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簡介：為了使直角坐標機械手的設計和開發(fā)建立在科學的基礎上，本研究將設計方法學的一套方法引入到直角坐標機械手的設計中。在明確設計任務的基礎上，建立了設計要求明細表，并對直角坐標機械手進行功能劃分和功能分析，分析了直角坐標機械手的主要運動方式，建立了功能結構圖和設計編排表，并分別用加權系數法、模糊數學法和層次分解法對方案進行了評價，最后列舉了應用實例。本課題應用設計方法學的原理和方法成功地進行了直角坐標機械手的設計，達到了對設計方法學理論的驗證及新產品開發(fā)的雙重目的，證明了設計方法學理論和方法的普遍適用性，是一次有意義的嘗試，也是設計方法學的一次應用和實踐。

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簡介：本文利用結構光視覺檢測技術，獲取末端執(zhí)行器與工件的相對位置，從而實現腕部位姿調整，抓取工件。研究目的是開發(fā)具有視覺引導功能的靈巧機械手。為此研制了一套基于個人計算機的結構光三維檢測實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)的硬件包括三坐標工作臺、腕部轉動關節(jié)、激光器攝像機部件、電機驅動電路四個部分。系統(tǒng)軟件包括結構光圖像獲取程序、圖像處理程序、運動控制程序三個部分。在本文研制的檢測系統(tǒng)中，激光器攝像機部件固聯于腕部輸出構件。因此通過工作臺的直線滑臺和腕部關節(jié)運動，激光照射的區(qū)域和攝像機拍攝的場景都可按需要加以調整。通過圖像處理程序獲得場景中的激光條紋和工件的形狀、位置信息?？刂瞥绦驌擞嬎銏?zhí)行裝置中各活動部件的直線和角位移量。通過個人計算機的并口發(fā)出驅動指令到步進電機和直流電機控制器，驅動工作臺中的直線滑臺和腕部關節(jié)運動到合適位置，調整末端執(zhí)行器的位置和方位。為獲取工件的平面和深度位置信息，建立了線形激光三角測量的數學模型根據激光條紋上某一物點在攝像機成像平面內生成的像點坐標，計算該點的三維空間坐標。通過標定實驗確定了數學模型中的系統(tǒng)結構參數。在應用線結構光的基礎上，本文還對十字結構光在被測平面定位過程中的應用進行了初步探索。

簡介：二十世紀下半葉以來電子信息技術的飛速發(fā)展使工業(yè)機械的自動化、智能化水平越來越高。工業(yè)用機械手臂與計算機技術相結合產生了工業(yè)機器人它們把人類從危險、繁重的體力勞動中解放出來同時極大地提高了勞動生產率。習慣上人們仍經常把工業(yè)機器人叫做機械手注塑機專用機械手用于注塑成形零件取出的機械手就是這樣一類工業(yè)機器人。這種機械手多屬直角坐標機器人可以用嵌入式微處理器、可編程控制器PLC、工控機加運動控制卡等多種方式控制。本文所論述的橫走式注塑機機械手一種直角坐標機器人控制系統(tǒng)具有手動運行、自動運行、工藝流程編寫、參數設定、報警和產量統(tǒng)計等豐富的功能其結構分為兩部分一部分是與機械系統(tǒng)直接聯系的底層控制器另一部分是作為人機交互的手控盒。二者都有獨立的處理器并通過RS232C串行總線聯絡。底層控制器以16位嵌入式微處理器數字信號處理器DSP為核心以可編程邏輯器件CPLD為基礎實現復雜的邏輯功能搭建控制器平臺。手控盒的主要任務是實現液晶顯示、鍵盤等用戶界面同時向控制器發(fā)送指令采集機械手狀態(tài)信息。這些主要通過8位AVR單片機實現。系統(tǒng)的軟件開發(fā)以嵌入式C語言編程為主必要時輔以匯編語句或函數。軟件結構采用模塊化設計與循環(huán)掃描相結合的方法兼顧了控制的實時性和軟件的可維護性。本控制系統(tǒng)設計過程中最大限度地考慮了靈活性、可擴充性可以適應氣動、單軸伺服、五軸全伺服等多種機型的控制。經實驗室和機械手生產現場調試、試運行該系統(tǒng)運行可靠控制精度、實時性、成本比起PLC控制器來毫不遜色。

