簡介：特種作業(yè)機(jī)器人是機(jī)器人家族的重要成員，在海洋深水作業(yè)、外層空間開發(fā)以及在其它危險復(fù)雜的環(huán)境下作業(yè)應(yīng)用廣泛，作業(yè)機(jī)械手則是特種作業(yè)機(jī)器人必不可少的執(zhí)行單元。本文以一臺水下作業(yè)機(jī)械手為背景，在保留原有控制系統(tǒng)的部分周邊設(shè)備的基礎(chǔ)上，嘗試使用PC104處理板和VXWKS嵌入式實時操作系統(tǒng)構(gòu)建新的控制單元，完成對機(jī)械手控制系統(tǒng)性能改進(jìn)的研究。全文主要包括以下幾個方面的內(nèi)容首先，在介紹了水下作業(yè)機(jī)械手的組成結(jié)構(gòu)、分析了其工作原理之后，為之選擇了合適的上、下位兩級分布式控制體系結(jié)構(gòu)，并建立了機(jī)械手電液伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，選擇了合適的BANG－BANG控制結(jié)合PID控制的智能控制策略，完成了對應(yīng)的數(shù)字控制器的設(shè)計以及控制參數(shù)的選取。其次，在與傳統(tǒng)使用單片機(jī)和DSP控制芯片比較之后，選擇了采用高性能PC104總線標(biāo)準(zhǔn)的CPU處理板和AD－DA板作為機(jī)械手控制系統(tǒng)的核心硬件單元，設(shè)計了一片以AD694芯片實現(xiàn)了用于減少反饋信息干擾的VI轉(zhuǎn)換電路，并將其與原有系統(tǒng)周邊設(shè)備結(jié)合構(gòu)成了一個完整的控制系統(tǒng)，。隨后，介紹了在VXWKS平臺上配合TNADO軟件使用C語言編寫了系統(tǒng)控制軟件，具體包括AD、DA、串行通信、定時、控制各個模塊的編寫以及如何反映VXWKS的實時性要求的細(xì)節(jié)。最后，簡要介紹了系統(tǒng)的硬件調(diào)試、軟件調(diào)試過程和部分實驗結(jié)果，并將原有系統(tǒng)的控制結(jié)果和新系統(tǒng)的控制結(jié)果進(jìn)行了比較，論證了新的控制系統(tǒng)的效果。

簡介：瓷絕緣子是發(fā)電廠和變電站運(yùn)行的重要組成設(shè)備，起著支撐導(dǎo)線和絕緣的作用。其工作環(huán)境惡劣且長期承受動態(tài)負(fù)載，若絕緣子局部存在微小缺陷，就容易在該處產(chǎn)生應(yīng)力集中，并造成缺陷尺寸不斷增大。瓷絕緣子是經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成的電瓷產(chǎn)品，無固有的形變且韌性極低，當(dāng)內(nèi)部缺陷尺寸超過臨界點(diǎn)后極易引發(fā)脆性斷裂。通常，瓷絕緣子的內(nèi)部裂紋存在一個緩慢擴(kuò)展期，當(dāng)裂紋發(fā)展到亞臨界尺寸后進(jìn)入快速擴(kuò)展期。為了確保電網(wǎng)安全運(yùn)行，及時檢測出還處在緩慢擴(kuò)展期的瓷絕緣子內(nèi)部裂紋，并預(yù)估絕緣子使用壽命，已成為電力系統(tǒng)急待解決的問題之一。本論文主要包含六個方面內(nèi)容1課題研究的目的、意義，國內(nèi)外瓷絕緣子無損檢測現(xiàn)狀；2瓷絕緣子的結(jié)構(gòu)形式、力學(xué)特性以及斷裂機(jī)理，包含受力分析與工程實例的臨界裂紋尺寸計算；3超聲波檢測的原理、分類及應(yīng)用于瓷絕緣子無損檢測的工藝方法；4檢測機(jī)械手的設(shè)計分析、計算及三維設(shè)計圖，檢測機(jī)械手主要包含機(jī)架、探頭旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、探頭軸向移動機(jī)構(gòu)、探頭伸縮機(jī)構(gòu)；56檢測實驗與總結(jié)。課題研究有三個方面成果1根據(jù)瓷絕緣子的斷裂受力分析，計算出最大受力狀態(tài)時，橫擔(dān)放置下瓷絕緣子的臨界斷裂尺寸為241MM，因此確定無損探傷靈敏度為12MM；2確定采用超聲波小角度縱波入射的方法，對瓷柱重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行掃查。根據(jù)探傷靈敏度及探測范圍的需求，選定頻率為25MHZ、晶片大小為1212MM、入射角為55°的小角度縱波探頭；3結(jié)合實際檢測條件，設(shè)計出適合現(xiàn)場檢測的便攜式超聲檢測機(jī)械手，該機(jī)械手具有較高柔性，能實現(xiàn)探頭掃查運(yùn)動的全部需求，且探頭伸出長度可根據(jù)瓷絕緣子檢測面直徑不同做一定范圍內(nèi)調(diào)整。

