簡(jiǎn)介：中醫(yī)推拿又稱按摩有著悠久的歷史是我國(guó)醫(yī)學(xué)的重要組成部分。它通過(guò)各種手法作用于人體肌表調(diào)節(jié)人體的生理、病理狀態(tài)進(jìn)而達(dá)到消除疲勞緩解壓力的作用。本課題研究旨在從中醫(yī)按摩的角度出發(fā)融合機(jī)器人學(xué)等多學(xué)科知識(shí)研究設(shè)計(jì)一款可模擬人手進(jìn)行按摩的按摩機(jī)械手。它是一種主動(dòng)式按摩器械能夠較好的模擬人手的一些按摩動(dòng)作幫助人們從疲勞中解脫出來(lái)。本研究主要包括以下幾個(gè)方面按摩手法的資料收集與按摩理論的研究通過(guò)研究得出按摩的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線和力曲線；完成機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)及各零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)該機(jī)械手主要包括機(jī)械于臂和機(jī)械手爪兩個(gè)部分兩者配合以實(shí)現(xiàn)各種按摩動(dòng)作機(jī)械手臂有四個(gè)自由度機(jī)械手爪設(shè)計(jì)成四個(gè)手指具有兩個(gè)自由度運(yùn)用三維繪圖軟件對(duì)每個(gè)零部件進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)；對(duì)機(jī)械手臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的建模與仿真研究對(duì)機(jī)械手爪進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析進(jìn)一步證明了機(jī)械手方案的可行性；完成基于工控機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括步進(jìn)電機(jī)模塊、舵機(jī)模塊、編碼器信號(hào)和壓力信號(hào)采集處理模塊等的設(shè)計(jì)完成改進(jìn)型基于ARM的嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)電源模塊、顯示模塊、無(wú)線遙控模塊等的設(shè)計(jì)；完成步進(jìn)電機(jī)控制方法實(shí)驗(yàn)研究和舵機(jī)控制方法的研究；完成實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的調(diào)試和實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)以上研究工作解決了按摩機(jī)械手的技術(shù)難題成功研發(fā)了按摩機(jī)械手實(shí)驗(yàn)樣機(jī)并調(diào)試成功。為按摩機(jī)械手真正進(jìn)入家庭服務(wù)人類社會(huì)奠定基礎(chǔ)。

簡(jiǎn)介：點(diǎn)擊查看更多基于FluidSIM的機(jī)械手夾持器設(shè)計(jì)及控制研究.pdf精彩內(nèi)容。

簡(jiǎn)介：為提高裝配機(jī)械手的適用性以模塊化裝配機(jī)械手機(jī)械本體為研究背景進(jìn)行模塊化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究。在分析裝配機(jī)械手的相關(guān)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)情況的基礎(chǔ)上根據(jù)減少機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的原則得出裝配機(jī)械手逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型并計(jì)算相關(guān)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角。在此基礎(chǔ)上對(duì)模塊化裝配機(jī)械手的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行探討從適應(yīng)中小企業(yè)推廣和經(jīng)濟(jì)性角度考慮選擇了基于嵌入式的控制方法和以C8051F020單片機(jī)為核心的嵌入式系統(tǒng)并探討了基于C8051F020單片機(jī)實(shí)現(xiàn)模塊化軟硬件系統(tǒng)控制的可行性及路徑。根據(jù)機(jī)械手功能特征劃分模塊進(jìn)行了模塊總體構(gòu)架設(shè)計(jì)。詳細(xì)介紹了控制系統(tǒng)的硬件模塊設(shè)計(jì)和軟件模塊設(shè)計(jì)方法與具體實(shí)施內(nèi)容。系統(tǒng)的硬件組成總體上包括基本功能模塊預(yù)留功能模塊和輔助功能模塊。主要包括JTAG接口模塊步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電源電路串口電路等模塊從而實(shí)現(xiàn)裝配機(jī)械手的基本功能并預(yù)留若干輸入輸出端子口實(shí)現(xiàn)預(yù)留功能。在軟件設(shè)計(jì)方面以適應(yīng)軟件模塊化的角度出發(fā)采用C51語(yǔ)言開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)使用迪文公司的觸摸屏作為控制系統(tǒng)信息交互的平臺(tái)界面可自行設(shè)計(jì)易擴(kuò)展以此作為軟硬件整合交互人機(jī)交互的重要平臺(tái)。軟件模塊化編程設(shè)計(jì)主要包括主程序模塊單片機(jī)與觸摸屏的通信程序模塊以及各個(gè)功能的程序模塊。而功能模塊的增減、調(diào)用基本上都是通過(guò)觸摸屏界面設(shè)計(jì)來(lái)完成的。命令按鈕采用事件觸發(fā)機(jī)制調(diào)用程序從而大大提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和模塊性。