簡(jiǎn)介：隨著機(jī)器人硬件配置的不斷提升，現(xiàn)有的機(jī)器人軟件技術(shù)已不能滿足人們對(duì)機(jī)器人人能力的期望。人們期望機(jī)器人能夠更自主更智能的完成任務(wù)，而不是僅靠設(shè)定好的步驟完成指定任務(wù)。抓取操作作為機(jī)器人完成其它任務(wù)所必備的最基本能力之一，其能力的高低是機(jī)器人智能化程度的一個(gè)重要評(píng)判依據(jù)同時(shí)，視覺傳感器作為機(jī)器人獲取外界信息的主要渠道，其信息獲取和處理能力也已成為機(jī)器人智能化程度的一個(gè)重要標(biāo)志2因此怎樣基于視覺傳感器提升機(jī)器人抓取物體的能力具有理論研究意義和實(shí)際應(yīng)用意義。當(dāng)前用于研究和應(yīng)用的大部分機(jī)器人只配備了單攝像頭，基于單目的抓取定位技術(shù)，主流思想是結(jié)合攝像頭或目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)模型和多幀圖像信息，求取目標(biāo)的三維信息它需要攝像頭標(biāo)定和校準(zhǔn)及運(yùn)動(dòng)建模、涉及圖像融合技術(shù)，定位過程運(yùn)算量大，且容易受外界影響。然而，如果采用單目測(cè)距和目標(biāo)與攝像頭視野中心的水平和垂直偏角信息相結(jié)合的模糊定位方式，可能在不涉及攝像頭校準(zhǔn)和多幀圖像融合的情況下實(shí)現(xiàn)單目定位這將會(huì)降低單目定位的苛刻要求，具有普遍的應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)前對(duì)機(jī)器人抓取智能控制研究案例甚少，尤其在目標(biāo)和機(jī)器人都運(yùn)動(dòng)情況下的研究。因此，本文基于仿人機(jī)器人，深入研究各鄰域智能控制方法、主流技術(shù)路線和技術(shù)特性等，嘗試在抓取控制系統(tǒng)中引入模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法，在不對(duì)攝像頭標(biāo)定，系統(tǒng)建模的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)“邊看邊做”模擬人類思維的智能抓取移動(dòng)目標(biāo)功能，提高控制系統(tǒng)的可復(fù)用性、縮減了算法的計(jì)算量、提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。研究和測(cè)試平臺(tái)采用的是基于GENTOO的嵌入式GNULINUX系統(tǒng)的NAO仿人機(jī)器人。首先，深入分析NAO機(jī)器人視覺伺服系統(tǒng)硬件能力和限制，為NAO機(jī)器人構(gòu)建新的輔助視場(chǎng)，解決了NAO機(jī)器人操作系統(tǒng)不開源、不支持外設(shè)等難題。其次，結(jié)合仿人機(jī)器人雙機(jī)械臂優(yōu)勢(shì)在制定的控制算法基礎(chǔ)上采用雙手協(xié)同抓取方式，進(jìn)一步提升抓取速度，提高機(jī)器人對(duì)執(zhí)行末端的利用率，符合仿人機(jī)器人硬件設(shè)計(jì)者的初衷。最后，將制定的目標(biāo)搜索、定位、跟蹤和抓取方法在NAO機(jī)器人平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和效果表明了控制方案的可行性、優(yōu)越性和普適性，能夠?qū)⒃摲椒☉?yīng)用到其它的具有雙機(jī)械臂的嵌入式機(jī)器人系統(tǒng)。

簡(jiǎn)介：二十一世紀(jì)是柔性制造飛速發(fā)展的世紀(jì)，作為柔性制造單元FMC中一個(gè)重要的工具，機(jī)器人的柔性必須得到大力提高。當(dāng)今的FMC中移動(dòng)機(jī)器人和工業(yè)機(jī)械手通常是相分離的，這就大大限制了整個(gè)柔性制造系統(tǒng)的柔性能力。移動(dòng)機(jī)器人只是負(fù)責(zé)將工件從一個(gè)工作區(qū)送到另一個(gè)工作區(qū)，并不具有操作功能而工業(yè)機(jī)械手只能夠在特定的工作環(huán)境中進(jìn)行操作工作，并不具有移動(dòng)功能。兩者的相互獨(dú)立性已經(jīng)越來越限制柔性制造單元FMC的柔性能力的進(jìn)一步發(fā)展。將工業(yè)機(jī)械手安裝在移動(dòng)機(jī)器人上，使二者功能互補(bǔ)，是解決上述限制的一個(gè)途徑。因此，研究開發(fā)移動(dòng)機(jī)械手，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的移動(dòng)機(jī)器人和工業(yè)機(jī)械手將具有很高的工程應(yīng)用價(jià)值。本文結(jié)合移動(dòng)機(jī)械手的工作環(huán)境以及工作要求，設(shè)計(jì)了一種服務(wù)于數(shù)控機(jī)床群的移動(dòng)機(jī)械手，進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，并對(duì)移動(dòng)機(jī)械手的關(guān)鍵部件進(jìn)行了有限元分析及優(yōu)化。