控制方案,重点探讨了救援机器人单关节的神经网络控制方法,并对其进行Matlab仿真。结果表明:所设计的控制方法可实现救援机械臂的自适应性和鲁棒性。     

新型三自由度拟人并联机械臂及其位置分析

提出了一种新型三自由度拟人并联机械臂，该机械臂由3个直线电机控制，完成腕部的二维移动和一维转动。基于机械臂的结构几何关系，运用坐标变换方法，得出这种机械臂的逆、正解方程式，且是唯一的封闭解。在满足各机构约束的条件下，根据机械臂的逆解方程式，绘制了其工作空间轮廓图，为该机械臂的应用提供了理论基础。由于该机械臂的结构简单、工作空间大、装配方便等优点，因此在现在工业领域有着潜在的应用前景。     

自动穿鞋带机的机械夹爪多目标优化设计

为满足灵活穿鞋带过程中无空间干涉及较大的拉扯力需求,夹鞋带的机械夹爪需刚度足够且结构尽可能小巧, 为此,文中用有限元分析软件ANSYS Workbench对夹爪和连接件进行了静力分析,获取了夹爪和连接件的受力和变形情 况。为尽可能避免机械手与鞋面、夹具之间的干涉,运用优化模块Design Exploration,对夹爪和连接件进行了多目标优 化,在夹爪与连接件满足许用应力和最大位移变形的要求下,缩小了夹爪和连接件的结构尺寸。机械手静力分析表明： 机械手满足许用应力和最大位移变形的要求。     

应用惯性释放对过山车结构分析

按照游乐设施安全规范基本设计规定要求,在WORKBENCH软件中应用惯性释放方法对完全无约束的结构进行静力分析,对过山车结构或其他机械结构进行有限元分析有指导作用,用于解决如何确定车体承受最不利的载荷工况、如何确定车体中最危险的位置等问题。首先利用ADAMS进行动力学仿真,提取车体所受载荷,并对车体在WORKBENCH中进行概念建模,然后运用惯性释放方法对车体进行约束,最后对车体施加载荷进行有限元分析,结果显示这种方法可行。     

基于有限元分析的抽油机改进设计

CYJQ14型抽油机在现场使用过程中出现了游梁断裂的事故.通过对该抽油机的主要承载构件游梁的局部结构进行有限元分析后,发现游梁与平衡臂支座连接的焊接处超过了屈服极限,从而产生局部裂纹,是造成游梁与平衡臂支座连接处撕裂的主要原因.笔者提出了合理的结构改进方案,对改进后的游梁与平衡臂联接处进行计算和有限元分析.结果表明:改进后的结构强度满足使用要求.     

弹性机械臂的灵敏度分析

本文建立了两臂机器人的弹性多体动力学模型,并在此基础上分析了机械臂端点运动对于关节阻尼,关节弹簧刚度的灵敏度。     

基于视觉传感的焊缝跟踪系统研究现状

视觉传感技术在焊接机器人上的应用,大大提高了机器人的焊接效率和焊接质量。文中介绍了基于视觉传感的 焊缝跟踪系统的分类及主动视觉和被动视觉技术的基本原理;分析了图像处理技术的滤波去噪、图像分割与边缘检测和 特征分析等研究方法;分析了焊缝跟踪系统的控制结构和智能控制技术的应用现状。最后提出根据视觉传感系统测得 焊缝的信息,实时调节焊接参数以及焊枪角度等工艺参数进行自动化和智能化焊接是未来发展方向。     

管-管相贯线机器人焊接枪体姿态的拟合

针对管一管相贯线机器人焊接焊缝,提出了其具有不一致的角焊缝和焊接接头深度的特点,指出了管一管相贯线 的全位置焊接对焊接机器人的要求,通过MATLAB分段拟合的方法得到机器人坐标系下6个轴的坐标与工件坐标系坐 标的关系曲线,即焊接机器人的枪体姿态,为后续通过对焊接机器人焊枪姿态的合理设定和工艺参数的优化来保证相贯 线焊缝的成形质量的研究奠定基础。     

机器人CO2焊接视觉跟踪实时控制研究

本文在对采用ＣＣＤ摄象机正面拍摄焊接区图象并用微机进行图象处理，以及对视觉跟踪采用实时控制的必要性分析的基础上，通过实验建立了一个实用的机器人ＣＯ_２保护焊自适应控制系统。试验表明该系统能成功地避开焊接时短路过渡的干扰，获得满意的焊接区图象，满足机器人弧焊实时控制的要求．     

机器人焊接图象信息快速处理技术的研究

利用自行研制的图象处理机及图象处理软件对焊接区图象进行快速处理，提取偏差特征参量，控制焊接机器人的末端执行器实现机器人焊接的视觉跟踪。     

Fuzzy控制在焊缝自动跟踪过程中的应用

本文阐述了模糊控制在机器人焊接焊缝自动跟踪过程中的具体应用，以ＣＯ２焊接为例对其短路过渡过程及跟踪过程响应特点进行了分析，提出了Ｆｕｚｚｙ控制方案，通过实验确定了机器人焊接焊缝自动跟踪的Ｆｕｚｚｙｙ控制器。     

焊接机器人轨迹规划的研究现状

为了提高焊接效率、改善焊接质量的实际生产需求,对焊接机器人空间轨迹规划的方法及研究现状进行了综述, 对关节轨迹规划法和笛卡尔轨迹规划法做出了比较,指出了轨迹规划中存在的问题即如何更便捷地实现最优轨迹规划 和多种最优算法的统一,认为空间轨迹同焊接工艺参数进行联合规划将是未来研究的重点和方向。     

实时专家系统及其应用研究

本文从实时性的角度出发,讨论了实时专家系统的含义,实时推理的特点及其方法并阐述了一个机器人焊接视觉跟踪监控和诊断实时专家系统。     

不锈钢薄板焊接变形影响因素与控制方法

针对目前不锈钢薄板在焊接时,存在的焊接结构件变形、焊接质量差、使用性能低等缺点,为进一步改善薄板焊 接加工工艺,对焊接变形影响因素进行分析,重点从输入热源、焊缝尺寸、初始粗糙度、板厚和焊接装配等因素出发阐述 了对焊接变形的影响。提出在焊接时需要通过进一步畸化焊接温度场、增强焊接结构件刚度、设计施加辅助热源或冷 源、夹具约束或者旋转挤压等组合装置来达到控制薄板的挠曲变形的目的。最后提出有限元仿真技术在焊接中的应用 将会更加科学地分析和预测焊接变形。     

焊接应力对平接头强度的影响

焊接残余应力普遍存在于焊接结构中。用材料力学和用疲劳图的方法分析焊接残余拉应力是如何影响焊接平接头静载强度和疲劳强度的