簡介：移動機(jī)械手（MOBILEMANIPULAT）系統(tǒng)是由一個或若干個機(jī)械手固定在移動平臺上構(gòu)成，具有工作空間大、運(yùn)動冗余度高等優(yōu)點(diǎn)，在實現(xiàn)危險環(huán)境、極端環(huán)境作業(yè)方面具有廣泛的應(yīng)用前景。本文在國家863項目“危險化學(xué)反應(yīng)器泄漏檢測與修補(bǔ)移動機(jī)械手系統(tǒng)”（2003AA421040）的支持下，以美國ACTIVMEDIAROBOTICS公司生產(chǎn)的PIONEER3AT型移動機(jī)器人和本實驗室自主研制的五自由度機(jī)械手為研究對象，對移動機(jī)械手運(yùn)動學(xué)解耦和五自由度機(jī)械手仿真進(jìn)行了研究，主要研究內(nèi)容如下首先，用DH法建立了五自由度機(jī)械手運(yùn)動學(xué)模型求解機(jī)械手運(yùn)動學(xué)正問題和逆問題并分析了機(jī)械手的關(guān)節(jié)速度與雅可比矩陣；在分析完整約束與非完整約束的基礎(chǔ)上，建立了移動平臺的運(yùn)動學(xué)約束模型，并用微分法得到了移動平臺的離散模型。其次，討論曲線幾何學(xué)和路徑的參數(shù)表示方法，對五自由度機(jī)械手進(jìn)行了連續(xù)路徑操作軌跡規(guī)劃，實現(xiàn)末端執(zhí)行器在笛卡爾空間內(nèi)的勻速運(yùn)動，用MAPLE軟件計算出機(jī)械手運(yùn)動學(xué)逆解，給出了各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角、速度和加速度曲線。最后，利用MATLAB軟件擅長數(shù)值計算、能處理大量的數(shù)據(jù)、繪圖功能強(qiáng)的特點(diǎn)，編制了五自由度機(jī)械手的運(yùn)動學(xué)分析計算及動畫仿真程序，可以對不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的五自由度機(jī)械手模型進(jìn)行運(yùn)動分析及仿真，同時程序還實現(xiàn)了運(yùn)動模型的三維可視化，為機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)置和軌跡規(guī)劃提供可靠依據(jù)。

簡介：點(diǎn)擊查看更多微小型水下作業(yè)機(jī)械手控制體系結(jié)構(gòu)的研究.pdf精彩內(nèi)容。

簡介：為了使機(jī)器人能夠工作在動態(tài)變化的環(huán)境中，代替人類從事各種危險的工作，必須提高機(jī)器人的感知能力，提高機(jī)器人感知能力的方法是給機(jī)器人配置各種各樣的傳感器，例如，力傳感器、觸覺傳感器、接近覺傳感器、距離傳感器和視覺傳感器。對于自治機(jī)器人來說，視覺傳感器起著非常重要的作用，它能夠無接觸地測量環(huán)境的變化，為機(jī)器人提供豐富的環(huán)境信息，輔助以其它傳感器的信息，機(jī)器人能夠進(jìn)行決策，并執(zhí)行相應(yīng)的操作，完成指定的作業(yè)任務(wù)。在傳統(tǒng)方式中，視覺傳感器工作在開環(huán)的系統(tǒng)中，對目標(biāo)物體的位置和方位即，姿態(tài)進(jìn)行測量，機(jī)器人根據(jù)測得的姿態(tài)對目標(biāo)物體進(jìn)行操作，其精度完全依賴于視覺系統(tǒng)的精度和機(jī)器人本體的精度，當(dāng)目標(biāo)物體做未知運(yùn)動時，機(jī)器人的操作就會失敗。將視覺傳感器加入到機(jī)器人控制回路中形成閉環(huán)控制，利用視覺信息控制機(jī)器人本體例如，車輛、飛行器和潛水器或機(jī)械手末端執(zhí)行器相對于目標(biāo)物體的位置和方位，就是所謂的視覺伺服控制。