首先，本文介紹了工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)中存在的不足，針對(duì)工作環(huán)境以及被抓取對(duì)象設(shè)計(jì)了一種服務(wù)于數(shù)控機(jī)床群的移動(dòng)機(jī)械手，對(duì)機(jī)械手的抓取方案進(jìn)行了整體規(guī)劃，給出了機(jī)械手的工作流程，對(duì)移動(dòng)機(jī)械手的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析及三維建模。并提出了將基于四桿及五桿機(jī)構(gòu)的混合機(jī)構(gòu)應(yīng)用到移動(dòng)機(jī)械手的手臂上，以擴(kuò)大機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)空間，提高其工作靈活性。其次，在進(jìn)行機(jī)械手整體運(yùn)動(dòng)學(xué)分析前，運(yùn)用矢量方程解析法對(duì)手臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，通過分析的結(jié)果簡(jiǎn)化模型，以減小運(yùn)動(dòng)學(xué)求解的工作量基于簡(jiǎn)化后的模型，運(yùn)用經(jīng)典的DH法（四參數(shù)法），建立移動(dòng)機(jī)械手的桿件坐標(biāo)系運(yùn)用各桿件的齊次坐標(biāo)變換矩陣及手臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的結(jié)果，推導(dǎo)出整個(gè)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，并求得相應(yīng)的關(guān)節(jié)變量，為研究移動(dòng)機(jī)械手的軌跡規(guī)劃及控制提供依據(jù)基于蒙特卡洛方法，運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)移動(dòng)機(jī)械手進(jìn)行了工作空間的求解。再次，利用移動(dòng)機(jī)械手三維實(shí)體模型在ADMAS中建立虛擬樣機(jī)，對(duì)虛擬樣機(jī)模型的質(zhì)量、材料、約束及驅(qū)動(dòng)起始條件進(jìn)行了設(shè)置，進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，得出了機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)特性，同時(shí)也為以后進(jìn)一步結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供重要參考根據(jù)分析結(jié)果對(duì)其進(jìn)行分析及評(píng)價(jià)。結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的移動(dòng)機(jī)械手能夠滿足設(shè)計(jì)要求，整體運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。最后，利用ANSYSWKBENCH軟件對(duì)機(jī)械手關(guān)鍵部件進(jìn)行靜力學(xué)分析，完成移動(dòng)機(jī)械手的強(qiáng)度、剛度校核，并運(yùn)用模態(tài)分析研究其振動(dòng)特性，基于拓?fù)鋬?yōu)化理論對(duì)其關(guān)鍵部件進(jìn)行了優(yōu)化，為后續(xù)CAD再設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，采用目標(biāo)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)GOALDRIVENOPTIMIZATION的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)關(guān)鍵桿件的多目標(biāo)優(yōu)化，在保證其工作性能的前提下，實(shí)現(xiàn)了輕量化設(shè)計(jì)。本文對(duì)移動(dòng)機(jī)械手進(jìn)行了仿真分析研究，研究表明所設(shè)計(jì)的移動(dòng)機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，運(yùn)動(dòng)學(xué)特性準(zhǔn)確，能夠?qū)崿F(xiàn)上下料操作，且關(guān)鍵零部件力學(xué)性能可靠，達(dá)到了預(yù)期的效果，為后續(xù)移動(dòng)機(jī)械手的研制奠定了基礎(chǔ)。

簡(jiǎn)介：點(diǎn)擊查看更多地板裁切系統(tǒng)中搬運(yùn)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制及誤差分析.pdf精彩內(nèi)容。