具體設(shè)計(jì)出各個(gè)功能模塊完成了以C8051F020單片機(jī)為核心的嵌入式系統(tǒng)相關(guān)軟件模塊的設(shè)計(jì)和硬件實(shí)物的制作。對(duì)硬軟件整體聯(lián)機(jī)調(diào)試控制系統(tǒng)達(dá)到了控制功能要求。為擴(kuò)展模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究提高硬件設(shè)計(jì)靈活性適應(yīng)控制系統(tǒng)較高的模塊化要求在理論上探討了基于FPGA軟核MICROBLAZE和其它IP核的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。利用FPGA的軟核MICROBLAZE的特性使用XILINXISE軟件構(gòu)造各IP核利用IP核可自定義獨(dú)立性強(qiáng)的特點(diǎn)將相關(guān)口核從控制系統(tǒng)中添加或刪除從而增減機(jī)械手的功能提高控制系統(tǒng)的開(kāi)放性。使用FPGA軟核的自身特性為模塊化的設(shè)計(jì)提供了一種新思路。

簡(jiǎn)介：神光Ⅲ工程“靶場(chǎng)物理診斷設(shè)備輔助安裝系統(tǒng)”的研制項(xiàng)目中要求設(shè)計(jì)一臺(tái)專用作業(yè)設(shè)備該設(shè)備要求在狹小空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)靜態(tài)成像組件的無(wú)害夾持和運(yùn)輸同時(shí)避讓空間內(nèi)復(fù)雜的管路將靜態(tài)成像組件送達(dá)指定位置并實(shí)現(xiàn)對(duì)組件的大行程進(jìn)給和多自由度調(diào)節(jié)。而目前常規(guī)地面起重機(jī)械和懸軌式起重機(jī)都無(wú)法滿足這些要求。鑒于以上原因本課題在參照目前起重機(jī)常見(jiàn)技術(shù)基礎(chǔ)上采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究設(shè)計(jì)了大行程多自由度組件拆裝機(jī)械手這一設(shè)備并對(duì)其剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性做了靜力學(xué)和動(dòng)態(tài)特性分析。根據(jù)設(shè)備功能和工作環(huán)境的要求本文采取“6”字形懸掛軌道設(shè)計(jì)方案通過(guò)掛車機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)整機(jī)設(shè)備繞軌道的360°運(yùn)行采用伸縮臂機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)變幅采用平動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)升降采用擺動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)角度的調(diào)整采用六自由度微調(diào)機(jī)構(gòu)調(diào)整位姿采用大行程進(jìn)給裝置實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離進(jìn)給。利用PROE對(duì)整機(jī)進(jìn)行實(shí)體建模并用AUTOCAD完成整機(jī)零件圖及裝配圖的繪制。方案完成后對(duì)設(shè)備重點(diǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算校核驗(yàn)證設(shè)備在軌道上運(yùn)行的通過(guò)能力和平穩(wěn)性驗(yàn)證行駛系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力驗(yàn)證液壓系統(tǒng)提供的壓力能否滿足實(shí)際工作要求。針對(duì)大行程多自由度組件拆裝機(jī)械手的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)利用ANSYS軟件對(duì)其各工作機(jī)構(gòu)進(jìn)行有限元建模并將各模型進(jìn)行整體組裝得到整機(jī)有限元模型。通過(guò)對(duì)整機(jī)進(jìn)行靜力學(xué)分析查看各機(jī)構(gòu)的應(yīng)力集中狀況和變形情況從而對(duì)整機(jī)的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行驗(yàn)證。在ANSYS靜力學(xué)分析建立的設(shè)備的有限元模型的基礎(chǔ)上對(duì)模型施加邊界條件和約束對(duì)模型進(jìn)行模態(tài)分析提取設(shè)備的低階模態(tài)分析各階模態(tài)對(duì)應(yīng)的固有頻率和振型對(duì)大行程多自由度組件拆裝機(jī)械手的結(jié)構(gòu)部分的剛度設(shè)計(jì)提供一定參考。對(duì)設(shè)備中的重要運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析建立其動(dòng)力學(xué)方程。將PROE建立的設(shè)備的三維模型導(dǎo)入動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS中得到平動(dòng)機(jī)構(gòu)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性曲線從而驗(yàn)證設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的平穩(wěn)性。