簡介：隨著國家經濟的發(fā)展科技水平的提高煙草行業(yè)不斷進行企業(yè)自動化的改造和結構升級。目前，煙草行業(yè)的自動化系統(tǒng)包括生產、物流和信息三大項目。但大部分企業(yè)原料煙箱的外包裝仍然采用人工拆除這樣工人工作環(huán)境惡劣且效率低下。因而，機器人拆箱系統(tǒng)應運而生。機器人拆箱系統(tǒng)是煙包在進入制絲生產線前，配方庫自動化物流系統(tǒng)與制絲生產線的接口，主要負責拆除煙包的外部包裝。該部分實現機械自動化，有助于實現制煙廠流水線的無人工作環(huán)境。本文首先對機器人的發(fā)展，機器人在煙草行業(yè)的應用以及機器人拆箱系統(tǒng)國內研究現狀進行了介紹，然后根據本課題視覺和機構相配合實現煙草外部包裝的拆除的特點，對流水線的規(guī)劃設計、復合式夾具框架、吸盤裝置、剪扎帶裝置和扎墊紙裝置四個機構部分的設計，各個氣動元件的選擇，以及視覺系統(tǒng)的設計進行了詳細的介紹，并通過理論驗證了吸盤裝置、剪扎帶裝置的可行性，最后通過實驗測試了剪扎帶裝置、扎墊紙裝置和視覺系統(tǒng)，實現了視覺檢測定位扎帶和墊紙，機械系統(tǒng)依次拆除煙草箱外部包裝（捆扎帶、紙盒、墊紙）的功能，其中拆除捆扎帶的剪扎帶裝置的創(chuàng)新機構設計實現了依次剪斷一次收集的功能，相對于同類設計，大大提高了拆箱系統(tǒng)的生產效率；視覺系統(tǒng)的引入則提高了系統(tǒng)的可靠性和智能性，創(chuàng)新的扎墊紙裝置使得機構更加簡單，性能更加穩(wěn)定。這些研究工作將對煙草行業(yè)實現全面自動化有著一定的參考價值。

簡介：目前市場上珍珠巖夾芯板坯料的裝砌設備陳舊，基本上是人工操作，完全沒有實現自動化，這大大降低了生產效率。介于此，本文在吸收已有生產設備的特點之上，根據現場的實際空間大小和環(huán)境的要求，對坯料裝砌機械手進行方案結構設計和分析。仿真分析可以為機械手的開拓提供更加科學的方法，ADAMS仿真軟件是一個功能強大的建模和仿真環(huán)境，它可以對任何機械系統(tǒng)進行建模、仿真、細化及優(yōu)化設計?？捎糜陬A測機械系統(tǒng)的性能，運動范圍，碰撞檢測，峰值載荷以及計算有限元的輸入載荷等。本文結合設想和已有的成果，主要進行了以下幾方面的工作首先對坯料裝砌機械手進行了其本體結構的分析和設計；然后對其進行了正逆運動學分析，得出了運動學方程，并且通過運動學反解得出了每個關節(jié)變量的解；接著對機械手工作空間進行了分析，得出其工作過程可達空間范圍；最后在機械系統(tǒng)動力學分析軟件ADAMS平臺上建立了機械手的模型，結合機械手的運動軌跡，根據關節(jié)變量的反解得出每個關節(jié)對時間的函數。為了分析在運動過程中運動學和動力學特性，應用MEASURE和后處理程序對其進行了測量，得出一系列的曲線，觀察曲線的變化情況，可以分析出一些規(guī)律，基本與實際情況相符，證實本文所做的仿真是成功的。