簡(jiǎn)介：搬運(yùn)機(jī)械手廣泛的用于機(jī)械加工自動(dòng)線物流系統(tǒng)，是自動(dòng)線中的重要裝備之一。搬運(yùn)機(jī)械手主要用于零部件或成品在固定位置之間的移動(dòng)，替代人工作業(yè)，特別是在有毒的、易燃易爆等惡劣環(huán)境內(nèi)，得到廣泛應(yīng)用。搬運(yùn)機(jī)械手具有自動(dòng)化程度高、動(dòng)作靈活的特點(diǎn)，替代人工作業(yè)，加快了生產(chǎn)節(jié)拍，大幅度地提高了制造企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。工業(yè)上用的搬運(yùn)機(jī)械手體積較大，價(jià)格昂貴。為了滿足教學(xué)上的需要，設(shè)計(jì)一種小巧、靈活控制的小型搬運(yùn)機(jī)械手具有重要的意義。本文結(jié)合我校柔性制造實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，設(shè)計(jì)了多工位搬運(yùn)機(jī)械手。該機(jī)械手由微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程移動(dòng)，由氣動(dòng)手指、旋轉(zhuǎn)氣缸和直動(dòng)氣缸驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)物料的抓取和定位擺放的功能。通過人機(jī)界面（觸摸屏）加PLC的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械手邏輯控制、操作控制和在線監(jiān)測(cè)。本文通過對(duì)小型搬運(yùn)機(jī)械手控制要求的分析，決定采用西門子SIEMENS公司可編程序控制器S7200系列的CPU226ACDCRLY型PLC和TP177BPNDP型人機(jī)界面對(duì)機(jī)械手進(jìn)行聯(lián)合控制。運(yùn)用SIMATICWINCCFLEXIBLE軟件對(duì)TP177B觸摸屏設(shè)計(jì)了組態(tài)界面，操作界面、監(jiān)測(cè)界面，在人機(jī)界面中添加了變量，設(shè)置了連接，可以通過觸摸屏實(shí)現(xiàn)對(duì)搬運(yùn)機(jī)械手的控制和監(jiān)測(cè)。本文設(shè)計(jì)了PLC的控制原理圖，進(jìn)行了IO地址的分配，編寫了控制程序，實(shí)現(xiàn)了控制要求。本文闡述的方法不僅可以用于小型搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，還可以用于其它組態(tài)控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)。對(duì)于開發(fā)系列化產(chǎn)品的搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)，具有普遍意義。

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簡(jiǎn)介：復(fù)合材料作為一種高性能的新型材料，正在得到日益廣泛的應(yīng)用，并且隨著復(fù)合材料成型制造技術(shù)的不斷發(fā)展提高，逐漸被用于生產(chǎn)加工機(jī)構(gòu)的主要關(guān)鍵部件，這也對(duì)復(fù)合材料的性能提出了更高的要求。傳統(tǒng)的復(fù)合材料成型工藝由于加工方式的制約，使復(fù)合材料層間性能較弱，當(dāng)受到外部載荷時(shí)容易發(fā)生層間破壞，嚴(yán)重降低復(fù)合材料制品的抗損傷性能。因此，可以采用單邊纖維縫紉技術(shù)，對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行縫紉，利用縫紉纖維，增強(qiáng)復(fù)合材料的層間性能，提高其斷裂韌性和沖擊損傷容限等性能。同時(shí)單邊縫紉技術(shù)可以對(duì)復(fù)雜曲面的復(fù)合材料預(yù)型件進(jìn)行縫紉，具有更廣泛的適用性。根據(jù)任務(wù)要求，完成復(fù)合材料縫紉機(jī)械手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用工業(yè)機(jī)器人夾持單邊縫紉機(jī)構(gòu)，完成對(duì)復(fù)合材料的縫紉動(dòng)作。主要進(jìn)行的工作有1根據(jù)現(xiàn)有資料以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)制造五自由度工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，確定結(jié)構(gòu)尺寸和傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完成伺服電機(jī)及減速器的選型。