簡(jiǎn)介：機(jī)械手軌跡跟蹤問(wèn)題是當(dāng)前研究的一項(xiàng)熱點(diǎn)問(wèn)題軌跡跟蹤控制算法的好壞直接影響到機(jī)械手的性能。由于機(jī)械手是一個(gè)強(qiáng)耦合、高度非線性、時(shí)變的系統(tǒng)而且還存在諸多不確定因素?zé)o法得到完整的、精確的機(jī)器人系統(tǒng)模型因此設(shè)計(jì)理想的軌跡跟蹤控制器十分困難。在本文中首先構(gòu)造了機(jī)械手的數(shù)學(xué)模型分析了其動(dòng)力學(xué)特性和雅可比矩陣并介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制的基本原理。然后設(shè)計(jì)了一種基于FCMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)逆的機(jī)械手自適應(yīng)軌跡跟蹤控制基本控制律采用非線性動(dòng)態(tài)逆方法進(jìn)行設(shè)計(jì)對(duì)由于模型不準(zhǔn)確和不確定因素引起的非線性系統(tǒng)逆誤差通過(guò)自組織模糊小腦模型關(guān)節(jié)控制器FCMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線進(jìn)行修正。其后研究了一種模糊神經(jīng)滑模變結(jié)構(gòu)控制方法設(shè)計(jì)了滑?？刂破骱湍：咚够窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)FGBNN的組合控制器克服了滑模面導(dǎo)數(shù)不連續(xù)的缺點(diǎn)并消除了滑?？刂频亩墩駟?wèn)題確保了系統(tǒng)的全局魯棒性和穩(wěn)定性。最后給出了一種基于粒子濾波的遞歸模糊神經(jīng)視覺(jué)伺服控制設(shè)計(jì)方法使用遞歸模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器中加入粒子濾波對(duì)雅可比矩陣進(jìn)行實(shí)時(shí)在線估計(jì)來(lái)控制機(jī)械手進(jìn)行軌跡跟蹤。本文應(yīng)用上述幾種智能控制算法于機(jī)械手的軌跡跟蹤研究中進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了所提出的各種智能控制方法能夠相對(duì)準(zhǔn)確的跟蹤給定參考軌跡響應(yīng)速度快控制精度高有效的補(bǔ)償了系統(tǒng)的不確定因素和減弱了系統(tǒng)的抖動(dòng)。最后以TVT99D機(jī)械手為對(duì)象對(duì)軌跡跟蹤算法的實(shí)際控制做了研究并跟蹤了給定的曲線得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明本文中的算法具備一定的可行性跟蹤精度較高控制誤差較小響應(yīng)速度較快穩(wěn)定性較好。

簡(jiǎn)介：壓鑄就是在壓力作用下把熔融金屬液壓射到模具中冷卻成型，開(kāi)模后得到固體金屬鑄件的一種金屬鑄造工藝。隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步，又從節(jié)能、節(jié)省原材料諸方面出發(fā)，壓鑄件的使用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，壓鑄技術(shù)獲得了極其迅速的發(fā)展。本文針對(duì)現(xiàn)有的壓鑄機(jī)鑄件生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的生產(chǎn)效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、不便于維修、生產(chǎn)成本高等問(wèn)題，對(duì)壓鑄機(jī)鑄件生產(chǎn)過(guò)程中的取件和噴霧兩大工序進(jìn)行自動(dòng)化改造。本次改造選取了280T壓鑄機(jī)作為配套裝置，研發(fā)一套取件噴霧一機(jī)雙臂裝置代替現(xiàn)有的壓鑄機(jī)取件機(jī)械手和噴霧機(jī)。在對(duì)多家壓鑄件生產(chǎn)企業(yè)的壓鑄件生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研后，通過(guò)分析壓鑄件的生產(chǎn)流程，本文提出了自動(dòng)化生產(chǎn)的改進(jìn)生產(chǎn)流程，提出了對(duì)應(yīng)的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)計(jì)方案。本雙臂裝置的機(jī)械部分按功能分為直線坐標(biāo)式機(jī)器人系統(tǒng)、取件臂轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)、手臂轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、取件手系統(tǒng)、噴霧器系統(tǒng)六部分。設(shè)備運(yùn)行結(jié)果顯示本裝置成功與壓鑄機(jī)模架信號(hào)交互并實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作，取件和噴動(dòng)作達(dá)到了第一階段的設(shè)計(jì)要求。現(xiàn)裝置可實(shí)現(xiàn)開(kāi)模時(shí)間20秒以內(nèi)，效率比市場(chǎng)現(xiàn)有的取件機(jī)械手和噴霧機(jī)提高50％。但是在裝置的裝配和試運(yùn)行中，暴露出一些缺陷。工作的第二階段將裝置中存在的一些缺陷進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，解決了原裝置中存在的剛性、加工工藝性等問(wèn)題。本裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，在實(shí)際使用中方便更換和維修。同時(shí)通過(guò)各機(jī)械部分模組的更換，一機(jī)雙臂裝置適應(yīng)現(xiàn)有的絕大部分型號(hào)的壓鑄機(jī)，并具備新產(chǎn)品適應(yīng)性。綜上所述，本裝置具有很大的推廣應(yīng)用前景。

