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簡介:機(jī)械手設(shè)計機(jī)械手設(shè)計摘要工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手的是工業(yè)機(jī)器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù),在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點,尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力,在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。本文設(shè)計了一個機(jī)械手行走小車,以完成行走,抓取,翻轉(zhuǎn)等功能,對應(yīng)分別要有行走機(jī)構(gòu),抓取機(jī)構(gòu),提升機(jī)構(gòu),翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等來實現(xiàn)。該小車是由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動,由各特征點運(yùn)動的合成形成小車的各種運(yùn)動。整個小車的機(jī)械設(shè)計是以所學(xué)機(jī)構(gòu)方面的理論知識為理論基礎(chǔ)的,參考小車的組成機(jī)構(gòu),同事兼顧使用場合的環(huán)境,以“模塊化”的設(shè)計思想完成了幾個運(yùn)動模塊的設(shè)計。關(guān)鍵詞機(jī)械手智能運(yùn)動模塊引言機(jī)械手首先是從美國開始研制的。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機(jī)械手。它的結(jié)構(gòu)是機(jī)體上安裝一個回轉(zhuǎn)長臂,頂部裝有電磁塊的工件抓放機(jī)構(gòu),控制系統(tǒng)是示教形的機(jī)械工業(yè)是國民的裝備部,是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),還是新興產(chǎn)業(yè),都離不開各種各樣的機(jī)械裝備,機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本,對國民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟(jì)實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此,世界各國都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點之一。工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手的是工業(yè)機(jī)器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù),在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點,尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力,在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。機(jī)械手是在機(jī)械化,自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中,機(jī)械手被廣泛的運(yùn)用于自動生產(chǎn)線中,機(jī)械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)鄰域內(nèi),迅速發(fā)殿起來的一門新興的技術(shù),它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展,使得機(jī)械手能更好地實現(xiàn)與機(jī)械化和自動化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活,但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動,不知疲勞,不怕危險,抓舉重物的力量比人手力大的特點,因此,機(jī)械手已受到許多部門的重視,并越來越廣泛地得到了應(yīng)用。機(jī)械手技術(shù)涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域,是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。機(jī)械手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機(jī)器,它有多個自由度,可用來搬運(yùn)物體以完成在各個不同環(huán)境中工作。0101機(jī)械手簡介機(jī)械手簡介011011機(jī)械手的分類機(jī)械手的分類機(jī)械手一般分為三類第一類是不需要人工操作的通用機(jī)械手。它是一種獨(dú)立的不附屬于某一主機(jī)的裝置。它可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序,以完成各
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簡介:本科畢業(yè)論文(設(shè)計)科畢業(yè)論文(設(shè)計)論文(設(shè)計)題目論文(設(shè)計)題目多關(guān)節(jié)型自動焊接機(jī)械手設(shè)計多關(guān)節(jié)型自動焊接機(jī)械手設(shè)計學(xué)院院機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)業(yè)機(jī)械設(shè)計制造及其自動化機(jī)械設(shè)計制造及其自動化班級級機(jī)自機(jī)自103103班學(xué)號號10080302181008030218學(xué)生姓名學(xué)生姓名幸貴武幸貴武指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師趙麗梅趙麗梅2014年6月5日貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)第I頁目錄摘要IABSTRACTI第一章前言111機(jī)械手簡介112機(jī)械手的分類113研究背景、國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2131研究背景2132研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀3133機(jī)械手的發(fā)展趨勢414本設(shè)計的目的和意義6141設(shè)計目的6142設(shè)計意義615本設(shè)計的內(nèi)容和思路7151設(shè)計內(nèi)容7152設(shè)計思想7第二章多關(guān)節(jié)型自動焊接機(jī)械手總體方案設(shè)計921概述922多關(guān)節(jié)型自動焊接機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)類型923多關(guān)節(jié)型自動焊接機(jī)械手主要組成1024基本技術(shù)參數(shù)設(shè)計13第三章多關(guān)節(jié)型自動焊接機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計1531機(jī)座的設(shè)計15