視覺伺服以視覺信息引導(dǎo)機(jī)器人完成對物體的跟蹤、抓取和裝配等作業(yè)任務(wù)，提高了機(jī)器人的操作精度和機(jī)器人的自治能力。根據(jù)視覺信息在控制回路中的作用方式可以將視覺伺服分為基于位置的視覺伺服、基于圖像的視覺伺服和25D視覺伺服；根據(jù)攝像機(jī)的安裝位置，可以將機(jī)械手視覺伺服控制分為EYEINH和EYETOH也稱為STALONE配置下的視覺伺服控制；根據(jù)攝像機(jī)的數(shù)目可以將其分為單目、雙目和多目配置下的視覺伺服控制。本文提出了一種新的基于多攝像機(jī)的機(jī)械手視覺伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其視覺系統(tǒng)由雙目立體視覺和單目EYEINH組成，雙目立體視覺系統(tǒng)安裝在能夠進(jìn)行PANTILT運(yùn)動的云臺上，當(dāng)雙目立體視覺系統(tǒng)用于跟蹤運(yùn)動物體時，就構(gòu)成了類似于雙目EYEINH配置的兩關(guān)節(jié)機(jī)械手視覺伺服系統(tǒng)；當(dāng)雙目立體視覺系統(tǒng)用于機(jī)械手的視覺伺服控制時，構(gòu)成了雙目EYETOH配置的機(jī)械手視覺伺服系統(tǒng)當(dāng)機(jī)械手處于目標(biāo)物體上方對其進(jìn)行定位、跟蹤和抓取等作業(yè)任務(wù)時，主要依靠單目EYEINH視覺系統(tǒng)對機(jī)械手進(jìn)行視覺伺服控制。因此，本文分別對單目EYEINH、雙目EYEINH和雙目EYETOH配置下的機(jī)械手視覺伺服控制進(jìn)行研究，通過對上述幾種視覺伺服方法的組合應(yīng)用，提高機(jī)器人在未知環(huán)境中的自治能力。本文首先給出了單目EYEINH配置和雙目立體配置下的視覺伺服控制模塊的基本原理。主要內(nèi)容包括基于單目EYEINH配置下的圖像雅可比矩陣的推導(dǎo)、多特征點(diǎn)情況下圖像雅可比矩陣的組合、基于任務(wù)函數(shù)的機(jī)械手控制算法，以及基于雙目立體視覺的機(jī)械手視覺伺服控制，并分別給出了基于EYEINH和EYETOH配置下的仿真實驗，接著給出了基于多攝像機(jī)系統(tǒng)的視覺伺服控制的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了硬件實驗平臺。最后給出了機(jī)械手視覺伺服控制的兩個應(yīng)用實例，一個是基于立體視覺的機(jī)械手未知平面內(nèi)曲線跟蹤，另一個是基于視覺和力覺信息混合控制。本文的創(chuàng)新之處和貢獻(xiàn)主要有以下幾點(diǎn)1在當(dāng)前姿態(tài)和目標(biāo)姿態(tài)之間存在旋轉(zhuǎn)分量的情況下，單單地依靠圖像空間的位置誤差進(jìn)行視覺伺服控制常常不能使機(jī)械手收斂到目標(biāo)位置，針對這一問題，本文提出了一種簡單的估計旋轉(zhuǎn)誤差的方法，將估計結(jié)果疊加在常用的控制方法上，例如，本文所使用的基于任務(wù)函數(shù)的方法上，實現(xiàn)了對帶有旋轉(zhuǎn)分量的物體的定位，通過仿真實驗，驗證了該方法的有效性。2通過仿真實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)起始位置和目標(biāo)位置存在深度上的差別時，僅僅依靠視覺伺服控制不能使其收斂到目標(biāo)位置，必須通過深度估計技術(shù)對該深度誤差進(jìn)行補(bǔ)償，在消除深度影響的情況下，才能依靠視覺伺服實現(xiàn)對物體的定位。3提出了一種新的基于多攝像機(jī)的視覺伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)由一套主動雙目立體視覺系統(tǒng)和單目EYEINH攝像機(jī)組成，其中雙目立體視覺系統(tǒng)安裝在能夠做PANTILT運(yùn)動的云臺上，豐富了現(xiàn)有的視覺伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。