簡介：分類號密級Y’797539單位代號10058天津工業(yè)大學碩士學位論文用于汽車裝配生產線的氣動機械手平衡回路研究與開發(fā)申請碩士論文專業(yè)機械制造及其自動化研究生張楊指導教師李修仁教授天津工業(yè)大學機械電子學院二零零五年一月ABSTRACTTHISPROJECTDESIGNSASSEMBLINGMANIPULATORWHICHCOMPLETELYCONTROLLEDBYAIRINTHECIRCUMSTANCESOFLOADWEIGHTEXCEEDINGGREATLYLOADINDEX，THEPROBLEMSTHATHEAVYOPERATINGSTRENGTHANDSLOWMOVESPEEDHAVEBEENSOLVEDEFFICIENTLYTHISDISSERTATIONMAINLYDESIGNSPNEUMATICBALANCESYSTEMBYAIROPERATEDPRECISIONREGULATORANDLOWFRICTIONCYLINDERONTHEBASISOFANALYZINGEXISTINGPNEUMATICBALANCECIRCUITSANDITSPROBLEMS，ALLKINDSOFFUNCTIONMODULESOFPNEUMATICBALANCECIRCUITSHAVEBEENDESIGNEDSUCHASAIRPRESSREGULATIONLOADSSWITCH，EXECUTIONCONTROL，DECOMPRESSIONPROTECTIONANDRESIDUALPRESSUREEXHAUSTACCORDINGTOTHEEXPERIMENTOFBALANCECIRCUITS，BALANCECIRCUITISIMPROVEDWHENWEI曲TISBEYONDTHERANGEOFLOADWEIGHT；ANALYZINGOPERATIONPRINCIPLEOFPNEUMATICBALANCECIRCUIT，MOTIONCHARACTERISTICOFCYLINDEROFMATHEMATICMODELISBUIR；FORCEBALANCEEQUATIONOFINTERIORAMPLIFIEISBUILTONINTERIORSTRUCTUREOFPRECISIONREGULATORTESTINGPRESSURESTABILIZINGPROPERTYANDFLOWCHARACTERISTICOFPRECISIONREGULATORCONDUCTINGEXPERIMENTBYMEANSOFPLCANDSOFTWAREWRITTENBYDELPHIANDMSCOMM，PNEUMATICBALANCESYSTEM’SHOSECALIBERISDETERMINEDOTHERWISE、THISPAPERALSODESIGNSCONVEYOR’SINPHASEAIRCONTROLLEDCIRCUITWHICHRELATESTOPNEUMATICBALANCESYSTEMAPPLICATIONSSHOWTHATMAKINGPNEUMATICBALANCETECHNOLOGYOFAIROPERATEDPRECISIONREGULATORTOLOADINGMANIPULATORCANEASELABORENHANCEWORKEFFICIENCYDECREASETHECOSTOFMANIPULATORINCARASSEMBLYPRODUCTLINEITHASAACTIVEMEANINGFORCHINAAUTOINDUSTRYKEYWARDSPNEUMATICMANIPULATORLOWFRICTIONCYLINDERAIROPERATEDPRECISIONREGULATORPNEUMATICBALANCECIRCUIT

簡介：隨著機器人技術的發(fā)展和廣泛的應用，對機器人的精細作業(yè)和在各種環(huán)境下的靈活控制的要求越來越高，使得機器人機械本體的復雜性與運動控制的有效性顯得越來越突出。當前在非完整領域的研究主要集中在非完整力學和非完整系統(tǒng)的運動規(guī)劃上，并且都是針對已有的非完整系統(tǒng)。而對于非完整機械手系統(tǒng)的研究也局限在其運動學和運動規(guī)劃上，而要實現此類機械手控制的穩(wěn)定性和精確性，則必須研究其動力學特性。本文在現有的非完整約束理論、機器人機構學與控制理論，以及實驗室開發(fā)的二維多關節(jié)機械手的基礎上。將摩擦圓盤運動分解機構應用到多關節(jié)機械手臂上，設計了一種三維欠驅動機械手，證明了該機械手具有非完整性和可控性，本文分別計算出了該機械手的運動學和動力學模型，對其運動學特性進行了深入的分析。利用拉格朗日動力學方程，對多關節(jié)非完整機械手進行了動力學建模，推導出了此機械手的動力學模型。利用繪圖軟件SOLIDWKS繪制了零件圖和整體裝配圖。最后利用動力學軟件ADAMS對摩擦傳動模型和多關節(jié)機械手進行了仿真分析。通過對所設計的機械手的運動學與動力學分析，發(fā)現了機械手設計過程中出現的問題，并提出相應的解決方案。對機械手運動學方程和動力學方程的研究，表明了非完整多關節(jié)機械手的動力學模型和一般機器人動力學模型具有相似性，因此我們可以利用分析一般機器人動力學特性的方法來研究非完整機械手。