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簡介:1題目題目基于基于PLCPLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計學(xué)校校班級級姓名名奧特曼奧特曼指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師葫蘆娃葫蘆娃20102010年6月3第一章可編程控制PLC1.1PLC簡介自二十世紀(jì)六十年代美國推出可編程邏輯控制器(PROGRAMMABLELOGICCONTROLLER,PLC)取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來,PLC得到了快速發(fā)展,在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。同時,PLC的功能也不斷完善。隨著計算機(jī)技術(shù)、信號處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高,PLC在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運(yùn)動控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制,在運(yùn)動控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。作為離散控的制的首選產(chǎn)品,PLC在二十世紀(jì)八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展,世界范圍內(nèi)的PLC年增長率保持為20~30。隨著工廠自動化程度的不斷提高和PLC市場容量基數(shù)的不斷擴(kuò)大,近年來PLC在工業(yè)發(fā)達(dá)國家的增長速度放緩。但是,在中國等發(fā)展中國家PLC的增長十分迅速。綜合相關(guān)資料,2004年全球PLC的銷售收入為100億美元左右,在自動化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置。PLC是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的,二十世紀(jì)七十年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制,首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和運(yùn)算等操作的指令;并通過數(shù)字輸入和輸出操作,來控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求,并事先存入PLC的用戶程序存儲器中。運(yùn)行時按存儲程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行,以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲地址的程序計數(shù)器,在程序運(yùn)行過程中,每執(zhí)行一步該計數(shù)器自動加1,程序從起始步(步序號為零)起依次執(zhí)行到最終步(通常為END指令),然后再返回起始步循環(huán)運(yùn)算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時間稱為一個掃描周期。不同型號的PLC,循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程,在解算邏輯方面,表現(xiàn)出快速的優(yōu)點,在微秒量級,解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來處理,16位(也有32位的)為一個模擬量。大型PLC
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簡介:西門子西門子PLC課程設(shè)計課程設(shè)計題目__________題目__________姓名__________姓名__________班級__________班級__________學(xué)號__________學(xué)號__________報告格式(20分)設(shè)計說明(20分)設(shè)計圖紙(20分)科技文獻(xiàn)分析(20分)其它(10分)平時{10分}總評(100分)第一章第一章設(shè)計要求設(shè)計要求圖1坐標(biāo)式機(jī)械手動作原理圖11控制要求控制要求如圖1所示,將物體從位置A搬至位置B機(jī)械手整個搬運(yùn)過程要求都能自動控制。在啟動過程中能切換到手動控制及自動控制或半自動控制,以便對設(shè)備進(jìn)行調(diào)整和檢修。圖2是機(jī)械手控制系統(tǒng)的邏輯流程圖。系統(tǒng)啟動之前,機(jī)械手處于原始位置,條件是機(jī)械手在高位、左位。原位夾緊下降上升右移停止左移上升松開下降低位工件延時高位低位延時高位左位右位啟動如圖2機(jī)械手控制程序的流程圖(1)動作順序機(jī)械手從原點位置下移到A處下限位→從A處夾緊物體后上升至上限為→右移至右限位→機(jī)械手下降至B處下限位→將物體放置在B處后→AB原點右限左限上限A下限B下限夾緊放松
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簡介:XX學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書論文作者學(xué)號號學(xué)院學(xué)院系專業(yè)題目重載搬運(yùn)機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計【六自由度機(jī)械手】2015年5月畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)外文摘要ABSTRACTABSTRACTTHEROBOTISATYPICALMECHATRONICPRODUCTS,SPRAYPAINTINGROBOTISAHOTRESEARCHFIELDOFTHEROBOTSTUDYONTHESPRAYPAINTINGROBOTREQUIRESACOMBINATIONOFMECHANICAL,ELECTRONIC,INFORMATIONTHEORY,ARTIFICIALINTELLIGENCE,BIOLOGYANDCOMPUTERSCIENCEKNOWLEDGE,ATTHESAMETIME,ITSDEVELOPMENTHASPROMOTEDTHEDEVELOPMENTOFTHESEDISCIPLINESINTHISPAPER,ADESIGNOFARMSTRUCTUREUSEDINTHEPAINTINGROBOT,ANDCOMPLETETHEGENERALASSEMBLYDRAWINGANDPARTDRAWINGREQUIREMENTSFORTHEMECHANICSANALYSISOFTHEROBOTMODEL,ESTIMATEREQUIREDONEACHJOINTTORQUEANDPOWER,COMPLETEMOTORANDREDUCERSELECTIONSECONDLY,FROMTHEMOTORANDREDUCERCONNECTIONANDFIXATIONOFJOINTSTRUCTURE,DESIGN,ANDTHEMECHANISMOFIMPORTANTCONNECTIONSCHECKTHESTRENGTHKEYWORDSSTRUCTUREDESIGN,ROBOTARM,STRUCTUREANALYSIS
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簡介:201009090PLC課程設(shè)計課程設(shè)計專業(yè)業(yè)電氣工程及其自動化班級姓名名學(xué)號號設(shè)計題目設(shè)計題目PLC機(jī)械手操作控制裝置課程設(shè)計設(shè)計報告格式20分設(shè)計內(nèi)容60分10分10分電氣原理圖封面3頁面布局5目錄格式3圖表質(zhì)量4間距、行距、字體6工藝過程分析8系統(tǒng)控制要求8I/O分配5設(shè)備選型5主電路8控制電路8外圍接線圖8系統(tǒng)程序設(shè)計10動手實踐能力10總印象評分10總計得分目錄前言3一設(shè)計目的及主要內(nèi)容411設(shè)計目的412主要內(nèi)容4二氣動機(jī)械手的操作要求及功能421操作要求422操作功能5三PLC及機(jī)械手的選擇和論證631PLC6311PLC簡介6312PLC的結(jié)構(gòu)及基本配置6201009092機(jī)械手采用PLC控制,具有可靠性高,改變程序靈活等優(yōu)點。無論進(jìn)行時間控制還是控制或混合控制,都可以通過設(shè)置PLC的程序?qū)崿F(xiàn)??梢愿鶕?jù)機(jī)械手的動作順序改變程序,是機(jī)械手通用性更好。采用氣壓傳動,動作迅速,反應(yīng)靈敏,能實現(xiàn)過載保護(hù),便于自動控制。工作環(huán)境適應(yīng)性好。阻力損失和泄露減少。不會污染環(huán)境,造價低。