簡(jiǎn)介：隨著塑料工業(yè)的迅猛發(fā)展注塑機(jī)的應(yīng)用得到了較大范圍的普及同時(shí)帶動(dòng)了與注塑機(jī)配套的專用機(jī)械手的發(fā)展機(jī)械手控制系統(tǒng)也逐漸得到完善。作為機(jī)械手控制系統(tǒng)的重要組成部分本文設(shè)計(jì)的電氣接口模擬器符合歐標(biāo)EUROMAP67主要負(fù)責(zé)模擬注塑工藝流程通過(guò)注塑機(jī)與機(jī)械手之間的信息交互配合機(jī)械手完成取件等動(dòng)作。本文結(jié)合具體科研項(xiàng)目首先介紹了注塑機(jī)的相關(guān)理論知識(shí)并對(duì)注塑機(jī)與機(jī)械手電氣接口標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展進(jìn)行概述重點(diǎn)介紹了EUROMAP67的具體內(nèi)容根據(jù)機(jī)械手控制系統(tǒng)的功能需求完成了基于DSP芯片TMS320F28035的電氣接口模擬器的硬件設(shè)計(jì)和軟件實(shí)現(xiàn)并對(duì)模擬器的軟硬件進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。用戶驗(yàn)收結(jié)論表明所設(shè)計(jì)的電氣接口模擬器能夠配合機(jī)械手控制系統(tǒng)的其他部分實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜注塑工藝的運(yùn)行。

簡(jiǎn)介：雙臂起重機(jī)械手主要用于綜采工作面機(jī)械設(shè)備安裝時(shí)的輔助吊運(yùn)工作，雙臂起重機(jī)械手的使用能夠減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，確保工作安全。為了提高雙臂起重機(jī)械手工作的穩(wěn)定性，運(yùn)作的流暢性，基于此目的，本文對(duì)雙臂起重機(jī)械手的液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。本文首先論述了雙臂起重機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和工作原理，并對(duì)其液壓系統(tǒng)進(jìn)行了分析，確定了基本控制回路，繪制了液壓系統(tǒng)的原理圖。根據(jù)雙臂起重機(jī)械手工作特點(diǎn)，對(duì)其液壓缸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)液壓元件進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，建立液壓系統(tǒng)以及各個(gè)液壓元件的數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用AMESIM仿真軟件，對(duì)雙臂起重機(jī)械手液壓控制系統(tǒng)關(guān)鍵工作機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真研究，得出了伸縮臂液壓缸的動(dòng)態(tài)工作情況，同時(shí)驗(yàn)證了雙臂起重機(jī)械手液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性。最后利用新型PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制（PIDNN）技術(shù)對(duì)雙臂起重機(jī)械手的控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析，并利用MATLAB中SIMLINK模塊進(jìn)行建模仿真，結(jié)果表明液壓系統(tǒng)加入了PIDNN控制器后，其壓力得到了很好的控制，確保了雙臂起重機(jī)械手工作的穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性。

簡(jiǎn)介：本文以基于機(jī)器視覺(jué)的三自由度并聯(lián)機(jī)械手為研究對(duì)象，主要完成的工作內(nèi)容總結(jié)如下1首先分析了西林瓶檢測(cè)設(shè)備對(duì)三自由度并聯(lián)機(jī)械手的指標(biāo)要求，分析了三自由度并聯(lián)機(jī)械手機(jī)構(gòu)的工作原理，進(jìn)行了位置逆解分析，速度分析、奇異性分析和加速度分析。2在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行了并聯(lián)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的軌跡規(guī)劃，利用SOLIDWKS、ADAMS、MATLAB等軟件進(jìn)行了可視化建模，并利用MATLAB軟件進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真，測(cè)量了各相關(guān)數(shù)據(jù)。3接下來(lái)對(duì)樣機(jī)制造所需的各種電氣設(shè)備進(jìn)行了選型，通過(guò)設(shè)備選型進(jìn)一步加深了對(duì)設(shè)備的了解，同時(shí)也對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了進(jìn)一步的完善，為樣機(jī)制作打下基礎(chǔ)。4在完成了并聯(lián)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)仿真和設(shè)備選型的基礎(chǔ)上，利用VBAI和LABVIEW軟件進(jìn)行了視覺(jué)定位程序的編寫，并對(duì)控制機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的上位機(jī)程序界面等進(jìn)行了編寫。在這些工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行了樣機(jī)的測(cè)試，通過(guò)將實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比可知，二者的具有相吻合的曲線軌跡，進(jìn)而證明了機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、軌跡規(guī)劃的正確性以及目標(biāo)定位的準(zhǔn)確性。