在PROE中，完成整個(gè)機(jī)器人的三維建模；2在ANSYS中對(duì)機(jī)器人的大臂、小臂進(jìn)行靜力分析，得出其形變位移云圖和應(yīng)力云圖；3根據(jù)DH參數(shù)法，建立機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，求解機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆問題，得出各個(gè)關(guān)節(jié)變量與末端位移之間的關(guān)系，為以后的編程控制打下基礎(chǔ)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)的解求出機(jī)器人的理論運(yùn)動(dòng)空間，了解機(jī)器人的工作范圍，同時(shí)采用分層投影的方式觀測(cè)工作空間內(nèi)的空洞及空腔位置。根據(jù)達(dá)朗貝爾拉格朗日原理以及拉格朗日方程組對(duì)機(jī)器人進(jìn)行靜力學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析，得出機(jī)器人各關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)扭矩的數(shù)學(xué)方程；4在ADAMS和MATLAB中對(duì)機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)以及動(dòng)力學(xué)仿真，得出機(jī)器人運(yùn)動(dòng)曲線，以及各個(gè)關(guān)節(jié)在運(yùn)動(dòng)過程中的扭矩變化曲線，以及可以直觀的了解機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)過程中的受力情況，為機(jī)器人結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)；5根據(jù)單邊縫紉機(jī)構(gòu)的原理以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，在PROE中建立夾持手爪與纖維縫紉機(jī)構(gòu)的三維模型，根據(jù)縫紉任務(wù)的特點(diǎn)，對(duì)縫紉機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，最后對(duì)纖維縫紉機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，得出引線機(jī)構(gòu)、鉤線機(jī)構(gòu)與挑線機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)曲線，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

簡(jiǎn)介：點(diǎn)擊查看更多拱架安裝機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)研究.pdf精彩內(nèi)容。

簡(jiǎn)介：分類號(hào)密級(jí)金亞UDC學(xué)校代碼IQ塑2武潷坦歹、大穿學(xué)位論文題目二疊籃易煜接扭越壬路疊趣劃拯墓籩真硒究英文THESTUDYOFWELDINGROUTEPLANNINGANDITSIMITATION題目Q￡口鰻S照單皇叢星盟IP叢坌垃指導(dǎo)教師警襄茗篡蘭三三主一一申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別亟學(xué)科專業(yè)名稱電力電王皇電左佳麴論文提交日期圣Q羔圣生壘旦論文答辯日期圣Q里圣生墨旦學(xué)位授予單位武這堡王太堂學(xué)位授予日期圣Q里圣魚壘魚答辯委員會(huì)主席韭塞塞評(píng)閱人韭塞室龔題驗(yàn)2013年05月摘要焊接機(jī)械手已成為車身柔性焊接的重要組成因素。在焊接過程中，規(guī)劃出一條將所分配的焊點(diǎn)全部焊接，同時(shí)所用時(shí)間最短的焊接路徑，對(duì)提高機(jī)械手的工作效率有很重要的意義。然而現(xiàn)階段，我國(guó)絕大多數(shù)汽車企業(yè)在解決機(jī)械手焊接路徑規(guī)劃問題時(shí)，主要依靠設(shè)計(jì)者的工程經(jīng)驗(yàn)，缺乏理論分析，經(jīng)常出現(xiàn)規(guī)劃不合理的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致機(jī)械手工位生產(chǎn)周期過長(zhǎng)。因此，提出合理的路徑規(guī)劃方案，通過仿真軟件進(jìn)行仿真與驗(yàn)證，規(guī)劃出一條最優(yōu)焊接路徑就顯得很有必要。論文首先對(duì)焊接對(duì)象進(jìn)行分析，根據(jù)焊點(diǎn)的特征確定了簡(jiǎn)易機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)總體方案?？刂葡到y(tǒng)采用工控機(jī)、PLC結(jié)合的控制方案，并設(shè)計(jì)了系統(tǒng)上位機(jī)和下位機(jī)軟件技術(shù)方案，同時(shí)分析了各個(gè)模塊的功能和作用。本文研究的重點(diǎn)是機(jī)械手路徑規(guī)劃問題。