一設(shè)計目的及主要內(nèi)容設(shè)計目的及主要內(nèi)容1111設(shè)計目的設(shè)計目的1、培養(yǎng)PLC設(shè)計能力;2、擴(kuò)展知識結(jié)構(gòu);3、培養(yǎng)綜合運(yùn)用能力;4、是課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。通過本次課程設(shè)計,進(jìn)一步加強(qiáng)自己對機(jī)械手和PLC的認(rèn)識,以及它們在生活中廣泛應(yīng)用。1212主要內(nèi)容主要內(nèi)容1正確選用機(jī)械手和PLC類2繪制I/O分配3設(shè)計梯形圖4指令語句5模擬調(diào)試二氣動機(jī)械手的操作要求及功能氣動機(jī)械手的操作要求及功能2121操作要求操作要求氣動機(jī)械手的動作示意圖如圖1所示,氣動機(jī)械手的功能是將工件從A處移送到B處??刂埔鬄?、氣動機(jī)械手的升降和左右移行分別由不同的雙線圈電磁閥來實現(xiàn),電磁閥線圈失電時能保持原來的狀態(tài),必須驅(qū)動反向的線圈才能反向運(yùn)動;2、上升、下降的電磁閥線圈分別為YV2、YV1;右行、左行的電磁閥線圈為YV3、YV4;3、機(jī)械手的夾鉗由單線圈電磁閥YV5來實現(xiàn),線圈通電時夾緊工件,線圈斷電時松開工件;4、機(jī)械手的夾鉗的松開、夾緊通過延時17S實現(xiàn);5、機(jī)械手的下降、上升、右行、左行的限位由行程開關(guān)SQ1、SQ2、SQ3、SQ4來實現(xiàn);
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簡介:MCGSMCGS在機(jī)械手控制中的應(yīng)用在機(jī)械手控制中的應(yīng)用1MCGS的概述的概述1MCGS的簡介的簡介MCGSMONITORANDCONTROLGENERATEDSYSTEM,通用監(jiān)控系統(tǒng)是北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司研發(fā)的一套用于快速構(gòu)造和生成計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件。它能夠在基于MICROSOFT的各種32位WINDOWS平臺上運(yùn)行,通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理,以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案,在自動化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。2MCGS的構(gòu)成的構(gòu)成MCGS系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個部分。組態(tài)環(huán)境是工具軟件,幫助用戶設(shè)計和構(gòu)造應(yīng)用系統(tǒng);運(yùn)行環(huán)境則按組態(tài)環(huán)境中構(gòu)造的組態(tài)工程,以用戶指定方式運(yùn)行,并進(jìn)行各種處理,完成用戶組態(tài)設(shè)計的目標(biāo)和功能。由MCGS生成的用戶應(yīng)用系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略五個部分組成。3MCGS主要特性和功能主要特性和功能1簡單靈活的可視化操作界面;2實時性強(qiáng)、良好的并行處理性能;3豐富、生動的多媒體畫面;4開放式結(jié)構(gòu),廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。除此以外,MCGS還提供了一套開放的可擴(kuò)充接口,用戶可根據(jù)自己的需要用VB、VC等高級開發(fā)語言,編制特定的構(gòu)件來擴(kuò)充系統(tǒng)的功能。MCGS用數(shù)據(jù)庫來管理數(shù)據(jù)存儲,系統(tǒng)可靠性高。MCGS設(shè)立對象元件庫,組態(tài)工作簡單方便,易于實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式控制和管理。4)MCGS的作用的作用MCGS全中文組態(tài)軟件是真正的32位程序,支持多任務(wù)、多線程,提供近百種繪圖工具和基本圖符。使用ACTIVEDLL把設(shè)備驅(qū)動掛接在系統(tǒng)之中,支持?jǐn)?shù)據(jù)采集板、智能模塊、智能儀表、PLC、變頻器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,它支持ACTIVEX控件,包括溫控曲線、實時曲線、計劃曲線、歷史曲線、XY曲線、實時報表、歷史報表、單行報表、配方管理、數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)庫瀏覽統(tǒng)計、多媒體輸出等眾多構(gòu)件。MCGS全中文組態(tài)軟件可完整實現(xiàn)ODBC接口,可與SQLSERVER、ORAVER、ORACLE、ACCESS等主要數(shù)據(jù)庫相連,可實現(xiàn)各種復(fù)雜的報表,并以不同方式增加、刪除數(shù)據(jù)庫中的記錄,支持CAN、PROFIBUS、HART、LONWORKS等多種現(xiàn)場總線。它還具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能,支持TCP/IP、MODEM、485/422/232等多種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方案,提供4級安全保密機(jī)制。工程組態(tài)軟件MCGS的最大優(yōu)點是組態(tài)方便,它融會了中外工控組態(tài)軟件的眾多長處,只要是稍具外語常識,即可以方便組態(tài)。2機(jī)械手監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)過程機(jī)械手監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)過程21工程的建立與變量的定義工程的建立與變量的定義211工程的建立工程的建立1單擊文件菜單中“新建工程”選項,自動生成新建工程,默認(rèn)的工程名為“新建工程0MCG”。2選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項,彈出文件保存窗口。3在文件名一欄內(nèi)輸入“機(jī)械手控制系統(tǒng)”,點擊“保存”按鈕,工程創(chuàng)建完畢。212變量的定義變量的定義在MCGS中,變量也叫數(shù)據(jù)對象。定義數(shù)據(jù)對象的內(nèi)容主要包括指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù),如存盤的周期、存盤的時間范圍和保存期限等。在開始定義之前,我們先對系統(tǒng)進(jìn)行分析,確定需要的變量。本系統(tǒng)至少需要21個變量,見下表。機(jī)械手控制系統(tǒng)變量分配表機(jī)械手控制系統(tǒng)變量分配表變量名類型初值注釋X00開關(guān)型0機(jī)械手啟動控制信號,SB1輸入,1有效221工程畫面建立的步驟如下工程畫面建立的步驟如下1在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕,建立“窗口0”、“窗口1”。2選中“窗口0”,單擊“窗口屬性”,進(jìn)入“用戶窗口屬性設(shè)置”。3將窗口名稱改為控制窗口;窗口標(biāo)題改為控制窗口;窗口位置選中“最大化顯示”、“固定邊”,窗口背景色選為淺藍(lán)色,其他不變,單擊“確定”。4選中“窗口1”,單擊“窗口屬性”,進(jìn)入“用戶窗口屬性設(shè)置”。5將窗口名稱改為機(jī)械手監(jiān)控系統(tǒng);窗口標(biāo)題改為機(jī)械手監(jiān)控系統(tǒng)。窗口位置選中“最大化顯示”,其它不變,單擊“確認(rèn)”。6在“用戶窗口”中,選中“窗口屬性”,點擊右鍵,選擇下拉菜單中的“設(shè)置為啟動窗口”選項,將該窗口設(shè)置為運(yùn)行時自動加載的窗口。對“機(jī)械手監(jiān)控系統(tǒng)”進(jìn)行同樣的設(shè)置。222用戶窗口及機(jī)械手監(jiān)控系統(tǒng)畫面的制作用戶窗口及機(jī)械手監(jiān)控系統(tǒng)畫面的制作1選中“控制窗口”的窗口標(biāo)題,單擊“動畫組態(tài)”,進(jìn)入動畫組態(tài)窗口,開始編輯畫面。