4針對實際應(yīng)用中的非接觸型作業(yè)任務(wù)的特點(diǎn)，提出了基于雙目立體視覺的未知平面內(nèi)曲線跟蹤的方法，在假設(shè)立體視覺精度能夠滿足要求的情況下，通過估計未知平面的法線方向和曲線的起始點(diǎn)，確定了機(jī)械手末端執(zhí)行器的姿態(tài)，通過仿真實驗驗證了所提方法的有效性。5在實際的接觸型作業(yè)任務(wù)中，需要在控制位置的同時，控制末端執(zhí)行器與環(huán)境之間的接觸力，針對這一問題，本文提出了一種基于視覺力覺的混合控制算法，采用雙目EYETOH配置下的視覺伺服控制技術(shù)確定機(jī)械手在X和Y方向上的運(yùn)動，采用平面約束和力控制的方法確定機(jī)械手在Z方向上的運(yùn)動，通過仿真實驗，驗證了所提方法的有效性。

簡介：該文以開發(fā)狹長管道噴漆機(jī)械手為目標(biāo)系統(tǒng)地研究了該機(jī)械手的尺寸優(yōu)化設(shè)計、動力學(xué)分析以及計算扭矩控制和魯棒控制等問題取得了如下成果□根據(jù)實際工況設(shè)計了一種四自由度噴漆機(jī)械手由靈活度分析優(yōu)化出了機(jī)械手各手臂尺寸并由此給出沿圓形和方形截面軌跡運(yùn)動時各關(guān)節(jié)角位移的變化規(guī)律這一工作為噴漆機(jī)械手的動力學(xué)分析和數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計提供了重要的理論依據(jù)□采用牛頓歐拉方程法建立了噴漆機(jī)械手的剛體動力學(xué)模型為伺服進(jìn)給電機(jī)的選擇提供理論依據(jù)在此基礎(chǔ)上考慮噴漆機(jī)械手末端偏心給出噴漆機(jī)械手運(yùn)動過程中伸縮懸臂末端的振動響應(yīng)進(jìn)而為噴漆過程中系統(tǒng)的減振奠定基礎(chǔ)□根據(jù)噴漆機(jī)械手動力學(xué)模型引入非線性反饋補(bǔ)償使補(bǔ)償后系統(tǒng)動態(tài)呈線性關(guān)系據(jù)此分別設(shè)計了傳統(tǒng)的PID控制器和最優(yōu)計算扭矩控制器以保證跟蹤誤差取極小值并通過計算機(jī)仿真給出圓形和方形兩種不同截面軌跡對大、小臂運(yùn)動穩(wěn)定性的影響規(guī)律□基于廣義坐標(biāo)下的動力學(xué)方程提出機(jī)器人的固有特性然后根據(jù)現(xiàn)代控制理論中的非線性系統(tǒng)線性反饋理論考慮實際控制系統(tǒng)存在的模型誤差和外界干擾設(shè)計了魯棒控制器保證輔助信號的終值有界和跟蹤誤差的一致終值有界并且通過與計算扭矩控制相比較表明魯棒控制可以使大、小臂位置誤差明顯減小且收斂速度明顯加快

簡介：SCARA機(jī)械手因為其柔順性，已經(jīng)越來越廣泛的應(yīng)用在電子裝配、點(diǎn)膠、噴漆和碼垛等行業(yè)，但是國外的SCARA機(jī)械手價格比較高，所以設(shè)計一種低成本、高精度和工業(yè)用SCARA機(jī)械手將會有很好市場效益。本文主要成功設(shè)計了高精度工業(yè)用SCARA機(jī)械手。首先進(jìn)行了SCARA機(jī)械手操作機(jī)的設(shè)計，包括技術(shù)要求的確定、結(jié)構(gòu)方案的確定、機(jī)械本體的概念設(shè)計、機(jī)械本體的樣機(jī)設(shè)計和機(jī)械本體裝配。其次采用傳統(tǒng)的機(jī)械手桿件參數(shù)表示法DH方法建立起SCARA機(jī)械手的DH連桿坐標(biāo)系和桿件參數(shù)，通過齊次坐標(biāo)變換建立起它的運(yùn)動學(xué)模型包括正運(yùn)動學(xué)方程、逆運(yùn)動學(xué)方程和雅可比矩陣。再次根據(jù)機(jī)械手標(biāo)定的一般方法，使用機(jī)器視覺通過帶用一組標(biāo)準(zhǔn)圓孔的模板，對它進(jìn)行了標(biāo)定包括關(guān)節(jié)標(biāo)定和運(yùn)動學(xué)模型標(biāo)定；基于開放式的、模塊化的原則，確定了控制系統(tǒng)的基本硬件體系工控PC機(jī)四軸運(yùn)動控制卡確定了SCARA機(jī)械手半閉環(huán)控制的控制方案，即關(guān)節(jié)閉環(huán)和末端執(zhí)行器開環(huán)；根據(jù)它的運(yùn)動學(xué)模型，使用VC60程序設(shè)計語言對它進(jìn)行了模塊化編程，主要包括關(guān)節(jié)坐標(biāo)控制編程和笛卡兒坐標(biāo)控制編程。最后對它進(jìn)行了重復(fù)定位精度的測試和分析，進(jìn)行了工程實際應(yīng)用。本文設(shè)計的高精度工業(yè)用SCARA機(jī)械手已經(jīng)成功地應(yīng)用在科瑞自動化深圳有限公司和深圳市科廣電科技有限公司合作的SMT相關(guān)設(shè)備項目中PCB板異型元件插件機(jī)ACI0136上，目前運(yùn)行良好。