在規(guī)劃之前，首先研究了焊點(diǎn)和點(diǎn)焊工藝以及它們對(duì)焊接路徑規(guī)劃的影響。緊接著提出了路徑規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型一TSP問題。對(duì)比分析了現(xiàn)有路徑規(guī)劃算法自身的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合機(jī)械手工程應(yīng)用的實(shí)際環(huán)境，選擇以遺傳算法作為路徑規(guī)劃的數(shù)學(xué)算法。分析了遺傳算法在路徑規(guī)劃問題中的具體應(yīng)用，并結(jié)合TSP問題求解的特點(diǎn)，確定了遺傳算法求解過程中的具體方案，如編碼方式為順序編碼、評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)為焊接時(shí)間最短、選擇方法為錦標(biāo)賽選擇法，為改善算法的性能，采用改進(jìn)交叉算子和變異算子。最后，以MATLAB作為路徑規(guī)劃仿真軟件，并編寫了相應(yīng)的規(guī)劃程序，對(duì)簡(jiǎn)易機(jī)械手的焊接路徑進(jìn)行仿真與驗(yàn)證，確定了一條時(shí)間上最優(yōu)、行程上最短的焊接路徑。關(guān)鍵詞路徑規(guī)劃，焊接，遺傳算法，MATLAB，仿真

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簡(jiǎn)介：隨著發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，其鑄件的表面拋丸清理工藝也變得越來越困難。傳統(tǒng)的拋丸清理方法是采用鼠籠式拋丸機(jī)或吊鉤式拋丸機(jī)進(jìn)行處理，然而這兩種方法都存在著不足，鼠籠式的只適合于單一產(chǎn)品的生產(chǎn)，吊鉤式的對(duì)缸體內(nèi)腔的清理不充分。針對(duì)這種情況，本文通過對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀的研究分析，提出了將機(jī)械手引入到拋丸處理工藝中，即用機(jī)械手代替人工將工件抓取到拋丸機(jī)中進(jìn)行拋丸處理，可以同時(shí)克服以上兩種傳統(tǒng)清理方法的缺點(diǎn)。拋丸機(jī)械手的工作過程是通過控制程序控制末端夾持器抓取到輥道上傳送過來的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，工件夾緊后機(jī)械手的各個(gè)關(guān)節(jié)開始運(yùn)轉(zhuǎn)并將缸體送到拋丸機(jī)的內(nèi)部，同時(shí)拋丸機(jī)上的四個(gè)拋丸器開始拋出彈丸對(duì)工件進(jìn)行拋打，并且機(jī)械手的末端勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣可以使缸體的各個(gè)表面都能受到彈丸的拋打，使得清理效果比較好。目前，國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人方面的技術(shù)正日趨成熟，本課題根據(jù)需要自主設(shè)計(jì)了一臺(tái)工業(yè)機(jī)械手。該機(jī)械手有六自由度，每個(gè)自由度都是通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)RV減速器轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，最大有效負(fù)載為180KG，工作半徑為25米。本文首先分析了拋丸清理過程。在這一過程中存在著很多微小的彈丸顆粒，它們不僅與被清理工件發(fā)生著碰撞，自身在拋出后也存在著相互作用，因此，本文采用離散元的方法將每個(gè)顆粒看作是一個(gè)獨(dú)立的個(gè)體，并用離散元分析軟件EDEM對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行了仿真，得到了工件在被拋打時(shí)產(chǎn)生的附加力。然后，在ANSYS中將這部分附加力以及機(jī)械手末端卡爪和工件的重量作為整個(gè)模型的總載荷，通過分析計(jì)算得出了機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)（主要是大臂、小臂及腕部）主要部件的變形和應(yīng)力圖，以便為工程應(yīng)用提供一定的理論基礎(chǔ)。