5本設(shè)計(jì)還利用原有的算法，對(duì)兩自由度并聯(lián)機(jī)械手和新型結(jié)構(gòu)的三自由度并聯(lián)機(jī)械手進(jìn)行了測(cè)試，實(shí)驗(yàn)表明通過(guò)相關(guān)參數(shù)的修改，該算法可以適應(yīng)量自由度機(jī)械手的控制和其他機(jī)械結(jié)構(gòu)的三自由度機(jī)械手控制。驗(yàn)證了算法的通用性和機(jī)械手本體機(jī)構(gòu)的可行性。6為了提高機(jī)械手的性能，本文最后對(duì)機(jī)械手樣機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)在從動(dòng)臂和主動(dòng)臂的連接處以及從動(dòng)臂與動(dòng)平臺(tái)的連接處使用桿端軸承來(lái)代替應(yīng)力連接，有效的預(yù)防了從動(dòng)臂脫落現(xiàn)象發(fā)生采用鋁合金材質(zhì)來(lái)代替碳纖維制作樣機(jī)主動(dòng)臂來(lái)增加機(jī)械手的載荷和機(jī)械強(qiáng)度增加主動(dòng)臂和從動(dòng)臂的長(zhǎng)度來(lái)增加機(jī)械手的活動(dòng)范圍，并給出了優(yōu)化樣機(jī)原型。

簡(jiǎn)介：現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展推動(dòng)著傳統(tǒng)醫(yī)療行業(yè)的不斷改革和創(chuàng)新。將工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用于醫(yī)療物流領(lǐng)域已是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。有智慧型藥房之稱的自動(dòng)化藥房正是這一趨勢(shì)的代表。自動(dòng)化藥房可以優(yōu)化藥品的供銷渠道，避免分揀差錯(cuò)，減少藥品庫(kù)存和調(diào)劑的時(shí)間。這對(duì)提高醫(yī)院整體服務(wù)水平和加快藥店的商品流通速度具有非常重要的意義。自動(dòng)化藥房作為新興事物已為人們所接受，但其推廣之路卻異常的艱難。一個(gè)主要的原因就是其功能上具有某種局限性。這種局限性是由其機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和整體工作流程造成的。因此，本文將設(shè)計(jì)新的機(jī)械手結(jié)構(gòu)和配套設(shè)施來(lái)優(yōu)化自動(dòng)化藥房的工作流程從而最終提高其性價(jià)比。論文研究的主要內(nèi)容如下首先，分析現(xiàn)有自動(dòng)化藥房的工作流程及機(jī)械手的結(jié)構(gòu)，指出其不足之處，對(duì)擬設(shè)計(jì)的機(jī)械手進(jìn)行選型。其次，在不改變藥房空間布局的條件下，設(shè)計(jì)出機(jī)械手的行走裝置和升降裝置，并對(duì)升降裝置的特性進(jìn)行研究。再次，在不改變藥品擺放方式的前提下，設(shè)計(jì)出能適應(yīng)絕大多數(shù)藥品抓取需求的末端執(zhí)行器和機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)。最后，對(duì)機(jī)械手進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析為控制奠定基礎(chǔ)。

簡(jiǎn)介：拉伸機(jī)能將金屬薄板拉伸成型，在五金、家電、汽車等鋁制品和不銹鋼制品行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。隨著國(guó)內(nèi)拉伸機(jī)的廣泛應(yīng)用，對(duì)拉伸機(jī)加工過(guò)程的自動(dòng)化程度要求越來(lái)越高。本文針對(duì)數(shù)控雙動(dòng)拉伸機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)的需要，設(shè)計(jì)了拉伸機(jī)專用的上下料機(jī)械手，代替人工完成拉伸機(jī)的上下料，提高上下料的精度和拉伸機(jī)生產(chǎn)效率。本文首先分析了拉伸機(jī)的工作狀態(tài)，完成了機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及機(jī)械手的空間布局，分析了機(jī)械手的動(dòng)作流程針對(duì)拉伸機(jī)加工的工件尺寸會(huì)發(fā)生變化的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了能夠自動(dòng)對(duì)中的連桿交叉雙活塞式平移夾持器。設(shè)計(jì)了機(jī)械手的液壓系統(tǒng)，給出了機(jī)械手液壓系統(tǒng)電磁鐵的動(dòng)作順序表以及機(jī)械手執(zhí)行元件動(dòng)作循環(huán)圖，分析了液壓系統(tǒng)的工作原理完成了液壓缸、液壓馬達(dá)、電液伺服閥和液壓泵的選型，對(duì)液壓系統(tǒng)的性能進(jìn)行了驗(yàn)算，保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。本文運(yùn)用DH法建立了機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并對(duì)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程進(jìn)行了求解，最后運(yùn)用MATLAB軟件中的ROBOTICSTOOLBOX工具箱對(duì)正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了仿真，得出了機(jī)械手末端執(zhí)行器的空間軌跡，各關(guān)節(jié)的位移、速度和加速度曲線。