簡介：本課題是以“履帶車輛綜合傳動試驗臺換擋系統(tǒng)智能優(yōu)化技術(shù)研究”為基礎(chǔ)，通過對車輛綜合傳動試驗臺換檔系統(tǒng)的研究開發(fā)，為某型高速履帶車輛綜合傳動裝置提供一個良好的性能和壽命試驗平臺，以此提高車輛綜合傳動的整體性能。在傳動系統(tǒng)性能試驗中，如果采用人工換檔，費(fèi)時費(fèi)力并且很難保證精度；在傳動系統(tǒng)壽命試驗中，20萬～40萬次的換檔動作人工很難完成，因此在車輛綜合傳動試驗中提出采用機(jī)械手代替人手進(jìn)行自動換檔操作，減少試驗工作量，縮短設(shè)計研發(fā)周期。本文首先分析研究了國內(nèi)外換檔機(jī)械手的研究現(xiàn)狀，根據(jù)傳動試驗臺的實際換檔需要，對比氣動、液壓、機(jī)械、交流伺服四種驅(qū)動方式，針對換檔操作的球面運(yùn)動特性，采用數(shù)字交流伺服的三自由度直角坐標(biāo)換檔機(jī)械手方案，巧妙解決了曲線換檔、三維轉(zhuǎn)化為二維的運(yùn)動控制、檔位行程標(biāo)定等難題。采用和利時電機(jī)公司的60CB系列伺服電機(jī)、GS系列交流伺服驅(qū)動器、英國翠歐公司的MC206運(yùn)動控制器和工控機(jī)等構(gòu)建了位置環(huán)伺服運(yùn)動控制系統(tǒng)。利用ACTIVEX控件在VB中開發(fā)了上位機(jī)控制程序，并引入了檔位示教、檔位標(biāo)定、定時操作、限位報警等功能，既實現(xiàn)了試驗的自動化換檔操作，又保證了系統(tǒng)的安全可靠。最后，利用網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，以綜合傳動試驗臺的分散控制系統(tǒng)DCS作為網(wǎng)絡(luò)控制主體平臺，通過MODBUS通訊協(xié)議之間的中轉(zhuǎn)，將換檔機(jī)械手控制系統(tǒng)無縫集成到DCS系統(tǒng)中，大大提高了試驗效率。經(jīng)過現(xiàn)場的安裝、調(diào)試和運(yùn)行，本文提出的換檔機(jī)械手的整體設(shè)計和控制方案是切實可行的，能夠完全代替人手實現(xiàn)換檔操作，具有結(jié)構(gòu)緊湊、定位精度高、安全可靠的特點(diǎn)。同時換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)不需要對變速箱體進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，針對不同的變速箱傳動試驗，只需要修改控制軟件中的坐標(biāo)和行程就能滿足試驗要求，具有一定的通用性。

簡介：浙江大學(xué)博士學(xué)位論文番茄收獲機(jī)械手機(jī)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計研究姓名梁喜鳳申請學(xué)位級別博士專業(yè)農(nóng)業(yè)生物環(huán)境與能源工程指導(dǎo)教師苗香雯崔紹榮20040501浙江大學(xué)博士學(xué)位論文摘要8采兒』迭代法幣¨優(yōu)化方法對霸茄收獲機(jī)械手進(jìn)行PTP返動規(guī)劃與仿真試驗。結(jié)果表明，番茄收獲機(jī)械手能夠由初始位置沿預(yù)定路徑運(yùn)動至目標(biāo)位鬣且可以同時進(jìn)行性能優(yōu)化，機(jī)械手具有較高的靈活性，成功避開了作業(yè)空間的障礙物，奇異位形附近運(yùn)動規(guī)劃誤差小，各關(guān)節(jié)位置變化連續(xù)、平滑，均能滿足運(yùn)動精度要求。但番茄收獲機(jī)械手運(yùn)動誤差還受到關(guān)節(jié)極限等因素影響，運(yùn)動規(guī)劃中避關(guān)節(jié)極限等問題仍需進(jìn)一步研究。關(guān)鍵詞番茄收獲機(jī)械手運(yùn)動學(xué)分析優(yōu)化設(shè)計性能優(yōu)化運(yùn)動規(guī)劃仿真試驗LI

