食品检测咀嚼机器人工作空间研究

为了提高食品检测效率,改善食品检测精度,增加食品检测的客观性,文章介绍了一种基于6-UPS机构的咀嚼机器人,介绍了咀嚼机器人的结构原理,求解了机构的运动学逆解,分析了机构的工作空间影响因素,利用MATLAB编程求得机构在定姿态下的工作空间。空间轮廓图表明,该机构在定姿态下能到达人类全部真实咀嚼空间,机构设计可靠,能够模拟人类咀嚼行为对食品进行检测。     

连杆机构设计仿真平台在机械原理教学中的应用

针对机械原理课程的特点和要求,在多媒体教学中应用自主开发的连杆机构设计与仿真平台。应用该平台能使学生较好的掌握机构组成原理,应用该平台能够加强学生对四杆机构的基本形式和曲柄存在的条件理解。通过该平台的应用,开阔了学生对机构分析及设计的思路,提高了学生的学习兴趣。     

基于CFD的加热仓风量调节装置

针对目前烟熏生产工艺中普遍存在烟熏效率低下的问题,应用CFD技术对烟熏炉加热仓气流场的流动进行建模与分析。基于仿真结果,提出一种进风口风量调节机构,通过在加热仓的适当位置设置可变流量的进风口,可以改善加热仓的气流场分布;通过对该机构的运动学和动力学仿真,确定了各项参数;并设计实验方案,验证仿真结果的准确性以及调节机构对加热仓气流场的改善效果。应用结果表明该风量调节机构改善了烟熏炉加热仓的气流场分布,使烟熏效果更加均匀。该研究提高了烟熏食品的加工效率。     

口感预测型食品物性仿生检测系统

针对目前在使用质构仪进行食品物性检测时，存在的检测数据准确性较差，操作系统功能单一，测试结果与口感 评价间无关联性分析等缺点，提出了基于六自由度并联机器人的口感预测型仿生检测系统。设计了仿生咀嚼检测平台； 利用数理统计原理和最小二乘法建立了物性检测数据与口感评价之间的数学模型，实现了仿生检测系统的口感预测功 能。实验结果表明，利用数学模型获得的口感预测值与人口感评价结果之间的误差小于9%，满足实际应用的需要，验 证了口感预测数学模型构建的正确性及口感预测功能的可行性。     

基于Unity3D的凸轮机构虚拟设计与仿真研究

凸轮机构实验包括凸轮机构设计和凸轮机构运动仿真。借助计算机、多媒体、虚拟现实等技术，构建凸轮机构虚拟实验台，提供凸轮设计与凸轮机构运动仿真功能。通过比较虚拟实验台的相关技术和方法，以Unity3D为平台研究凸轮机构虚拟实验设计与仿真中的关键技术，包括运动曲线的设计、表达式识别、平面凸轮实体生成、界面布局和机构组装。     

新型履带式管道机器人变径机构动力学分析与仿真

为提高履带式管道机器人的驱动效率与管道适应性,基于升降机式与滚珠丝杠螺母副式变径机构,提出了一种滚珠丝杠螺母副三角升降式变径机构。设计了变径机构并阐述了其工作原理。通过对变径机构动力学分析与基于虚功原理的驱动特性分析,确定影响驱动电机输出转矩大小的主要参数。利用多体动力学仿真软件ADAMS建立一组变径机构模型并对其进行了动力学仿真分析。仿真结果表明了电机输出转矩与支撑角间的变化关系,为选取合适的电机转矩与支撑角变化范围提供了理论依据。     

PSpice仿真软件在模拟电子电路设计与分析中的应用研究

由于Pspice的电路仿真能力强,因此在模拟电子电路的设计和分析中得到了日益广泛的应用。在电路系统仿真方面,Pspice属于电路模拟试验平台,具有多功能性。Pspice由于具有较好的收敛性,因此在系统和电路级仿真中极为适用,其仿真能力快速、准确。本文首先简要介绍了Pspice仿真软件,然后用两个实例研究了PSpice仿真软件在模拟电子电路设计与分析中的应用。     

XY-3-RPS混联机器人设计和运动学仿真

为实现人工骨关节表面抛光的自动化,课题组充分利用串并联机构之间的机构特性优势互补的特点,设计了一种XY 3 RPS混联人工骨关节抛光机器人,该混联机器人具有5个自由度。笔者搜索了并联机构和混联机构的工作空间;对比分析了基于正逆运动学的支链位置变化曲线;在并联机构欧拉角表示法及运动学理论的基础上建立了混联机构运动学数学模型,并利用MATLAB及ADAMS进行仿真验证。结果表明机构正逆运动学曲线吻合,运动稳定。该混联机构完全满足抛光人工骨关节表面的运动及工作范围要求。     

新型外科手术机器人(AOBO)的机构设计及运动学分析

为了提高外科手术机器人的工作空间和手术效率,缩小机器人的操作空间和结构尺寸,以适应针对不同病人的 工作特点和手术环境。研制了一种新型的7自由度外科手术机器人( AOBO),设计了每个关节的动力机构以及专用的 手术器械。肩关节机构处通过1个谐波减速器使得整体运动更加平稳,负载能力更大;大臂和小臂采用高强度低质量的 碳纤维材质制造减少了由于臂长给电机增加的负载,同时建立了其运动学方程,仿真了机器人的工作空间。实物测试实 验表明,该外科手术机器人具有合适的工作空间和很好的动作灵活性,能够满足外科手术对于机器人的准确定位和精确 操作的要求。     