2單擊工具條中的“工具箱”按鈕,打開繪圖工具箱。3選擇“工具箱”內(nèi)的“標(biāo)簽”按鈕,鼠標(biāo)的光標(biāo)呈“十字”形,在窗口中拖拽鼠標(biāo),拉出一個一定大小的矩形。4在光標(biāo)閃爍位置輸入文字“歡迎進(jìn)入MCGS監(jiān)控系統(tǒng)”。5選中文字框,雙擊進(jìn)入“動畫組態(tài)屬性設(shè)置”窗口,將“填充色”設(shè)定為沒有填充?!熬€色”設(shè)置為沒有邊線。“字符字體”按鈕,設(shè)置文字字體為黑體;字型為粗體;大小為初號?!白址伾痹O(shè)為“紅色”。單擊“保存”。6用同樣的方法再添加三個文本框,選中文字框,雙擊進(jìn)入“動畫組態(tài)屬性設(shè)置”窗口,在輸入輸出鏈接欄里選擇“顯示輸出”,顯示輸出表達(dá)式為“DATE”,輸出類型為字符串輸出,第二個文本框顯示輸出表達(dá)式設(shè)為“TIME”,第三個文本框顯示輸出表達(dá)式選擇為“問候語”(在實時數(shù)據(jù)庫窗口的數(shù)據(jù)對象列表中,增加了一個新的數(shù)據(jù)對象“問候語”,對象類型選擇為字符型)7選擇“工具箱”內(nèi)的“標(biāo)準(zhǔn)按鈕”,插入兩個按鈕圖標(biāo),按鈕標(biāo)題分別設(shè)為“進(jìn)入”、“進(jìn)入”,操作屬性分別為“打開用戶窗口”和“退出運(yùn)行環(huán)境”。8進(jìn)入“用戶窗口屬性設(shè)置”,選擇啟動腳本,打開腳本程序編輯器,輸入以下內(nèi)容IFHOUR0ANDHOUR6ANDHOUR9ANDHOUR11ANDHOUR13ANDHOUR18ANDHOUR24THEN問候語“⊙O⊙晚上好“確定保存,“控制窗口”畫面編輯完畢。運(yùn)行如下圖所示。
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簡介:中文中文4729字外文翻譯譯文題目一種與移動機(jī)械臂的部分零件所受載荷相協(xié)調(diào)的運(yùn)動結(jié)構(gòu)(2)原稿題目AKINEMATICALLYCOMPATIBLEFRAMEWORKFORCOOPERATIVEPAYLOADTRANSPORTBYNONHOLONOMICMOBILEMANIPULATORS(2)原稿出處AUTONROBOT200621227–242FIG4SCHEMATICDIAGRAMSOFTHELEADERFOLLOWERSCHEMEATHE3LINKMOBILEMANIPULATORUNDERANALYSIS,ANDBTHETWOMODULECOMPOSITESYSTEMMPBNOWTAKESONTHEROLEOFTHELEADERANDCANBECONTROLLEDTOFOLLOWANYTRAJECTORYTHATISFEASIBLEFORAWMRHENCE,GIVENATRAJECTORYOFTHELEADERMPB,ANDTHEPREFERREDMANIPULATORCONFIGURATIONOF,EQ5CANBEREWRITTENAS16ANDCORRESPONDINGLYEQS6–8AS17
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簡介:電氣工程系畢業(yè)設(shè)計論文題目目PLC控制機(jī)械手專業(yè)業(yè)電氣自動化班級級電氣1005班姓名名學(xué)號號0401100506指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)2目錄第一章緒論111論文的主要內(nèi)容112總方案的確定113課題的背景2131機(jī)器人的發(fā)展及應(yīng)用2132機(jī)器人的現(xiàn)狀及動向314課題的目的和意義415課題的任務(wù)5第二章機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件選型621系統(tǒng)的工作原理622硬件設(shè)計的理論基礎(chǔ)6221驅(qū)動系統(tǒng)的特點6222驅(qū)動系統(tǒng)的選擇原則9223傳感器10224伺服電機(jī)的工作原理1623PLC的產(chǎn)生和發(fā)展18231PLC的構(gòu)成18232PLC的工作原理18第三章電路設(shè)計2031硬件結(jié)構(gòu)2032機(jī)械手電源回路2033機(jī)械手轉(zhuǎn)臺控制回路2134PLC控制系統(tǒng)22341機(jī)械手輸入信號22342機(jī)械手輸出信號械22343電源接線23344接地23第四章程序設(shè)計及調(diào)試2441設(shè)計任務(wù)及要求2442I/O分配2443設(shè)計系統(tǒng)工作流程2544編程設(shè)計思路2645模擬調(diào)試26451運(yùn)行過程26452運(yùn)行28參考文獻(xiàn)30附錄31致謝41
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簡介:液壓機(jī)械手手臂設(shè)計1學(xué)校學(xué)士學(xué)位論文液壓機(jī)械手臂設(shè)計姓名名學(xué)號號指導(dǎo)教師液壓機(jī)械手手臂設(shè)計3姓名名學(xué)號號指導(dǎo)教師學(xué)院專業(yè)業(yè)完成日期年月日摘要機(jī)械手手臂的作用是連接機(jī)械手手腕、帶動帶動機(jī)械手手指去抓取物件,并按程序要求將其搬運(yùn)到空間指定的位置,機(jī)械手手臂廣泛的應(yīng)用在工業(yè)制造中,對提高工作效率和自動化水平具有重要意義。本文介紹了機(jī)械手手臂的功能、機(jī)械手手臂的組成、結(jié)構(gòu)及其分類,其驅(qū)動方式、控制方式及其國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r。并對機(jī)械手手臂進(jìn)行了總體方案設(shè)計,確定了機(jī)械手手臂自由度及其坐標(biāo)形式,確定了機(jī)械手手臂的重要技術(shù)參數(shù)等。同時,計算出機(jī)械手手臂升降液壓缸驅(qū)動力和手臂回轉(zhuǎn)液壓缸驅(qū)動力矩并且確定液壓缸的重要參數(shù)。設(shè)計出了機(jī)械手手臂的液動系統(tǒng),繪制了機(jī)械手手臂液動系統(tǒng)工作原理圖。利用可編程序控制器對機(jī)械手手臂進(jìn)行控制,根據(jù)機(jī)械手的工作流程制定了可編程序控制器的控制方案,畫出了機(jī)械手手臂梯形圖,并編制了可編程序控制器的控制程序。
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簡介:外文文獻(xiàn)原文外文文獻(xiàn)原文ALONGWITHTHESOCIALPRODUCTIONPROGRESSANDPEOPLELIFERHYTHMISACCELERATING,PEOPLEONPRODUCTIONEFFICIENCYALSOCONTINUOUSLYPUTFORWARDNEWREQUIREMENTSBECAUSEOFMICROELECTRONICSTECHNOLOGYANDCALCULATIONSOFTWAREANDHARDWARETECHNOLOGYRAPIDDEVELOPMENTANDMODERNCONTROLTHEORY,THEPERFECTIONOFTHEFASTDEVELOPMENT,THEROBOTTECHNOLOGYPNEUMATICMANIPULATORSYSTEMBECAUSEITSMEDIASOURCESDONOTPOLLUTETHEENVIRONMENT,SIMPLEANDCHEAPCOMPONENTS,CONVENIENTMAINTENANCEANDSYSTEMSAFETYANDRELIABILITYCHARACTERISTIC,HASPENETRATEDINTOEVERYSECTOROFTHEINDUSTRIALFIELD,INTHEINDUSTRIALDEVELOPMENTPLAYSANIMPORTANTROLETHISARTICLETELLSOFTHEPNEUMATICCONTROLROBOTS,FURIOUSMANIPULATORXYAXISSCREWGROUP,THETURNTABLEINSTITUTIONS,ROTATINGMECHANICALPARTSBASEMAINEFFECTISCOMPLETEMECHANICALCOMPONENTSHANDLINGWORK,TOBEPLACEDINDIFFERENTKINDSOFLINEORLOGISTICSPIPELINE,MAKEPARTSHANDLING,TRANSPORTOFGOODSMOREQUICKANDCONVENIENTMATTERSOFTHEMANIPULATORAXIALLINKAGESIMPLESTRUCTUREANDACTIONPROCESSMANIPULATORSTRUCTURE,ASSHOWNINFIGURE1BELOWHAVEACCUSEDOFMANIPULATOR1,XYAXISSCREWGROUP2,THETURNTABLEINSTITUTIONS3,ROTATINGBASE4,ETCITSMOTIONCONTROLMODEIS1CANROTATEBYSERVOMOTORANGLEFOR360°BREATHCONTROLMANIPULATORPHOTOELECTRICSENSORSURESTART0POINT2BYSTEPPINGMOTORDRIVESCREWCOMPONENTMAKEALONGTHEX,YMANIPULATORSMOVEHAVEX,YAXISLIMITSWITCHES3CANROTATES360°CANDRIVETHETURNTABLEINSTITUTIONSMANIPULATORSANDBUSHINGSFREEROTATIONITSELECTRICDRAGINPARTBYTHEDCMOTIVATION,PHOTOELECTRICENCODER,CLOSETOSWITCHETC4ROTATINGBASEMAINSUPPORTABOVE3PARTS5GASCONTROLMANIPULATORBYPRESSURECONTROLZHANGCLOSEWHENPRESSEDON,PUTINFLATABLEROBOTMANIPULATORSLOOSENWHENGASITSWORKINGPROCESSFORWHENTHEGOODSARRIVED,MANIPULATORSYSTEMBEGINSTOMOVESTEPPINGMOTORCONTROL,WHILETHEOTHERSTARTDOWNWARDMOTIONALONGTHEHORIZONTALAXISOFTHESTEPMOTORCONTROLLERBEGANTOMOVEEXERCISESERVOMOTORDRIVERARRIVEDJUSTGRABGOODSMANIPULATORSROTATINGTHEORIENTATIONOFTHEPLACE,THENINFLATABLE,MANIPULATORCANSWING360°INTHEBODYONTHETURNTABLE,FITTEDWITHOMRONE6A2PRODUCEDINCREMENTALROTARYENCODER,THEENCODERSIGNALSTOTHEPLC,TOACHIEVEPRECISEPOSITIONINGOFROTARYBODIES5PLCSELECTIONACCORDINGTOTHESYSTEMDESIGNREQUIREMENTS,THECHOICEOFOMRONCPM2APRODUCEDMINICOMPUTERCPM2AINACOMPACTUNITINTEGRATEDWITHAVARIETYOFPROPERTIES,INCLUDINGTHESYNCHRONIZATIONPULSECONTROL,INTERRUPTINPUT,PULSEOUTPUT,ANALOGSETANDCLOCKFUNCTIONSCPM2ATHECPUUNITISASTANDALONEUNIT,CAPABLEOFHANDLINGAWIDERANGEOFAPPLICATIONOFMECHANICALCONTROL,ITISBUILTINTHEDEVICECONTROLUNITFORTHEIDEALPRODUCTENSURETHEINTEGRITYOFCOMMUNICATIONSANDPERSONALCOMPUTERS,OTHEROMRONPCANDOMRONPROGRAMMABLETERMINALCOMMUNICATIONTHECOMMUNICATIONCAPABILITYALLOWSTHEROBOTTOAXISSIMPLEEASYINTEGRATIONINTOINDUSTRIALCONTROLSYSTEMSIIISOFTWAREPROGRAMMING1SOFTWAREFLOWCHARTPLCPROGRAMMINGFLOWCHARTISBASEDONLYTHEDESIGNFLOW,ITMAYBESMOOTHANDEASYTOPREPAREANDWRITEASTATEMENTFORMTHELADDER,ANDULTIMATELYCOMPLETETHEPROCESSDESIGNSOWRITEAFLOWCHARTOFPROGRAMDESIGNISCRITICALTOTHETASKFIRSTTHINGTODOAXISMANIPULATORBASEDONSIMPLECONTROLREQUIREMENTS,DRAWINGFLOWCHARTSHOWNINFIGURE2
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簡介:中文中文6420字,字,4000單詞,單詞,2萬英文字符萬英文字符出處出處OSSWALDD,WRNHMECHANICALSYSTEMANDCONTROLSYSTEMOFADEXTEROUSROBOTHANDC//2004機(jī)械手的機(jī)械和控制系統(tǒng)DOSSWALD,HWRN摘要最近,全球內(nèi)帶有多指夾子或手的機(jī)械人系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展起來了,多種方法應(yīng)用其上,有擬人化的和非擬人化的。不僅調(diào)查了這些系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu),而且還包括其必要的控制系統(tǒng)。如同人手一樣,這些機(jī)械人系統(tǒng)可以用它們的手去抓不同的物體,而不用改換夾子。這些機(jī)械手具備特殊的運(yùn)動能力(比如小質(zhì)量和小慣性),這使被抓物體在機(jī)械手的工作范圍內(nèi)做更復(fù)雜、更精確的操作變得可能。這些復(fù)雜的操作被抓物體繞任意角度和軸旋轉(zhuǎn)。本文概述了這種機(jī)械手的一般設(shè)計方法,同時給出了此類機(jī)械手的一個示例,如卡爾斯魯厄靈巧手Ⅱ。本文末介紹了一些新的構(gòu)想,如利用液體驅(qū)動器為類人型機(jī)器人設(shè)計一個全新的機(jī)械手。關(guān)鍵詞多指機(jī)械手;機(jī)器人手;精操作;機(jī)械系統(tǒng);控制系統(tǒng)11引言引言2001年6月在德國卡爾斯魯厄開展的“人形機(jī)器人”特別研究,是為了開發(fā)在正常環(huán)境(如廚房或客廳)下能夠和人類合作和互動的機(jī)器人系統(tǒng)。設(shè)計這些機(jī)器人系統(tǒng)是為了能夠在非專業(yè)、非工業(yè)的條件下(如身處多物之中),幫我們抓取不同尺寸、形狀和重量的物體。同時,它們必須能夠很好的操縱被抓物體。這種極強(qiáng)的靈活性只能通過一個適應(yīng)性極強(qiáng)的機(jī)械人手抓系統(tǒng)來獲得,即所謂的多指機(jī)械手或機(jī)器人手。上文提到的研究項目,就是要制造一個人形機(jī)器人,此機(jī)器人將裝備這種機(jī)器人手系統(tǒng)。這個新手將由兩個機(jī)構(gòu)合作制造,它們是卡爾斯魯厄大學(xué)的IPR(過程控制和機(jī)器人技術(shù)研究院)和C(計算機(jī)應(yīng)用科學(xué)研究院)。這兩個組織都有制造此種系統(tǒng)的相關(guān)經(jīng)驗,但是稍有不同的觀點。IPR制造的卡爾斯魯厄靈巧手Ⅱ(如圖1所示),是一個四指相互獨(dú)立的手爪,我要確定手指的尺寸和安置位置,可以采用兩種方法擬人化和非擬人化。然后將取決與被操作的物體以及選擇何種期望的操作類型。擬人化的安置方式很容易從人手到機(jī)器人手轉(zhuǎn)移抓取意圖。但是每個手指不同的尺寸和不對稱的安置位置將增加加工費(fèi)用,并且是其控制系統(tǒng)變得更加復(fù)雜,因為每個手指都必須分別加以控制。對于相同手指的對稱布置,常采用非擬人化方法。因為只需加工和構(gòu)建單一的“手指模塊”,因此可減少加工費(fèi)用,同時也可是控制系統(tǒng)簡化。32驅(qū)動系統(tǒng)指關(guān)節(jié)的驅(qū)動器對手的靈活度也有很大的影響,因為它決定潛在的力量、精度及關(guān)節(jié)運(yùn)動的速度。機(jī)械運(yùn)動的兩個方面需加以考慮運(yùn)動來源和運(yùn)動方向。在這方面,文獻(xiàn)里描述了有幾種不同的方法,如文獻(xiàn)3中說可由液壓缸或氣壓缸產(chǎn)生運(yùn)動,或者,正如大部分情況一樣使用電動機(jī)。