簡介：本文密切結(jié)合開發(fā)工業(yè)自動化領(lǐng)域高速執(zhí)行機(jī)構(gòu)的需求在國家自然科學(xué)基金和國家863高技術(shù)研究發(fā)展計劃的資助下系統(tǒng)研究了一種2平動自由度高速輕型并聯(lián)機(jī)械手DIOND的性能評價、動力尺度綜合、彈性動力學(xué)分析、動態(tài)優(yōu)化設(shè)計等關(guān)鍵問題并將理論成果用于指導(dǎo)一種高性能鋰離子電池自動分選成套裝備的設(shè)計論文取得了如下創(chuàng)造性成果揭示出用矩陣條件數(shù)類指標(biāo)評價外副驅(qū)動并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)和剛體動力學(xué)性能時存在的局限性當(dāng)機(jī)械手末端執(zhí)行器參考點(diǎn)位于工作空間中軸線上時速度雅可比矩陣條件數(shù)無法反映間接奇異位形且混合動力矩陣D條件數(shù)同樣存在類似問題究其原因在于條件數(shù)僅能反映將操作空間物理量廣義單位球映射到關(guān)節(jié)空間物理量廣義橢球時的形狀畸變程度但卻不能反映兩球間體積大小的變化提出一種基于支鏈動力學(xué)性能的評價指標(biāo)物理意義為末端執(zhí)行器參考點(diǎn)在單位加速條件下單軸最大驅(qū)動力矩的全域最大值研究表明對于DIAMOND并聯(lián)機(jī)械手系統(tǒng)混合動力矩陣的最大奇異值與支鏈混合動力矩陣D的最大奇異值在評價機(jī)械手接近奇異位形程度方面的能力是等價的提出一種DIAMOND高速并聯(lián)機(jī)械手動力尺度綜合的方法該方法考慮了電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量對系統(tǒng)動力學(xué)性能的影響優(yōu)化出機(jī)械手的結(jié)構(gòu)參數(shù)后校核電機(jī)的性能參數(shù)借助子結(jié)構(gòu)綜合思想并用有限元法建立系統(tǒng)剛彈耦合動力學(xué)模型在此基礎(chǔ)上研究該機(jī)械手的動態(tài)特性及結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對動態(tài)特性的影響采用LMS測試系統(tǒng)檢測樣機(jī)的動態(tài)特性針對高速輕型并聯(lián)機(jī)械手的優(yōu)化設(shè)計既需要基于剛體動力學(xué)作桿件長度的尺度綜合又需要在彈性動力學(xué)層面上對彈性桿件截面半徑參數(shù)優(yōu)化設(shè)計提出一種分層遞階動態(tài)設(shè)計策略優(yōu)化出系統(tǒng)的全部結(jié)構(gòu)設(shè)計變量以確保系統(tǒng)在剛體動力學(xué)和彈性動力學(xué)層面上均具有良好的性能機(jī)械手桿件半徑參數(shù)優(yōu)化設(shè)計是以系統(tǒng)基頻全域均值最大為目標(biāo)函數(shù)以質(zhì)量為約束條件實施上述研究成果不但為指導(dǎo)電池自動分選成套裝備的動態(tài)設(shè)計奠定了堅實的理論基礎(chǔ)而且對開發(fā)同類高速輕型并聯(lián)裝備具有重要的參考價值

簡介：針對物料抓取機(jī)械手，建立了機(jī)械手的運(yùn)動學(xué)模型和幾何模型，進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)原理分析和軌跡規(guī)劃。利用OPENGL在VC60環(huán)境下實現(xiàn)了機(jī)械手抓取和運(yùn)動的動態(tài)仿真。首先根據(jù)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)設(shè)計的基本要求，使用DH方法建立桿件坐標(biāo)系，設(shè)計了物料抓取機(jī)械手的各種運(yùn)動方式，包括平移、提升和抓取等。