本文建立了機(jī)械手小臂電液伺服位置控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并利用MATLAB軟件里的SIMULINK工具箱建立其仿真模型針對(duì)系統(tǒng)阻尼比較小，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定的問(wèn)題，在電液伺服位置控制系統(tǒng)中加入了壓力反饋控制，大大提高了系統(tǒng)的阻尼比，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而提高了機(jī)械手上料的精度。通過(guò)對(duì)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析及仿真，驗(yàn)證機(jī)械手結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)的合理性，也為機(jī)械手的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和動(dòng)力學(xué)、軌跡規(guī)劃等研究提供理論分析的可靠依據(jù)。機(jī)械手小臂位置控制系統(tǒng)的研究表明，通過(guò)加入壓力反饋控制可以增加小臂位置控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性了，提高小臂上料的精度。

簡(jiǎn)介：傳統(tǒng)的氣動(dòng)工業(yè)機(jī)械手夾持裝置，當(dāng)由外夾持轉(zhuǎn)換為內(nèi)夾持，或由夾持小尺寸工件，轉(zhuǎn)換到夾持大尺寸工件時(shí)，一般都需要重新設(shè)計(jì)和制造，這勢(shì)必顯著延緩交貨周期。此外，由于氣壓傳動(dòng)壓力較低，在需要較大夾持力的場(chǎng)合，氣缸體積較為龐大和笨重，也是長(zhǎng)期存在的技術(shù)難題。本論文介紹基于串聯(lián)組合增力機(jī)構(gòu)的工業(yè)機(jī)械手可重構(gòu)氣動(dòng)夾持裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路，分析了串聯(lián)組合增力機(jī)構(gòu)的技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)串聯(lián)組合增力機(jī)構(gòu)與以串聯(lián)組合增力機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)的工業(yè)機(jī)械手夾持裝置的技術(shù)性能進(jìn)行了較為系統(tǒng)的綜合分析，說(shuō)明了其工作原理和技術(shù)性能特點(diǎn)，給出了夾持力的計(jì)算公式和力學(xué)特性曲線。所創(chuàng)新設(shè)計(jì)的可重構(gòu)氣動(dòng)夾持裝置，以幾何形體極為簡(jiǎn)單的桿件為基本構(gòu)件，并通過(guò)基本構(gòu)件的形狀改變與位置重組，可迅速滿足對(duì)不同尺寸的工件，來(lái)進(jìn)行內(nèi)夾持與外夾持的需求，以及不同夾緊力的需求。所設(shè)計(jì)的夾持裝置由于以串聯(lián)組合增力機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)能結(jié)合各種裝置的優(yōu)點(diǎn)，并且采用氣缸內(nèi)置的總體布局，結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)約緊湊，能揚(yáng)長(zhǎng)避短，實(shí)現(xiàn)效率最大化和體積、成本最小化。該夾持裝置以氣壓傳動(dòng)為動(dòng)力源，氣壓傳動(dòng)以潔凈的壓縮空氣作為傳動(dòng)介質(zhì)，相對(duì)于容易對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染的液壓傳動(dòng)而言，在綠色化方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。由于該夾持裝置采用多級(jí)串聯(lián)增力機(jī)構(gòu)，解決了一般氣壓傳動(dòng)夾持裝置因系統(tǒng)壓力較低而導(dǎo)致夾持力不足的缺點(diǎn)，可在一定范圍內(nèi)代替容易造成環(huán)境污染的液壓傳動(dòng)夾持裝置。論文給出的力學(xué)計(jì)算公式和曲線，對(duì)工程界具有實(shí)際參考價(jià)值。

簡(jiǎn)介：工業(yè)機(jī)械手在當(dāng)代制造業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用控制精度是決定機(jī)械手工作性能的一個(gè)關(guān)鍵因素。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整升級(jí)對(duì)機(jī)械手的控制精度提出了更高的要求傳統(tǒng)的PID控制方法已經(jīng)不能滿足高精度控制效果的需要。運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解是機(jī)械手軌跡規(guī)劃和控制的基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的精度直接影響到機(jī)械手控制精度的提高同時(shí)好的控制方法對(duì)控制精度的提高也尤為重要。因此本文主要通過(guò)對(duì)逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解和控制方法的研究來(lái)提高機(jī)械手的控制精度。