面向上纱机器人的末端执行器的结构设计

针对筒子纱的人工上纱效率低、劳动强度高等问题,课题组设计了面向上纱机器人的末端执行器。根据筒子纱的结构特点和上纱工艺要求,采用SolidWorks软件对末端执行器进行建模,设计具有双移动内撑式手爪、自动调节手爪间距装置及气动推纱机构的末端执行器,实现单次2个筒子纱的抓纱和推纱的上纱过程。对抓取机构建立静力学模型,通过SolidWorks软件和ANSYS软件对末端执行器的关键结构零部件进行运动学和静力学的仿真分析。仿真结果表明抓取机构的运动过程稳定,结构可靠,达到了设计要求。     

面向视障人群的障碍物位置与距离的视觉测量方法

针对视障人群与障碍物之间的位置与距离难以检测的问题，课题组提出了基于单目视觉的障碍物检测与定位方法。该方法基于单目视觉系统获取外界环境信息，在三帧差法的基础上对相邻帧差图像进行加法运算，降低了噪声的影响，实现了对正前方和两侧横穿的障碍物的检测与定位；结合单目视觉系统标定，建立了单目测距模型，计算视障者与障碍物之间的距离；根据视障者的行走速度规划防撞预警策略。通过实验验证表明该方法能够有效检测出人行道上的行人障碍物，同时距离障碍物小于8 m时测距误差控制在5%以下，并提示预警措施。课题组的研究在一定程度上解决了视障人群出行安全的问题。     

基于颜色特征的筒纱分拣机器人识别定位方法

针对筒纱分拣机器人作业目标的表面纹理复杂、位置随机摆放等干扰因素的问题,课题组提出了基于颜色特征的筒纱识别定位方法。构建了具有视觉感知的4自由度DOBOT筒纱分拣机器人系统,通过视觉系统获取筒纱多目标的图像,采用对图像进行预处理的算法来提高分拣目标的对比度;将作业目标由RGB空间转换到HSV颜色空间,提取各分量的颜色特征,采用区域生长法对不同颜色的多目标区域进行提取;建立基于图像信息的形心坐标,对各目标区域的连通域进行定位。实验结果表明：该方法能够实现对不同颜色的作业目标的识别与定位,并在分拣机器人的手眼标定的基础上,实现了对不同颜色的作业目标进行分拣。     

堆叠筒子纱机器人无序分拣方法

针对筒子纱分拣机器人对作业目标堆叠时识别不准确、抓取位置不稳定的问题，课题组提出了一种堆叠筒子纱的机器人无序分拣方法。构建了具有3D视觉感知的筒子纱分拣机器人系统，利用Kinect V2相机获取堆叠筒子纱的图像信息，对采集到的筒子纱点云进行处理；通过M估计抽样一致性算法（MSAC）和直通滤波算法对原始点云进行裁剪，采用改进E R分割算法和ICP算法完成点云的分割和配准，得到筒子纱的位姿信息；最后使用机器人进行抓取实验。实验结果表明：该方法能够实现对堆叠场景下的作业目标的识别定位，系统的抓取成功率达到86%，可以满足筒子纱分拣的实际生产需求。     

考虑摆线轮齿距误差的RV减速器转臂轴承寿命评估

针对RV减速器的转臂轴承易失效的问题，课题组以RV 110E减速器为研究对象，对转臂轴承进行受力分析，采用ADAMS软件建立RV减速器多体动力学模型，以Lundberg Palmgren理论为基础，计算转臂轴承的寿命，分析摆线轮齿距误差对转臂轴承寿命的影响规律。研究结果表明：转臂轴承的载荷合力与分力呈周期性变化，同一摆线轮上的转臂轴承承受的载荷大小和周期相同，相位差为120°，转臂轴承承受的最大载荷为8 094.6 N，最小载荷为1 371.2 N；转臂轴承的理论寿命为4 629.0 h，仿真寿命为2 505.6 h；齿距误差值开始值为正时，轴承的载荷力比无误差大，反之则小；齿距误差值越大，转臂轴承的载荷力峰值振幅越宽，转臂轴承的寿命稳定性高，反之亦然。     

基于PLC和触摸屏技术的针梳机控制系统

B423针梳机及所配的自调匀整装置均为纯机械式装置,控制系统智能化程度不高,产品精度及效率低。针对这些缺点,文章提出了基于PLC和触摸屏的控制系统,该系统以PLC为核心,对传感器采集的针梳机实时数据进行存储、计算及传输,控制整机的运行状态。同时与触摸屏进行通讯,将整机运行数据以动态图的形式显示,并接受触摸屏给定的工艺参数来控制执行元件,实现了操作人员与针梳机的人机对话功能。通过在B423型针梳机上的调试,本系统操作简单,智能化程度高,提高了产品的质量及效率。