簡(jiǎn)介：隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展以及“機(jī)器換人”工作的不斷推進(jìn)，機(jī)械手在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。它可以在惡劣環(huán)境下取代人工完成重復(fù)的、單調(diào)的以及精確度要求高的工作，對(duì)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率具有現(xiàn)實(shí)意義。本文在綜述機(jī)械手國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，以“物料搬運(yùn)機(jī)械手研制”實(shí)際工程項(xiàng)目為背景，針對(duì)其功能與性能需求，對(duì)物料搬運(yùn)機(jī)械手進(jìn)行了機(jī)電一體化設(shè)計(jì)。論文主要完成的工作和成果如下1分析了搬運(yùn)機(jī)械手的工作過程與性能需求，設(shè)計(jì)了基于直角坐標(biāo)形式的三自由度機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)，結(jié)合各自優(yōu)點(diǎn)提出了采用電氣與氣壓混合驅(qū)動(dòng)的總體設(shè)計(jì)方案。2根據(jù)搬運(yùn)機(jī)械手需要實(shí)現(xiàn)的功能，確定了機(jī)械手的部件組成以及各部件的結(jié)構(gòu)形式，采用PROE完成了底座及X、Y、Z軸手臂等部件的機(jī)械設(shè)計(jì)；為滿足高精度定位與簡(jiǎn)單實(shí)用的要求，提出了X軸采用電氣驅(qū)動(dòng)，Y和Z軸采用氣壓驅(qū)動(dòng)的模式，構(gòu)建了伺服電機(jī)、氣缸等零部件的模型，計(jì)算了負(fù)載電機(jī)慣量比、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等電氣參數(shù)，進(jìn)行了電機(jī)與減速器的選配，并完成了氣缸的選型設(shè)計(jì)。最后對(duì)所有零件進(jìn)行組裝，完成機(jī)械手的整機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3設(shè)計(jì)了搬運(yùn)機(jī)械手的電氣與氣壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)X軸的高精度定位，分析了永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，針對(duì)因外部轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)變化引起的控制器跟蹤性能下降問題，設(shè)計(jì)了基于模糊控制和擾動(dòng)觀測(cè)器的雙閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)，仿真結(jié)果顯示，該算法具有良好的動(dòng)態(tài)性能以及較強(qiáng)的魯棒性。根據(jù)機(jī)械手的工作特性，設(shè)計(jì)了電氣驅(qū)動(dòng)原理圖，為使整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，提出了Y軸和Z軸手臂的氣壓驅(qū)動(dòng)方案，設(shè)計(jì)了氣路原理圖和真空回路圖，并對(duì)手部驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行了討論。4根據(jù)機(jī)械手的運(yùn)行過程以及工業(yè)搬運(yùn)過程中的流程順序，完成了控制柜、IO接口及軟件模塊設(shè)計(jì)，編寫了監(jiān)控畫面，最終研制了一套基于PLC和觸摸屏的三自由度物料搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)。綜上所述，本文設(shè)計(jì)的機(jī)械手具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、定位準(zhǔn)確、功能實(shí)用等特點(diǎn)，有較高的實(shí)用價(jià)值。

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簡(jiǎn)介：刀庫及機(jī)械手屬于加工中心薄弱環(huán)節(jié)，急需對(duì)刀庫及機(jī)械手的故障及可靠性進(jìn)行深入分析研究。在國(guó)家科技重大專項(xiàng)的支持下，本文針對(duì)秦川機(jī)床工具集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的盤式刀庫及機(jī)械手，通過故障分析、可靠性預(yù)測(cè)分配、可靠性設(shè)計(jì)以及精度影響模型研究，從而分析該型盤式刀庫及機(jī)械手的可靠性，為盤式刀庫及機(jī)械手可靠性設(shè)計(jì)提供理論方法。首先，針對(duì)盤式刀庫及機(jī)械手這一試驗(yàn)對(duì)象，設(shè)計(jì)了可靠性試驗(yàn)裝置，包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及傳感器的選型和布置，利用該可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行故障分析，分析故障模式、故障原因及故障影響。通過故障分析，尋找系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)，確定系統(tǒng)關(guān)重件，為后續(xù)的可靠性預(yù)測(cè)分配及可靠性設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。