在多數(shù)情況下,運(yùn)動驅(qū)動器(如電機(jī))太大而不能直接與相應(yīng)的指關(guān)節(jié)結(jié)合在一起,因此,這個運(yùn)動必須由驅(qū)動器(一般位于機(jī)器臂最后的連接點處)轉(zhuǎn)移過來。有幾種不同的方法可實現(xiàn)這種運(yùn)動方式,如使用鍵、傳動帶以及活動軸。使用這種間接驅(qū)動指關(guān)節(jié)的方法,或多或少地降低了整個系統(tǒng)的強(qiáng)度和精度,同時也使控制系統(tǒng)復(fù)雜化,因為每根手指的不同關(guān)節(jié)常常是機(jī)械地連在一起,但是在控制系統(tǒng)的軟件里卻要將它們分別獨(dú)立控制。由于具有這些缺點,因此小型化的運(yùn)動驅(qū)動器與指關(guān)節(jié)的直接融合就顯得相當(dāng)必要。33傳感系統(tǒng)機(jī)器手的傳感系統(tǒng)可將反饋信息從硬件傳給控制軟件。對手指或被抓物體建立一個閉環(huán)控制是很必要的。在機(jī)器手中使用了3種類型的傳感器1手爪狀態(tài)傳感器確定指關(guān)節(jié)和指尖的位置以及手指上的作用力情況。知道了指尖的精確位置將使精確控制變得可能。另外,知道手指作用在被抓物體上的力,就可以抓取易碎物件而不會打破它。2抓取狀態(tài)傳感器提供手指與被抓物體之間的接觸狀態(tài)信息。這種觸覺信息可在抓取過程中及時確定與物體第一次接觸的位置點,同時也可避免不正確的抓取,如抓到物體的邊緣和尖端。另外還能察覺到已抓物體是否滑落,從而避免物體因跌落而損壞。3物體狀態(tài)或姿態(tài)傳感器用于確定手指內(nèi)物體的形狀、位置和方向。如果在抓取物體之前并不清楚這些信息的情況下,這種傳感器是非常必要的。如果此傳感器還能作用
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簡介:第頁共30頁11中文中文9300字出處出處MOHAMMADIA,TAVAKOLIM,MARQUEZHJ,ETALNONLINEARDISTURBANCEOBSERVERDESIGNFORROBOTICMANIPULATORSJCONTROLENGINEERINGPRACTICE,2013,2121253–267機(jī)械手非線性擾動器的設(shè)計機(jī)械手非線性擾動器的設(shè)計AMOHAMMADIA,N,MTAVAKOLIB,NN,HJMARQUEZB,FHASHEMZADEHBAEDWARDSROGERSSRDEPARTMENTOFELECTRICALCOMPUTERENGINEERING,UNIVERSITYOFTORONTO,TORONTO,ONTARIO,CANADAM5S3G4BDEPARTMENTOFELECTRICALCOMPUTERENGINEERING,UNIVERSITYOFALBERTA,EDMONTON,ALBERTA,CANADAT6G2V4摘要摘要機(jī)械手是一個高度非線性和耦合的系統(tǒng),遭受不同類型的干擾,例如關(guān)節(jié)摩擦、未知的有效載荷、動態(tài)的接觸點和未建模動態(tài)。當(dāng)這些干擾沒有計算進(jìn)來時,會對機(jī)械手的執(zhí)行情況有不利的影響。常見的方法是利用擾動觀測器來排除這些干擾。除了抑制干擾,擾動觀測器也可用在力控制的應(yīng)用中。最近,已有大量關(guān)于設(shè)計機(jī)械手的非線性擾動觀測器(NLDOS)的研究。盡管在干擾跟蹤方面取得了一些成果,但是根據(jù)以前的設(shè)計,非線性干擾觀測器僅僅只能用在帶傳動關(guān)節(jié)的平面串行機(jī)械手上1。在本文中,提出了一個通用的系統(tǒng)的方法不受自由度數(shù)量,關(guān)節(jié)類型或機(jī)械手配置限制以設(shè)計機(jī)械手的非線性觀測器。此外,這種設(shè)計方法不需要串聯(lián)機(jī)械手精確的動力學(xué)模型。這種方法也將之前提出的線性和非線性干擾觀測器統(tǒng)一到了一個總體框架中。為了展示提出干擾觀測器構(gòu)思在4自由度SCARA機(jī)械手上的有效性,提出了仿真的方法。使用了一個PHANTOMOMNI的觸覺裝置產(chǎn)生的實驗結(jié)果,進(jìn)一步說明了這種設(shè)計方法的有效性。第頁共30頁33用中,為了保證系統(tǒng)性能良好,機(jī)器人末端連接器需要接觸一個兼容表面和力控制方案。因此,需要一個力傳感器來測量這些接觸力。當(dāng)沒有傳感器用于測量扭矩和力量時,應(yīng)用程序可以雇傭擾動觀測器。例如,在無力傳感器的控制中已經(jīng)成功的雇用了擾動觀測器12。用在微納米操作任務(wù)中,是擾動觀測器另一個潛在的應(yīng)用,例如在顯微鏡下向生物細(xì)胞中注射外部物質(zhì),這些地方缺少足夠小的擁有良好精度和信噪比的力傳感器13。最近,為了提高機(jī)器人的敏捷性,發(fā)展了一個新的系統(tǒng)來引導(dǎo)他們的動作14。所謂的主從機(jī)器人系統(tǒng)是由兩個一模一樣的機(jī)器人組成的。這些機(jī)器人是由基于一個擾動觀測器的雙邊加速度控制方案來控制的。一個機(jī)器人由工作人員引導(dǎo)進(jìn)入教學(xué)運(yùn)動模式,另一個無約束的機(jī)器人,模仿那個受約束的機(jī)器人,達(dá)到相同的位置、速度和加速度。從約束機(jī)器人中提取出操作員的純力量是被期望的。為了找回人類操作員的力量,在無約束機(jī)器人中使用了干擾觀測器來估算例如摩擦和重力等干擾力。干擾力在約束和無約束機(jī)器人上的表現(xiàn)是相同的。人類操作員的力量是從約束機(jī)器人的總力量中減去無約束機(jī)器人上的干擾力而估算出來的。因此,隨動機(jī)器人系統(tǒng)不需要力傳感器面對重力和摩擦力也能觀察到人的力量。最后,為了確定在系統(tǒng)中是否已經(jīng)發(fā)生了例如碰撞或反作用力突然增加的錯誤,工業(yè)機(jī)器人使用了故障檢測系統(tǒng)。擾動觀測器已經(jīng)用于許多機(jī)器人應(yīng)用程序的故障檢測中15。表一總結(jié)了擾動觀測器在機(jī)器人中最重要的應(yīng)用。現(xiàn)有的大部分干擾觀測器的文獻(xiàn)都是為了設(shè)計使用線性化模型或線性系統(tǒng)技術(shù)的機(jī)器人應(yīng)用16。為了克服線性擾動觀測器在機(jī)械手的高度非線性和耦合動力學(xué)上的局限性,CHEN,BALLANCE,GAWTHROP,和O’REILLY2000提出了非線性機(jī)械手的一般非線性擾動觀測器結(jié)構(gòu)。CHEN等人使用NDOB觀測器找到了一個觀測器增益矩陣減少了設(shè)計問題,這樣就能得到干擾追蹤了。然而CHEN等人能找到這樣一個帶旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的2連平面機(jī)械手關(guān)節(jié)的增益矩陣。后來,NIKOOBIN等人,利用顯示機(jī)械手這種特殊類的機(jī)器人關(guān)系,將陳的解決方案推廣到帶傳動關(guān)節(jié)的串聯(lián)機(jī)械手上17。除了限制機(jī)械手的配置,他們的設(shè)計也不能保證指數(shù)干擾跟蹤和僅僅證明了漸進(jìn)干擾跟蹤。CHEN和NIKOOBIN和HAGHIGHI同時使用顯示公式特定類操縱者的慣性矩陣來解決擾動觀測器的設(shè)計問題。盡管這些擾動觀測器在擾動估算方面展示出了預(yù)想的結(jié)果,但它們的設(shè)計也只局限于平面,帶傳動關(guān)節(jié)的串行機(jī)械手。工業(yè)機(jī)器人包括6自由度的機(jī)械手等,然而,愛普生C3和PUMA560是非平面的。此外,一些像SCARA的工業(yè)手臂使用了移動關(guān)節(jié)而不是轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)。這引發(fā)了尋找一個通用設(shè)計方法的動力。本文的目的是解決由CHEN等人提出的NDOB的設(shè)計問題,適用于所有串聯(lián)機(jī)械手。設(shè)計方法不變自由度數(shù)量,聯(lián)合類型,或調(diào)用機(jī)械手動態(tài)屬性配置的現(xiàn)有限制。此外,這種設(shè)計方法不需要知道機(jī)器人的完整動力學(xué)??梢杂脕碓O(shè)計針對所有系列機(jī)器人機(jī)械手的干擾觀測器的新的不等式將被推倒出來。擾動觀測器的設(shè)計問題將被制定為一個線性矩陣不等式的方法(LIM),例如MATLABLIM工具箱的控制這些問題可以用LMI軟件迎刃而解。除了LMI規(guī)劃,一個對于設(shè)計問題解決方案的分析將會被提出。本文的組織如下。第2節(jié)介紹了不需要聯(lián)合加速器測量的非線性擾動觀測器結(jié)構(gòu)及其修改版本。第3節(jié)為非線性擾動觀測器解決了設(shè)計問題,為全局的漸進(jìn)穩(wěn)定提供了充分條件。干擾指數(shù)跟蹤慢變化的情況,障礙和全球統(tǒng)一的FASTVARYING干擾情況下的最終有界性,干擾跟蹤誤差。觀測器的設(shè)計問題也會被制定成一個線性的矩陣不等式。在第4節(jié),在解決擾動觀測器時,這些重要的提議需要被考慮進(jìn)去。第五節(jié)顯示了建議的有效性,這些建議是用SCARA機(jī)械手設(shè)計方法進(jìn)行模擬,設(shè)計一個四自由度的工業(yè)部門,,其中非線性擾動觀測器用于估計和補(bǔ)償摩擦載荷和外部效應(yīng)器。在