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用機(jī)構(gòu)運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)原理和逆運(yùn)動學(xué)原理，確定了物料抓取機(jī)械手各種基本運(yùn)動的軌跡，建立了運(yùn)動學(xué)模型。應(yīng)用3DSMAX三維造型軟件建立了機(jī)械手的幾何模型，并在分析了3DS文件格式的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種利用OPENGL直接讀取由3DSMAX輸出的三維幾何模型的接口，從而可利用現(xiàn)有的造型系統(tǒng)來獲取逼真的三維機(jī)器人幾何實體模型，降低OPENGL編程的工作量。利用OPENGL建立了具有一定真實感的圖形動畫顯示系統(tǒng)，設(shè)計了友好的鍵盤控制系統(tǒng)，并在VISUALC60環(huán)境下進(jìn)行了抓取機(jī)械手運(yùn)動學(xué)圖形仿真實驗，實驗結(jié)果基本達(dá)到了預(yù)期的效果。實驗表明，建立機(jī)器人圖形仿真環(huán)境，可以實現(xiàn)機(jī)器人性能的虛擬測試，有利于在機(jī)器人設(shè)計過程中及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，縮短機(jī)器人的研制周期、降低研制成本，在機(jī)器人研究制造領(lǐng)域有現(xiàn)實意義。

簡介：移動機(jī)械手系統(tǒng)是由一個或若干個機(jī)械手固定在一個移動平臺上構(gòu)成，機(jī)械手用來實現(xiàn)一些動作如抓取、操作等，這種結(jié)構(gòu)使移動機(jī)械手擁有幾乎無限大的工作空間和高度的運(yùn)動冗余性并同時具有移動和操作功能這使它優(yōu)于移動機(jī)器人和傳統(tǒng)的機(jī)械手。同時，移動機(jī)械手在拆卸易爆、易燃物品，以及防爆、反恐等社會公共安全和軍事方面也具有廣泛的應(yīng)用前景。本文在國家863計劃項目“化學(xué)危險反應(yīng)器泄漏檢測與修補(bǔ)移動機(jī)械手系統(tǒng)”（項目編號2003AA421040）的支持下，對移動機(jī)械手的手眼協(xié)調(diào)控制技術(shù)進(jìn)行了研究，取得了如下成果和結(jié)論1、從復(fù)雜的環(huán)境中對目標(biāo)物體進(jìn)行識別，選取顏色特征和幾何形狀特征作為識別目標(biāo)物體的依據(jù)，將兩者結(jié)合形成圖像特征，采用灰度化，膨脹腐蝕、中值濾波、圓形識別、質(zhì)心標(biāo)定等方法，實現(xiàn)了目標(biāo)物體的識別，它是下一步機(jī)器人手眼系統(tǒng)進(jìn)行目標(biāo)跟蹤的基礎(chǔ)。2、采用直接將圖像坐標(biāo)映射到機(jī)器人參考坐標(biāo)的“黑箱”思想利用了末端執(zhí)行器到機(jī)器人參考坐標(biāo)系的一個恒定旋轉(zhuǎn)矩陣，使得目標(biāo)三維定位的算法與標(biāo)定參數(shù)的過程大大簡化同時具有較高的定位精度。3、建立了HEBUTII型機(jī)器人正向運(yùn)動學(xué)模型，并用代數(shù)法完成了HEBUTII機(jī)器人的逆運(yùn)動學(xué)方程的求解。在此基礎(chǔ)上，對基于PD的三種機(jī)器人控制算法直接PD控制，PD加前饋控制和PD加修正前饋控制進(jìn)行了仿真研究，實驗結(jié)果表明PD加前饋補(bǔ)償控制算法具有較好的軌跡跟蹤性能，而且PD加前饋控制的動態(tài)補(bǔ)償效果也很明顯。

簡介：點(diǎn)擊查看更多平面三關(guān)節(jié)機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf精彩內(nèi)容。

簡介：本文面向國家汽車工業(yè)對多坐標(biāo)、多功能、可重構(gòu)制造裝備的重大需求，在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）重點(diǎn)項目課題的資助下，對具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的五坐標(biāo)可重構(gòu)混聯(lián)機(jī)械手TRICEPTⅣ的設(shè)計理論與方法進(jìn)行了較深入的研究，內(nèi)容涉及位置逆解、雅可比矩陣分析、尺度綜合與靜剛度分析等。主要研究成果如下1位置逆解與雅可比矩陣分析。根據(jù)該機(jī)械手的結(jié)構(gòu)組成，將其主模塊分解為并、串聯(lián)子系統(tǒng)，并將其工作空間劃分為兩個子空間，提出了一種計及靜剛度特性需求的逆位置分析方法。借助螺旋理論建立了并聯(lián)子系統(tǒng)的完整雅可比矩陣，揭示了驅(qū)動、約束子雅可比矩陣的物理含義，進(jìn)而獲得了操作空間與關(guān)節(jié)空間的速度映射算子。2尺度綜合。提出了一種基于子空間劃分的主模塊運(yùn)動學(xué)設(shè)計方法，依次實現(xiàn)并、串聯(lián)子系統(tǒng)的尺度綜合。借助單調(diào)性分析揭示了并聯(lián)子系統(tǒng)尺度參數(shù)及子空間高度對全域操作性能的影響，并將并聯(lián)子系統(tǒng)的尺度綜合轉(zhuǎn)化為一類有約束非線性規(guī)劃問題。3靜剛度分析。借助子結(jié)構(gòu)綜合法與虛功原理，分別建立并、串聯(lián)子系統(tǒng)的靜剛度模型，進(jìn)而獲得整機(jī)靜剛度解析模型，考察了整機(jī)線、角剛度的全域分布規(guī)律。針對典型位姿，借助商用軟件創(chuàng)建虛擬樣機(jī)并進(jìn)行有限元分析，驗證了上述解析模型的有效性。4靈敏度分析。選擇適宜的靜剛度評價指標(biāo)，借助靜剛度解析模型與靈敏度分析，揭示了主模塊尺度參數(shù)及關(guān)鍵零部件剛度（參數(shù)）對整機(jī)靜剛度性能的影響，為兼顧運(yùn)動學(xué)與靜剛度性能的一體化設(shè)計奠定基礎(chǔ)。

簡介：聚合物熱壓印法可以大批量重復(fù)地在大面積上制備微納米圖形結(jié)構(gòu)，是一種低制作成本和高生產(chǎn)效率的方法，可廣泛用于制作納米圖案和MEMS器件。本文的主要研究內(nèi)容如下在理解熱壓印原理基礎(chǔ)上進(jìn)行了納米柵型結(jié)構(gòu)器件和微結(jié)構(gòu)光柵的制作實驗。采用一種新的熱壓印工藝方法在硅基片PMMA薄膜上成功制作了具有最大線寬980NM，最小線寬71NM多種線寬尺寸的納米柵型結(jié)構(gòu)；分析了熱壓印溫度和脫模溫度對納米柵型結(jié)構(gòu)圖形復(fù)制質(zhì)量的影響。實驗結(jié)果表明在熱壓印溫度110℃～120℃，脫模溫度60℃～70℃條件下可以獲得較好的圖形復(fù)制質(zhì)量，高溫脫模有利于減少模板微溝槽內(nèi)的PMMA殘留物。最后，在對納米熱壓印工藝改進(jìn)的基礎(chǔ)上，制作了微結(jié)構(gòu)光柵器件。操作機(jī)械手是實現(xiàn)高性能微流控芯片生產(chǎn)自動化、批量化的重要組成部分。在現(xiàn)有位置控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用基于力外環(huán)的機(jī)器人力控制方案，建立了一種“力外環(huán)包容位置環(huán)”的力反饋控制系統(tǒng)。設(shè)計了用于實現(xiàn)芯片搬運(yùn)的末端執(zhí)行器，通過分析簡化力學(xué)模型討論了摩擦力對測力過程的影響；然后對力反饋控制系統(tǒng)進(jìn)行了建模分析，設(shè)計了一個系統(tǒng)辨別器來實現(xiàn)力位置控制模式的切換。實驗表明，此操作機(jī)械手力控制系統(tǒng)的控制精度符合設(shè)計要求，具有良好適應(yīng)性。從操作機(jī)械手與外界環(huán)境碰撞保護(hù)的角度進(jìn)行了安全性設(shè)計研究。設(shè)計了一種能夠感知碰撞發(fā)生信號，基于繼電器和電磁制動器實現(xiàn)機(jī)器人保護(hù)的碰撞保護(hù)裝置，計算分析了本裝置對芯片操作機(jī)械手定位精度的影響。實驗表明，此裝置能夠精密控制前沖慣性位移小于1MM，適應(yīng)性強(qiáng)，不影響操作機(jī)械手定位精度，有利于提高微流控芯片自動化制作系統(tǒng)的自動化水平。