新型六自由度铆孔机器人刚度特性研究

针对高端制造业对大型、薄壁及复杂曲面工件的精密、高效和柔性加工的需求，课题组设计了一种基于6 SPU并联机构的 新型步行式铆孔机器人。首先，建立了机构的位置逆解的数学模型；然后，通过螺旋理论推导出机构的雅可比矩阵，同时考虑支链的刚度系数，建立了机构的全 刚度矩阵及刚度模型；最后，对机构在静载荷作用下动平台变形进行了分析，同时分析了机构的刚度特性分布及相关参数对其的影响，并和有限元仿真结果进行 对比，验证了刚度模型的合理性。该研究为自动铆接机器人的结构优化及性能分析提供了参考依据。     

基于视觉捕捉的网球自拾取机器人系统

为了规避网球比赛的风险,提高效率,开发了一套基于视觉捕捉的网球自动拾取机器人系统,由移动机器人平台 搭载机械臂自由移动对散落在网球场地的网球进行侦测并拾取。采用基于ARM的硬件架构搭建移动机器人的控制系 统平台,并通过网络控制接口与机器人平台上的图像采集与识别模块实现通信;将视觉采集捕捉到的网球的位置信息传 送给控制器,控制移动机器人移动定位,机械臂配合实现网球拾取。经模拟网球场运行证明设计方案可行,视觉的引入 节省了大量的人力与时间。开发的网球自拾取机器人系统有很强的实用性,具有一定的推广意义。     

越障机器人的设计与研究

系统地阐述了越障机器人的机构设计思想及运动原理；分析和探讨了遥控控制手段，控制电路及控制策略，该机器人机构设计巧妙，采用航模比例遥控器和PLC电路进行控制，具有结构紧凑可靠，操作简单，运动灵活等特点，在实践中得到了良好的验证。     

基于扭转振动的多步态移动装置的运动学建模

为了实现移动机器人多步态稳定运动,提出一种新型的利用自身的结构特性来设计移动装置的方法。通过对其 倒立的U型结构的设计,再分别对该移动装置滑、走、跑和跳4个步态进行运动学建模,最后利用ADAMS仿真实现了该 移动装置稳定的多步态的运动。然后根据仿真结果给出了各运动相在每个步态周期中的足地接触距离以及横梁质心位 移的变化情况,最后讨论了影响该移动装置多步态运动的因素,如机体与两腿的长度之比r、共振频率和电机转速等。 结果表明该移动装置实现了多步态的运动,对未来研究多步态移动机器人提供了理论基础。     

机器人实验教学平台软件的设计与实现

机器人技术已成为国际学术界关注的一项热点问题。开发机器人实验课程,让研究生接触到国际先进的机器人具有重要意义。现有实验用机器人不具备可操作的人机交互接口,造成实验过程中要编写大量的底层代码,浪费了宝贵的时间。针对此问题,设计并实现了一套移动机器人直接控制实验平台软件,提高了课程时间的利用效率,增强了课程的可扩展性。同时将学生的精力集中在控制算法的开发与实现过程,达到了研究生实验课的培养目的。     

固定电机驱动的平面关节型机器人无参数运动学标定

针对传统平面关节型机器人（简称SCARA）运动臂质量大的缺点,设计一种固定电机驱动的SCARA。为提高其 精度用无参数化标定的方法进行运动学标定,根据D-H方法,在空间坐标转换的基础上建立了该SCARA的数学模型, 得到杆件间相对位置关系;通过外部测量设备测出末端执行器的位姿,利用运动学正逆解解出实际位姿与理论位姿之间 驱动输入的差值,补偿到理论的输入中,得到补偿后的动平台位姿。通过计算机仿真表明该标定方法能极大提高末端执 行器的位置精度,证明了无参数化标定方法的有效性和可靠性。     

并联机构智能优化设计方法研究

本文分析介绍了近年来兴起的智能优化算法——遗传算法用于并联机构优化设计的基本思想和应用方法，以雅可比矩阵的条件数为优化设计目标，建立了Stewart并联机构结构参数优化设计的数学模型，分别采用两种编码方式优化设计了平台的结构参数，并用MATLAB软件编程，得到了较为合理的结果。     

移动机器人系统多传感器信息融合研究

多传感器信息融合是目前移动机器人领域的主要研究热点。全面讨论了多传感器信息融合技术的主要研究进展及其在移动机器人系统中的典型应用情况；简要介绍了多传感器信息融合的基本实现方法；系统分析了移动机器人系统中多传感器信息融合的主要研究目标与研究内容；在此基础上，提出一种基于多传感器信息融合的足球机器人定位与导航系统的设计实现方案。     

机器人码垛工作站的输送整列装置设计

为了解决机器人码垛前的输送排列问题,针对2款产品的码垛方式,进行机器人码垛工作站的布局分析,提出了 在码垛机器人之前需要设计输送整列装置。其次,开发了拉距装置、转向装置和整列推送装置,在码垛机器人抓取之前 实现产品箱的输送整列功能。最后,探讨了2款产品输送整列的工艺过程,结果表明输送整列装置在机器人码垛工作站 中具有合理性和实用性。