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簡介:PROCEEDINGSOFTHEIEEERASINTERNATIONALCONFERENCEONHUMANOIDROBOTSCOPYRIGHT?2001MECHANICALSYSTEMANDCONTROLSYSTEMOFADEXTEROUSROBOTHANDDIRKOSSWALD,HEINZW?RNUNIVERSITYOFKARLSRUHEDEPARTMENTOFCOMPUTERSCIENCEINSTITUTEFORPROCESSCONTROLANDROBOTICSIPRENGLERBUNTERING8BUILDING4028D76131KARLSRUHEEMAILOSSWALDIRAUKADE,WOERNIRAUKADEABSTRACTINRECENTYEARSNUMEROUSROBOTSYSTEMSWITHMULTIFINGEREDGRIPPERSORHANDSHAVEBEENDEVELOPEDALLAROUNDTHEWORLDMANYDIFFERENTAPPROACHESHAVEBEENTAKEN,ANTHROPOMORPHICANDNONANTHROPOMORPHICONESNOTONLYTHEMECHANICALSTRUCTUREOFSUCHSYSTEMSWASINVESTIGATED,BUTALSOTHENECESSARYCONTROLSYSTEMWITHTHEHUMANHANDASANEXEMPLAR,SUCHROBOTSYSTEMSUSETHEIRHANDSTOGRASPDIVERSEOBJECTSWITHOUTTHENEEDTOCHANGETHEGRIPPERTHESPECIALKINEMATICABILITIESOFSUCHAROBOTHAND,LIKESMALLMASSESANDINERTIA,MAKEEVENCOMPLEXMANIPULATIONSANDVERYFINEMANIPULATIONSOFAGRASPEDOBJECTWITHINTHEOWNWORKSPACEOFTHEHANDPOSSIBLESUCHCOMPLEXMANIPULATIONSAREFOREXAMPLEREGRASPINGOPERATIONSNEEDEDFORTHEROTATIONOFAGRASPEDOBJECTAROUNDARBITRARYANGLESANDAXISWITHOUTDEPOSITINGTHEOBJECTANDPICKINGITUPAGAININTHISPAPERANOVERVIEWONTHEDESIGNOFSUCHROBOTHANDSINGENERALISGIVEN,ASWELLASAPRESENTATIONOFANEXAMPLEOFSUCHAROBOTHAND,THEKARLSRUHEDEXTEROUSHANDIITHEPAPERTHENENDSWITHTHEPRESENTATIONOFSOMENEWIDEASWHICHWILLBEUSEDTOBUILDANENTIRENEWROBOTHANDFORAHUMANOIDROBOTUSINGFLUIDICACTUATORSKEYWORDSMULTIFINGEREDGRIPPER,ROBOTHAND,FINEMANIPULATION,MECHANICALSYSTEM,CONTROLSYSTEM1INTRODUCTIONTHESPECIALRESEARCHAREAHUMANOIDROBOTSFOUNDEDINKARLSRUHE,GERMANYINJULY2001ISAIMEDATTHEDEVELOPMENTOFAROBOTSYSTEMWHICHCOOPERATESANDINTERACTSPHYSICALLYWITHHUMANBEINGSINNORMALENVIRONMENTSLIKEKITCHENORLIVINGROOMSSUCHAROBOTSYSTEMWHICHISDESIGNEDTOSUPPORTHUMANSINNONSPECIALIZED,NONINDUSTRIALSURROUNDINGSLIKETHESEMUST,AMONGMANYOTHERTHINGS,BEABLETOGRASPOBJECTSOFDIFFERENTSIZE,SHAPEANDWEIGHTANDITMUSTALSOBEABLETOFINEMANIPULATEAGRASPEDOBJECTSUCHGREATFLEXIBILITYCANONLYBEREACHEDWITHANADAPTABLEROBOTGRIPPERSYSTEM,ASOCALLEDMULTIFINGEREDGRIPPERORROBOTHANDTHEHUMANOIDROBOT,WHICHWILLBEBUILTINTHEABOVEMENTIONEDRESEARCHPROJECT,WILLBEEQUIPPEDWITHSUCHAROBOTHANDSYSTEMTHISNEWHANDWILLBEBUILTBYTHECOOPERATIONOFTWOINSTITUTES,THEIPRINSTITUTEFORPROCESSCONTROLANDROBOTICSATTHEUNIVERSITYOFKARLSRUHEANDTHEIAIINSTITUTEFORAPPLIEDCOMPUTERSCIENCEATTHEKARLSRUHERESEARCHCENTERBOTHORGANIZATIONSALREADYHAVEEXPERIENCEINBUILDINGSUCHKINDOFSYSTEMS,BUTFROMSLIGHTLYDIFFERENTPOINTSOFVIEWTHEKARLSRUHEDEXTEROUSHANDIISEEFIGURE1BUILTATTHEIPR,WHICHISDESCRIBEDHEREINDETAIL,ISAFOURFINGEREDAUTONOMOUSGRIPPERTHEHANDSBUILTATTHEIAISEEFIGURE17AREBUILTASPROSTHESISFORHANDICAPPEDPEOPLETHEAPPROACHTAKENSOFARWILLBEPRESENTEDANDDISCUSSEDINTHEFOLLOWINGSECTIONS,ASITFOUNDSTHEBASISFORTHENOVELHANDOFTHEHUMANOIDROBOTFIGURE1KARLSRUHEDEXTROUSHANDIIFROMIPRPROCEEDINGSOFTHEIEEERASINTERNATIONALCONFERENCEONHUMANOIDROBOTSCOPYRIGHT?2001GRASPSTATESENSORSPROVIDEINFORMATIONABOUTTHECONTACTSITUATIONBETWEENTHEFINGERANDTHEOBJECTTHISTACTILEINFORMATIONCANBEUSEDTODETERMINETHEPOINTINTIMEOFTHEFIRSTCONTACTWITHTHEOBJECTWHILEGRASPING,ANDTOAVOIDUNDESIREDGRASPS,LIKEGRASPINGATANEDGEORATIPOFTHEOBJECTBUTITCANALSOBEUSEDTODETECTSLIPPAGEOFANALREADYGRASPEDOBJECT,WHICHMIGHTLEADTOALOSSOFTHEOBJECTOBJECTSTATEORPOSESENSORSAREUSEDTODETERMINETHESHAPE,POSITIONANDORIENTATIONOFANOBJECTINTHEWORKSPACEOFTHEGRIPPERTHISISNECESSARYIFTHESEDATAISNOTKNOWNEXACTLY,PRIORTOGRASPINGTHEOBJECTIFTHEOBJECTSTATESENSORSSTILLWORKSONAGRASPEDOBJECTITCANBEUSEDTOCONTROLTHEPOSEPOSITIONANDORIENTATIONOFAGRASPEDOBJECTTOO,EGTODETECTSLIPPAGEDEPENDINGONTHEACTUATORSYSTEMTHEGEOMETRICALINFORMATIONABOUTTHEFINGERJOINTPOSITIONCANBEMEASUREDATTHEMOVEMENTGENERATORORDIRECTLYATTHEJOINTFOREXAMPLEIFTHEREISASTIFFCOUPLINGBETWEENANELECTRICMOTORANDTHEFINGERJOINTTHENTHEJOINTPOSITIONCANBEMEASUREDBYANANGLEENCODERATTHEAXISOFTHEMOTORBEFOREORAFTERTHEGEARTHISISNOTPOSSIBLEIFTHECOUPLINGISLESSSTIFFANDAHIGHPOSITIONPRECISIONISDESIRED34THEMECHANICALSYSTEMOFTHEKARLSRUHEDEXTEROUSHANDIIINORDERTOPERMITMORECOMPLEXMANIPULATIONSLIKEREGRASPINGTHECURRENTKARLSRUHEDEXTEROUSHANDIIKDHIIWASBUILTWITH4FINGERSAND3INDEPENDENTJOINTSPERFINGERITISDESIGNATEDFORAPPLICATIONSININDUSTRIALENVIRONMENTSSEEFIGURE2ANDFORMANIPULATIONOFOBJECTSLIKEBOXES,CYLINDERS,SCREWSORNUTSTHEREFOREASYMMETRIC,NONANTHROPOMORPHICCONFIGURATIONOFFOURIDENTICALFINGERS,EACHROTATEDBY90°WASCHOSENSEEFIGURE3DUETOTHEEXPERIENCESGAINEDWITHTHEFIRSTKARLSRUHEDEXTEROUSHAND,LIKEEGMECHANICALPROBLEMSCAUSEDBYTHEDRIVEBELTSORCONTROLLINGPROBLEMSCAUSEDBYLARGEFRICTIONFACTORS,SOMEDIFFERENTDESIGNDECISIONSWERECHOSENFORTHEKDHIITHEDCMOTORSFORJOINT2AND3OFEACHFINGERAREINTEGRATEDINTOTHEPREVIOUSFINGERLIMBSEEFIGURE4THISPERMITSTHEUSEOFVERYSTIFFBALLSPINDLEGEARSFORTHEFORWARDINGOFTHEMOVEMENTTOTHEFINGERJOINTANGLEENCODERSDIRECTLYONTHEMOTORAXISBEFORETHEGEARAREUSEDASVERYPRECISEPOSITIONSTATESENSORSFIGURE4SIDEVIEWOFTHEKDHII3LASERSENSORSFIXATIONFRAMEONECOMPLETEFINGERCONTROLHARDWAREMICROCONTROLLERFIGURE3TOPVIEWOFTHEKDHIIFIGURE2KDHIIMOUNTEDONANINDUSTRIALROBOT
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簡介:徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計外文翻譯學(xué)生姓名學(xué)院名稱專業(yè)名稱指導(dǎo)教師20年5月27日ASKILLBASEDMICROMANIPULATIONSYSTEMHASBEENDEVELOPEDINTHEAUTHORS’LAB,ANDITCANREALIZEMANYMICROMANIPULATIONOPERATIONSINTHESYSTEM,THEASSEMBLYTASKISMANUALLYDISCOMPOSEDINTOSKILLSEQUENCESANDCOMPILEDINTOAFILEAFTERIMPORTINGTHEFILEINTOTHESYSTEM,THESYSTEMCANAUTOMATICALLYEXECUTETHEASSEMBLYTASKTHISPAPERATTEMPTSTOEXPLOREAUSERFRIENDLY,ANDATTHESAMETIMEEASY,SEQUENCEGENERATIONMETHOD,TORELIEVETHEBURDENOFMANUALLYPROGRAMMINGTHESKILLSEQUENCEITISANEFFECTIVEMETHODTODETERMINETHEASSEMBLYSEQUENCEFROMGEOMETRICCOMPUTERAIDEDDESIGNCADMODELSMANYAPPROACHESHAVEBEENPROPOSEDTHISPAPERAPPLIESASIMPLEAPPROACHTOGENERATETHEASSEMBLYSEQUENCEITISNOTINVOLVEDWITHTHELOWLEVELDATASTRUCTUREOFTHECADMODEL,ANDCANBEREALIZEDWITHTHEAPPLICATIONPROGRAMMINGINTERFACEAPIFUNCTIONSTHATMANYCOMMERCIALCADSOFTWAREPACKAGESPROVIDEINTHEPROPOSEDAPPROACH,ARELATIONSGRAPHAMONGDIFFERENTCOMPONENTSISFIRSTCONSTRUCTEDBYANALYZINGTHEASSEMBLYMODEL,ANDTHEN,POSSIBLESEQUENCESARESEARCHED,BASEDONTHEGRAPHACCORDINGTOCERTAINCRITERION,THEOPTIMALSEQUENCEISFINALLYOBTAINEDTODECOMPOSETHEASSEMBLYSEQUENCEINTOROBOTSKILLSEQUENCES,SOMEWORKSHAVEBEENREPORTEDINNNAJIETAL’SWORK,THEASSEMBLYTASKCOMMANDSAREEXPANDEDTOMOREDETAILEDCOMMANDS,WHICHCANBESEENASROBOTSKILLS,ACCORDINGTOAPREDEFINEDFORMATTHEDECOMPOSITIONAPPROACHOFMOSEMANNANDWAHLISBASEDONTHEANALYSISOFHYPERARCSOFAND/ORGRAPHSREPRESENTINGTHEAUTOMATICALLYGENERATEDASSEMBLYPLANSTHISPAPERPROPOSESAMETHODTOGUIDETHESKILLDECOMPOSITIONTHEASSEMBLYPROCESSESOFPARTSAREGROUPEDINTODIFFERENTPHASES,ANDPARTSAREATDIFFERENTSTATESSPECIFICWORKFLOWSPUSHFORWARDPARTSFROMONESTATETOANOTHERSTATEEACHWORKFLOWISASSOCIATEDWITHASKILLGENERATORACCORDINGTOTHEDIFFERENTSTARTSTATEANDTARGETSTATEOFTHEWORKFLOW,THESKILLGENERATORCREATESASERIESOFSKILLSTHATCANPROMOTETHEPARTTOITSTARGETSTATETHEHIERARCHYOFTHESYSTEMPROPOSEDHERE,THEASSEMBLYINFORMATIONONHOWTOASSEMBLEAPRODUCTISTRANSFERREDTOTHEROBOTTHROUGHMULTIPLELAYERSTHETOPLAYERISFORTHEASSEMBLYTASKPLANNINGTHEINFORMATIONNEEDEDFORTHETASKPLANNINGANDSKILLGENERATIONAREEXTRACTEDFROMTHECADMODELANDARESAVEDINTHEDATABASEBASEDONTHECADMODEL,THEASSEMBLYTASKSEQUENCESAREGENERATEDATTHESKILLDECOMPOSITIONLAYER,TASKSAREDECOMPOSEDINTOSKILLSEQUENCESTHEGENERATEDSKILLSAREMANAGEDANDEXECUTEDATTHEROBOTCONTROLLAYER2TASKPLANNINGSKILLSARENOTUSEDDIRECTLYATTHEASSEMBLYPLANNINGPHASEINSTEAD,THECONCEPTOFATASKIS
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