其次，對(duì)盤式刀庫及機(jī)械手系統(tǒng)進(jìn)行功能分析，建立了系統(tǒng)基本可靠性模型和任務(wù)可靠性模型，在模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行可靠性預(yù)測(cè)。提出了基于多種分配法相結(jié)合的一種系統(tǒng)可靠性分配技術(shù)，主要研究了基于考慮復(fù)雜度和重要度及專家評(píng)分相結(jié)合的可靠性分配技術(shù)。然后，針對(duì)盤式刀庫及機(jī)械手動(dòng)作機(jī)構(gòu)，從動(dòng)作可靠性和強(qiáng)度可靠性出發(fā)，進(jìn)行廣義機(jī)構(gòu)系統(tǒng)可靠性綜合設(shè)計(jì)。通過建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、運(yùn)動(dòng)學(xué)模型及精度模型，采用蒙特卡羅法隨機(jī)抽樣，計(jì)算廣義機(jī)構(gòu)動(dòng)作可靠度。分析盤式刀庫及機(jī)械手系統(tǒng)中關(guān)鍵零部件，并對(duì)其進(jìn)行考慮多種失效模式的可靠性設(shè)計(jì)。最后，針對(duì)盤式刀庫及機(jī)械手換刀動(dòng)作精度影響因素，建立精度影響模型，并進(jìn)行可靠性分析。建立了選刀系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，利用該模型研究選刀系統(tǒng)在選刀時(shí)的隨機(jī)振動(dòng)，并分析振動(dòng)可靠性。針對(duì)盤式刀庫及機(jī)械手摩擦磨損對(duì)傳動(dòng)精度的影響，充分考慮摩擦磨損的普遍性和模糊性，利用模糊可靠性設(shè)計(jì)方法，對(duì)齒輪傳動(dòng)進(jìn)行磨損可靠性設(shè)計(jì)。

簡(jiǎn)介：自動(dòng)換刀機(jī)械手作為加工中心的重要功能部件，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀功能的關(guān)鍵，其機(jī)構(gòu)可靠性水平關(guān)系到整機(jī)的可靠性水平。由于擔(dān)負(fù)著在工作過程中隨時(shí)換刀的重要任務(wù)，換刀機(jī)械手能否正常工作，直接影響加工中心的運(yùn)行和使用。首先，課題介紹了加工中心可靠性研究的背景，國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的發(fā)展?fàn)顩r，以及本課題研究的目的與意義。并簡(jiǎn)要介紹了數(shù)控機(jī)床功能部件可靠性研究的概況，闡述了課題研究的主要內(nèi)容。其次，采用故障模式、影響及危害性分析FMECA方法對(duì)機(jī)械手機(jī)構(gòu)失效問題進(jìn)行分析，分步完成故障模式及影響分析FMEA和危害性分析CA，形成機(jī)械手機(jī)構(gòu)的FMECA報(bào)告。分析得出機(jī)械手的關(guān)鍵零部件清單，并按照故障的嚴(yán)酷度和危害度，以及故障在危害度矩陣中的位置，對(duì)機(jī)械手的Ⅰ，Ⅱ類故障進(jìn)行排序。第三，課題采用故障樹分析FTA方法對(duì)機(jī)械手系統(tǒng)進(jìn)行分析。相較而言，F(xiàn)MECA可以更加詳細(xì)的描述零部件故障對(duì)系統(tǒng)的影響而FTA可以通過故障分析得出系統(tǒng)的可靠度。同時(shí)應(yīng)用二者可以更加清晰合理地解釋零部件故障與系統(tǒng)失效之間的聯(lián)系。第四，完成了機(jī)械手抓刀機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)可靠性分析。對(duì)機(jī)械手抓刀機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，建立ADAMS參數(shù)化仿真模型，編制ADAMS命令實(shí)現(xiàn)機(jī)械手仿真程序，利用MONTECARLO模擬法隨機(jī)性修改參數(shù)化變量，分析和計(jì)算仿真結(jié)果，得出尺寸誤差對(duì)機(jī)械手可靠性的影響。最后，對(duì)機(jī)械手機(jī)構(gòu)進(jìn)行可靠性分配。建立了機(jī)械手系統(tǒng)在正常工況下的系統(tǒng)可靠性模型，對(duì)機(jī)械手可靠性分配方法進(jìn)行了討論，并針對(duì)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用綜合評(píng)分分配方法與等分配方法相結(jié)合的方法，對(duì)機(jī)械手機(jī)構(gòu)各單元進(jìn)行可靠度分配。