簡介：移動機械手由移動平臺和機械手組成，機械手安裝在移動平臺上。移動機械手具有幾乎無限大的操作空間、高運動冗余性，同時具有移動和操作兩種功能，這是移動機械手的優(yōu)點。但它同時存在的高運動冗余性、非完整性和不確定性，使它的運動規(guī)劃和協調控制變得復雜和困難。本文以移動機械手實體為例，深入研究了移動機械手的運動學和動力學問題，這為進一步研究移動機械手的運動規(guī)劃和協調控制打下了重要基礎。本文研究的主要內容有首先，本文在對移動機械手結構特征很好把握的基礎上，將移動機械手分為機械手和移動平臺兩部分，分別建立了機械手的正、逆運動學模型和移動平臺的運動學模型。其次，在運動學研究的基礎上，將移動機械手分為機械手和移動平臺兩部分，運用牛頓一歐拉動力學方法，分別推導出了機械手的逆動力學模型和正動力學模型，并利用MATLAB進行了動力學仿真，接著推導出了移動平臺的動力學模型，最終推導出了移動機械手的統(tǒng)一動力學模型。最后，本文根據前面已建立的移動機械手統(tǒng)一動力學模型，采用解耦設計，分別為移動平臺和機械手設計了動力學路徑跟蹤控制器，并利用MATLAB驗證了動力學控制器的可行性。其中，移動平臺采用分段運動學到動力學的設計方法，機械手采用計算力矩的設計方法。

簡介：隨著機器人和計算機網絡的不斷發(fā)展，將機器人技術與網絡技術的結合成為了機器人技術發(fā)展的一個重要方向，使得基于網絡的遠程機器人系統(tǒng)成為了新的研究熱點。本文研究的機械手網絡控制問題，在遠程監(jiān)控與操作、遠程實驗與教學、遠程醫(yī)療、遠程作業(yè)等領域具有廣泛的應用，具有廣闊的應用前景和巨大的開發(fā)價值。本文首先介紹了網絡控制系統(tǒng)的結構、優(yōu)點以及影響網絡控制系統(tǒng)性能的幾個主要因素，重點分析了時延產生的原因和網絡時延的測試方法，并應用VC60編寫了一個網絡時延的測試程序，對測試結果進行了分析，得到了網絡系統(tǒng)中時間延遲的存在性、隨機性和有界性的特點；其次，對網絡控制系統(tǒng)進行了合理、準確的建模，通過系統(tǒng)仿真，討論了時延對控制系統(tǒng)的影響，證明了系統(tǒng)穩(wěn)定的充分條件，并運用LMI工具箱，求得了滿足定理條件的使系統(tǒng)保持穩(wěn)定的反饋控制率；在討論了系統(tǒng)的穩(wěn)定性之后，介紹了網絡控制系統(tǒng)的最優(yōu)隨機控制方法、隊列方法等控制方法，分析了每種控制方式的優(yōu)缺點及其適用范圍，并依據LYAPUNOV穩(wěn)定性定理及LMI工具，對網絡控制系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性做了詳細的研究，給出了網絡控制系統(tǒng)的H∞控制器的設計方法。通過仿真實驗證明了該控制器能有效的抑制外部擾動對網絡控制系統(tǒng)的影響；最后，基于TRUETIME工具箱設計了機械手網絡控制系統(tǒng)仿真平臺，將仿真平臺劃分為機械手模塊、執(zhí)行器模塊、傳感器模塊、控制器模塊以及網絡模塊，并對各個模塊進行建模，最后建立了機械手網絡控制系統(tǒng)的仿真模型，通過仿真驗證了平臺的正確性和控制方法的合理性。