本文以四自由度SCARA機(jī)械手GRB400為研究對(duì)象運(yùn)用DH方法建立機(jī)械手的連桿坐標(biāo)系通過(guò)坐標(biāo)變換得到機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)方程基于拉格朗日理論建立機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)模型針對(duì)用于運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的代數(shù)法存在的計(jì)算量大、求解精度低及可能出現(xiàn)奇異點(diǎn)等問(wèn)題將RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與最小二乘法結(jié)合起來(lái)運(yùn)用到機(jī)械手逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的求解過(guò)程中并對(duì)該算法進(jìn)行仿真結(jié)果表明了該方法求解精度高并能對(duì)產(chǎn)生奇異點(diǎn)的問(wèn)題進(jìn)行很好的處理在DH參數(shù)的基礎(chǔ)上利用MATLAB軟件中的ROBOTICSTOOLBOX建立機(jī)械手模型在關(guān)節(jié)空間對(duì)該模型進(jìn)行給定作業(yè)要求的軌跡規(guī)劃采用上述逆解法求得各關(guān)節(jié)軌跡規(guī)劃所需的角度值在此基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)械手模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)與軌跡規(guī)劃仿真試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所建模型的正確性以及達(dá)到了給定作業(yè)的要求依據(jù)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性映射能力提出了基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)控制算法在機(jī)械手動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上利用MATLAB軟件對(duì)該算法進(jìn)行模擬仿真仿真結(jié)果表明了該算法具有較高的軌跡跟蹤控制精度可以達(dá)到很好的控制效果。

簡(jiǎn)介：隨著2015年3月中國(guó)制造2025計(jì)劃的提出和推進(jìn)，“中國(guó)制造”不再是以前意義上的低成本生產(chǎn)和代加工，而是以“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才為本”為基本方針，逐步實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造綜合實(shí)力進(jìn)入世界強(qiáng)國(guó)前列。在世界工業(yè)40德國(guó)提出，也被稱為第四次工業(yè)革命的高科技計(jì)劃大環(huán)境下，機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中也得到廣泛的應(yīng)用。隨著生產(chǎn)中對(duì)工業(yè)機(jī)器人的功能和性能的要求越來(lái)越精細(xì)，對(duì)機(jī)械手臂插補(bǔ)控制系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)也具有更加重要的意義?；趩纹瑱C(jī)、ARM等插補(bǔ)控制器受制于算法的運(yùn)算速度和實(shí)時(shí)的插補(bǔ)速度，且并行處理能力差。因此，采用FPGAFIELDPROGRAMMABLEGATEARRAY作為主控芯片的方案更適合應(yīng)用在電機(jī)控制領(lǐng)域。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展和研究現(xiàn)狀，以六自由度機(jī)械手臂的軌跡插補(bǔ)控制方法為研究對(duì)象，完成了機(jī)械臂插補(bǔ)控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)。全文分析了六自由度機(jī)械手臂的結(jié)構(gòu)和控制特點(diǎn)，以ABB公司的工業(yè)機(jī)器人IRB4400為例，通過(guò)對(duì)其建立DH模型，完成了機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，為機(jī)械臂控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了前提條件。本課題在深入研究機(jī)械手臂插補(bǔ)控制技術(shù)的現(xiàn)有插補(bǔ)算法的基礎(chǔ)上，對(duì)直線、圓弧、BEZIER曲線、B樣條曲線和NURBSNONUNIFMRATIONALBSPLINE插補(bǔ)原理的優(yōu)缺點(diǎn)作了對(duì)比，進(jìn)而深入研究了NURBS插補(bǔ)算法。通過(guò)綜合考慮插補(bǔ)算法在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的實(shí)時(shí)處理、誤差約束和速度規(guī)劃等因素，本課題借助QUARTUSII130開(kāi)發(fā)環(huán)境在ALTERA公司的FPGAEP4CE22E22C8中完成了NURBS曲線插補(bǔ)控制器的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)軟件方面，本課題采用VERILOGHDL描述語(yǔ)言，根據(jù)EDA自頂向下的設(shè)計(jì)方法，完成了基于S型速度自適應(yīng)控制的NURBS曲線插補(bǔ)控制器的設(shè)計(jì)；采用C語(yǔ)言完成上位機(jī)用戶控制界面的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)硬件方面，本課題利用ALTIUMDESIGNER軟件完成插補(bǔ)控制器硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上完成了硬件電路的焊接和調(diào)試。本文通過(guò)MODELSIM仿真器中的功能和時(shí)序仿真，驗(yàn)證分析了插補(bǔ)控制器的功能和性能。最終，通過(guò)設(shè)計(jì)的上位機(jī)界面、硬件插補(bǔ)控制器與機(jī)械手臂的聯(lián)機(jī)調(diào)試，完成了整個(gè)插補(bǔ)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本文的系統(tǒng)根據(jù)時(shí)間采樣插補(bǔ)的過(guò)程，在PC端完成粗插補(bǔ)，利用FPGA硬件完成精插補(bǔ)，上、下位機(jī)之間通過(guò)USB總線方式實(shí)時(shí)傳送數(shù)據(jù)。測(cè)試結(jié)果表明，本文的控制系統(tǒng)具有良好的可靠性、通用性和可移植性。