簡(jiǎn)介：分類號(hào)墅墜密級(jí)公開學(xué)號(hào)2Q13窆Q窆Q523對(duì)蝦去頭柔順機(jī)械手的設(shè)計(jì)與研究DESIGNANDI；沁SEARCHOFCOMPLIANTMANIPULATORFBRDEHEADINGSHRIMP學(xué)位申請(qǐng)人韓翠指導(dǎo)教師張秀花副教授學(xué)科專業(yè)機(jī)械工程學(xué)位類別工程碩士授予單位河北農(nóng)業(yè)大學(xué)答辯日期二。一五年五月三十日摘要南美白對(duì)蝦是一種營(yíng)養(yǎng)豐富的水產(chǎn)品，其需求量的增加使對(duì)蝦加工設(shè)備落后的問題日益凸顯，尤其在對(duì)蝦去頭方面，勞動(dòng)密集程度高、勞動(dòng)成本大的情況較為嚴(yán)重。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)外均有對(duì)蝦去頭的相關(guān)設(shè)備專利，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，與人工成本相比不具有廣泛應(yīng)用的特點(diǎn)，所以使去頭設(shè)備的應(yīng)用受到了限制。通過研究柔順機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)機(jī)理，利用柔順機(jī)構(gòu)可降低去頭裝置的復(fù)雜程度這一特點(diǎn)，本文研制了一種對(duì)蝦去頭柔順機(jī)械手裝置，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)蝦去頭的機(jī)械化加工。通過大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析，建立對(duì)蝦全長(zhǎng)和頭長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型，為完成對(duì)蝦去頭的精準(zhǔn)定位提供了理論依據(jù)；通過試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)無頭蝦得率與去頭前質(zhì)量的相關(guān)性系數(shù)為O710，呈顯著正相關(guān)，并在后續(xù)的試驗(yàn)中對(duì)質(zhì)量范圍進(jìn)行限定，排除去頭前質(zhì)量的差異對(duì)無頭蝦得率的影響。結(jié)合對(duì)蝦的生物性狀與試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)對(duì)蝦去頭時(shí)，背部、側(cè)面、腹部三種不同的施力點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的無頭蝦得率分別為6518％、6361％、6411％，依據(jù)無頭蝦得率和去頭效果確定對(duì)蝦去頭最佳施力點(diǎn)為背部；通過有刃刀、無刃刀、齒形刀三種刀具形式與不同去頭速度的全面試驗(yàn)，以推拉力計(jì)測(cè)得去頭過程中壓力的大小和切斷面的感官質(zhì)量為評(píng)定指標(biāo)，確定了對(duì)蝦去頭的最佳刀具形式為有刃刀，最低去頭速度為30MM／S；為了盡可能提高無頭蝦的得率，通過解剖式去頭將對(duì)蝦的頭肉部分進(jìn)行保留，發(fā)現(xiàn)對(duì)蝦的頭肉斷面末端輪廓軌跡線近似為圓弧狀，針對(duì)去頭軌跡進(jìn)行圓弧優(yōu)化，通過試驗(yàn)對(duì)比證明了優(yōu)化后的去頭軌跡可以提高無頭蝦的得率。利用柔順機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)并結(jié)合上述去頭試驗(yàn)，進(jìn)行了對(duì)蝦去頭柔順機(jī)械手總體裝置的設(shè)計(jì)；通過對(duì)蝦的解剖式去頭試驗(yàn)，利用“弓弦法”確定了對(duì)蝦頭肉圓弧斷面的平均半徑值為50MM、水平尺寸為2423MM和豎直尺寸為L(zhǎng)488IIULL等幾何參數(shù)，繼而確定了柔順機(jī)械手的圓弧半徑和各段函數(shù)解析式；通過運(yùn)動(dòng)仿真驗(yàn)證了柔順機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)圓弧狀去頭軌跡，并利用有限元分析法對(duì)柔順機(jī)械手運(yùn)動(dòng)過程中的位移和應(yīng)力集中情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該裝置的應(yīng)力集中情況不嚴(yán)重，最大應(yīng)力值為4012MPA。通過對(duì)柔順機(jī)械手的試制和試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)利用柔順機(jī)械手進(jìn)行對(duì)蝦去頭，可使無頭蝦的得率提高到7078％，用實(shí)踐的方式證明了該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可實(shí)現(xiàn)對(duì)蝦去頭的機(jī)械化加工，為今后對(duì)蝦去頭的進(jìn)一步研究提供了理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。關(guān)鍵詞對(duì)蝦去頭；無頭蝦得率；柔順機(jī)械手；仿真分析；試驗(yàn)