簡介：本文密切結合某電池生產企業(yè)急需擴大產能的需求在國家863高技術研究發(fā)展計劃的資助下研究用多個DIAMOND機械手搭建可充電電池分選裝備的若干關鍵技術論文取得了以下成果在分析可充電電池分選工藝流程的基礎上提出以DIAMOND機械手為硬件核心結合企業(yè)原有裝備運用局域網和數據庫技術搭建可充電電池自動分選系統(tǒng)的總體方案該方案具有速度高、可重構性強、成本低可與前、后序信息集成等的優(yōu)點基于對生產率、可靠性和制造成本的考慮研究了多個機械手在分選裝備中的布局問題借助概率統(tǒng)計模型定量分析和比較了串聯、并聯和混聯布局的優(yōu)缺點并確定了可滿足企業(yè)產能需求的最優(yōu)布局方案基于優(yōu)化資源配置的考慮采用基于PXI總線的集散型開放式控制模式建造了分選裝備的軟、硬件控制系統(tǒng)該系統(tǒng)以PXI多個運動控制器為硬件核心并采用高速數據傳輸和通訊等若干軟件技術實現了多個DIAMOND機械手的高速協調控制實踐表明該控制系統(tǒng)具有集成度高、成本低使用方便等優(yōu)點機械手最高速度達到6MS最大加速度為60MS系統(tǒng)分選效率可達220MIN本文研究成果彌補了國內高端鋰離子電池自動分選裝備的空白并對我國并聯機構原創(chuàng)技術的工程應用起到了重要的示范作用

簡介：該文綜述了課題的研究背景和凸輪機械手在工業(yè)中的廣泛應用指出研制弧面凸輪機械手的重要意義和緊迫性并對一種全新的以鋼球作為滾子的弧面凸輪機械手進行研究與設計對相關問題進行了探討首先介紹了該機械手的結構形式和工作原理該機械手手臂的旋轉角度可達180°這在已有的機械手當中是不多見的它具有結構簡單、體積小、傳動效率高、精度高等特點因此對其進行研究和推廣使用有十分重要的價值根據弧面凸輪鋼球式機械手的特點設計了同步運動循環(huán)圖分析了弧面凸輪鋼球式機械手的運動規(guī)律以空間回轉變換張量和微分幾何知識作為理論工具根據空間共軛曲面的點嚙合原理對弧面凸輪鋼球式分度機構的幾何特性和運動特性進行了比較深入的系統(tǒng)分析和研究推導了弧面凸輪的工作曲面方程、接觸線方程、誘導主曲率、壓力角和接觸應力等表達式分析了凸輪工作曲面的根切條件和曲率干涉條件從而完善了以鋼球為滾子的弧面凸輪分度機構的理論根據上述理論對弧面凸輪鋼球式機械手進行詳細的結構設計和受力分析計算并進一步繪制了一套完整的零件圖和裝配圖對論文進行了總結后提出了下一步即將研究的問題其中凸輪機械手中的凸輪機構既是動作執(zhí)行機構又是運動控制機構所以關鍵部分是凸輪的設計

簡介：氣動系統(tǒng)具有許多顯著的優(yōu)點在工業(yè)自動化中得到愈來愈廣泛的應用氣動比例位置控制系統(tǒng)由于其價廉、簡單、抗污染能力強已成為氣動伺服技術中的重要課題但是由于氣體的壓縮性、系統(tǒng)的非線性等因素的影響使得氣動比例位置控制系統(tǒng)難以獲得滿意的性能本文對氣動比例伺服控制系統(tǒng)的基本特性和控制系統(tǒng)方法進行了研究本文將PID與神經網絡相結合利用神經網絡的自學習功能實時的改變控制器的參數同時對仿真方法做了改進利用所建立的非線性數學模型進行了仿真對系統(tǒng)的運行和設計具有指導意義氣動機械手在工作過程中參數會不斷發(fā)生變化給控制器的設計帶來很大困難仿真結果表明由于單神經元PID控制器的自學習、自適應的特點改善了閥控缸氣動位置伺服系統(tǒng)的動態(tài)性能具有良好的抗參數擾動的魯棒性很好地實現了氣動機械手的平面定位問題