簡(jiǎn)介：本文綜合分析了國(guó)內(nèi)外關(guān)于肋骨冷彎數(shù)控加工技術(shù)的研究動(dòng)態(tài)。在弦線測(cè)量法和機(jī)械手肋骨冷彎?rùn)C(jī)的基礎(chǔ)上，對(duì)彎曲角度的實(shí)時(shí)計(jì)算方法、肋骨回彈處理方法和自動(dòng)劃線參數(shù)的計(jì)算方法進(jìn)行了研究，提出了檢測(cè)機(jī)構(gòu)、彎曲模具的改進(jìn)方法，設(shè)計(jì)了自動(dòng)劃線裝置和機(jī)械手肋骨冷彎?rùn)C(jī)控制程序，并對(duì)其進(jìn)行長(zhǎng)期的反復(fù)試驗(yàn)與不斷改進(jìn)。論文要點(diǎn)如下通過(guò)研究彎曲角度的實(shí)時(shí)計(jì)算方法，實(shí)時(shí)計(jì)算出實(shí)際進(jìn)料處的肋骨彎曲角度ΘI。與事先計(jì)算的理論角度ΘI的對(duì)比，進(jìn)一步證明彎曲角度實(shí)時(shí)計(jì)算的必要性。彎曲角度的實(shí)時(shí)計(jì)算消除了肋骨進(jìn)料誤差對(duì)加工控制角度的影響，提高了數(shù)控機(jī)械手肋骨冷彎?rùn)C(jī)的加工精度。分析了肋骨加工中的彎曲回彈過(guò)程，詳細(xì)記錄彎曲回彈中各個(gè)階段的角度，考慮機(jī)器控制中的過(guò)沖問(wèn)題，采用偏移角代替回彈角應(yīng)用到回彈處理過(guò)程，減少了型材彎曲中的反復(fù)逼近次數(shù)，提高了肋骨加工效率。研究了機(jī)械手?jǐn)?shù)控肋骨冷彎?rùn)C(jī)自動(dòng)劃線的參數(shù)計(jì)算方法。根據(jù)型線坐標(biāo)系統(tǒng)下的劃線參數(shù)、機(jī)械手肋骨冷彎?rùn)C(jī)的安裝參數(shù)和加工過(guò)程中的進(jìn)料參數(shù)，推導(dǎo)檢測(cè)坐標(biāo)系中劃線參數(shù)的計(jì)算過(guò)程，并分析了采用該方法進(jìn)行實(shí)際劃線結(jié)果的誤差影響因素。結(jié)合提出的自動(dòng)劃線裝置，能在自動(dòng)彎曲過(guò)程中，將傳感器返回的坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，計(jì)算出劃線裝置的工作參數(shù)，同時(shí)在肋骨的規(guī)定部位上，實(shí)時(shí)打印出肋骨零件號(hào)（任意字體）、起點(diǎn)、終點(diǎn)、水線、切口線、流水孔標(biāo)記等符號(hào)標(biāo)記，使彎曲加工和號(hào)料工藝過(guò)程一次完成，提高肋骨加工效率。介紹了機(jī)械手肋骨冷彎?rùn)C(jī)的機(jī)械、液壓、電氣等組成部分。在此基礎(chǔ)上，對(duì)檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了研究，提出的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，能為自動(dòng)劃線裝置提供肋骨有關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)值，為在彎曲加工過(guò)程中同時(shí)完成號(hào)料工作提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)另外，也使長(zhǎng)期以來(lái)存在的“鋼絲測(cè)量影響操作”的問(wèn)題獲得了解決。分析了角鋼和T型材在彎曲過(guò)程中發(fā)生波浪變形的原因，提出了一種彎曲模具設(shè)計(jì)方案，用于避免這種有害變形，提高了肋骨加工的成形質(zhì)量。根據(jù)數(shù)控機(jī)械手肋骨冷彎?rùn)C(jī)的控制系統(tǒng)，軟硬件組成和特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)一套完整的控制軟件。介紹了該軟件的控制功能，開(kāi)發(fā)環(huán)境，軟件的自動(dòng)控制界面與手動(dòng)控制界面及其操作方法，標(biāo)定界面及標(biāo)定的目的、方法和操作步驟，參數(shù)設(shè)置界面的設(shè)置內(nèi)容和使用方法。分析了實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)擺動(dòng)進(jìn)料時(shí)，球扁鋼球頭跑出模具、球頭刮傷，彎曲過(guò)程中的不良噪音和型材表面刮傷等現(xiàn)象，找出其原因，改進(jìn)程序，消除了這些現(xiàn)象，提高了肋骨加工過(guò)程的安全性，提高了型材加工的表面加工質(zhì)量，改善了肋骨冷彎?rùn)C(jī)某些部件的受力情況，延長(zhǎng)其使用壽命。本文在理論和工程應(yīng)用上都有研究進(jìn)展。在理論上提出了彎曲角度的實(shí)時(shí)計(jì)算方法、自動(dòng)劃線的參數(shù)計(jì)算方法和彎曲回彈處理方法。在工程應(yīng)用上，研究的檢測(cè)機(jī)構(gòu)、彎曲模具、自動(dòng)劃線裝置和設(shè)計(jì)的控制軟件已經(jīng)投入到生產(chǎn)應(yīng)用，而且控制軟件在長(zhǎng)期的試驗(yàn)和應(yīng)用中得到不斷的改進(jìn)。本文的研究結(jié)果已經(jīng)隨著數(shù)控機(jī)械手肋骨冷彎?rùn)C(jī)的應(yīng)用和推廣，廣泛應(yīng)用到船廠肋骨自動(dòng)加工的實(shí)際生產(chǎn)中，為數(shù)字造船技術(shù)的進(jìn)步做出了自己的努力。