簡(jiǎn)介：論文研究了深海水下液壓機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的壓力適應(yīng)型控制器主要包括ECU控制單元、直流無刷電機(jī)控制器以及比例控制放大器。針對(duì)水下機(jī)械手對(duì)控制器的設(shè)計(jì)要求完成了上述三款控制器的硬件電路研制和控制軟件程序針對(duì)深海特殊的作業(yè)環(huán)境提出了提高控制器耐壓性、可靠性的設(shè)計(jì)方案針對(duì)比例閥箱和無刷直流電機(jī)內(nèi)艙有限的裝載空間提出了控制器小型化、集成化的設(shè)計(jì)方案。論文通過抗壓試驗(yàn)、老化試驗(yàn)以及調(diào)試和聯(lián)調(diào)試驗(yàn)對(duì)研制的三款控制器性能進(jìn)行了檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明三款壓力適應(yīng)型控制器能夠滿足深海水下高壓、潮濕等惡劣環(huán)境的作業(yè)要求三款控制器的硬件電路和軟件控制程序也滿足設(shè)計(jì)要求能夠確保水下機(jī)械手穩(wěn)定、可靠的進(jìn)行深海作業(yè)。論文總共分為七章第一章介紹了課題的研究背景以及國內(nèi)外深海水下液壓機(jī)械手的發(fā)展?fàn)顩r通過對(duì)水下機(jī)械手液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)和總體構(gòu)成介紹引出了本課題的研究意義和研究?jī)?nèi)容。第二章從水下機(jī)械手液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成出發(fā)提出了本課題所要研制的三款壓力適應(yīng)型控制器針對(duì)深海特殊的作業(yè)環(huán)境提出了控制器耐壓性、可靠性以及其結(jié)構(gòu)小型化、集成化的設(shè)計(jì)方案最后介紹了控制器的軟件開發(fā)環(huán)境和所要實(shí)現(xiàn)的功能。第三章詳細(xì)介紹了整個(gè)電控系統(tǒng)抗壓元器件的選型和功能電路實(shí)現(xiàn)如濾波電容、電源模塊以及功能模塊的電容等及電控系統(tǒng)閉環(huán)控制信號(hào)反饋傳感器的選擇及其抗壓功能保證。第四章詳細(xì)介紹了水下機(jī)械手整個(gè)電控系統(tǒng)的小型化和集成化功能和結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)根據(jù)電控系統(tǒng)的功能需求選擇了所需的集成芯片針對(duì)控制器有限的裝載空間實(shí)現(xiàn)了PCB板的小型化設(shè)計(jì)。第五章介紹了包括比例控制放大器電流閉環(huán)、機(jī)械手位置閉環(huán)、電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)和電機(jī)電流閉環(huán)的水下機(jī)械手整個(gè)電控系統(tǒng)的閉環(huán)控制針對(duì)閉環(huán)控制需求還編制了一套相應(yīng)的軟件控制程序。第六章介紹了壓力適應(yīng)型控制器的抗壓、可靠性和聯(lián)調(diào)試驗(yàn)給出了實(shí)驗(yàn)方法、裝置和結(jié)果。第七章總結(jié)了課題的主要研究成果并在此基礎(chǔ)上對(duì)論文的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

簡(jiǎn)介：該文進(jìn)行了比較深入和系統(tǒng)的研究并且在所建造的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)論證首先設(shè)計(jì)了一個(gè)柔性宏微機(jī)械手實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為控制算法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證提供硬件條件宏機(jī)械手部分是一個(gè)兩自由度柔性機(jī)械手而微機(jī)械手部分是一個(gè)兩自由度五桿閉鏈機(jī)構(gòu)在建造過程中重點(diǎn)討論了柔性桿件結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)激光PSD傳感系統(tǒng)測(cè)量變形和振動(dòng)的原理以及微機(jī)械手的正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題其次提出了一個(gè)基于動(dòng)力學(xué)模型的非線性控制方案確保在柔性機(jī)械手精確地實(shí)現(xiàn)各個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)抑制桿件的變形和柔性機(jī)械手末端的振動(dòng)并利用一個(gè)反映系統(tǒng)能量的李雅普魯夫函數(shù)證明了該非線性控制器是漸進(jìn)穩(wěn)定的最后為了進(jìn)一步提高柔性機(jī)械手的操作精度彌補(bǔ)柔性機(jī)械手的電機(jī)需要同時(shí)完成兩類截然不同驅(qū)動(dòng)的缺點(diǎn)提出了一個(gè)宏微機(jī)構(gòu)手系統(tǒng)的末端點(diǎn)誤差的理論在前面非線性控制器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上分別為柔性宏機(jī)械手和微機(jī)械手設(shè)計(jì)了兩個(gè)控制算法并且在建造的柔性宏微機(jī)械手實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了軌跡跟蹤控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明利用微機(jī)械手的快速、精密的運(yùn)動(dòng)能夠有效地補(bǔ)償柔性宏微機(jī)械手系統(tǒng)因桿件殘余變形和振動(dòng)引起的末端點(diǎn)誤差

簡(jiǎn)介：目前，由于塑膠玩具噴涂作業(yè)的復(fù)雜性，噴涂自動(dòng)化程度仍然很低。國內(nèi)塑膠玩具噴涂作業(yè)基本上還是靠手工完成，不僅勞動(dòng)力成本高，而且噴涂作業(yè)對(duì)操作者的人身危害較大。因此，研究開發(fā)塑膠玩具自動(dòng)噴涂機(jī)器具有重要的意義，而其中噴涂機(jī)械手是設(shè)計(jì)關(guān)鍵。國內(nèi)外對(duì)于大型噴涂機(jī)械手的研究較多，有很多成熟的產(chǎn)品，但是針對(duì)塑膠玩具特點(diǎn)噴涂的機(jī)械手研究較少，商品化程度較低。本文針對(duì)塑膠玩具噴涂特點(diǎn)，進(jìn)行了噴涂機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析，提出了一種五自由度串聯(lián)關(guān)節(jié)型玩具噴涂機(jī)械手，從仿真和分析的結(jié)果來看，機(jī)械手具有良好的噴涂性能。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如下第一，分析了國內(nèi)外噴涂機(jī)械手的研究現(xiàn)狀，針對(duì)現(xiàn)有自動(dòng)噴涂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在的不足，提出了噴涂機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則，在此基礎(chǔ)上，通過對(duì)塑膠玩具生產(chǎn)企業(yè)的調(diào)研，分析了塑膠玩具自動(dòng)噴涂的具體特點(diǎn)，提出了一種五自由度串聯(lián)關(guān)節(jié)型噴涂機(jī)械手。基于作業(yè)空間，利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)對(duì)本塑膠玩具噴涂機(jī)械手的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了分析，隨后建立了優(yōu)化模型，計(jì)算得到機(jī)械手結(jié)構(gòu)參數(shù)的初步優(yōu)化解。從實(shí)用化角度考慮，提出了自動(dòng)噴涂機(jī)器整體的結(jié)構(gòu)方案和工作流程，以及機(jī)械手的控制方案。具體完成了機(jī)械手的機(jī)座、移動(dòng)關(guān)節(jié)手臂、手腕的設(shè)計(jì)。第二，采用笛卡爾坐標(biāo)系，通過DH齊次坐標(biāo)變換建立了機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并進(jìn)行正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的求解。根據(jù)機(jī)械手具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)，利用三維實(shí)體建模軟件PROENGINEER建立機(jī)械手的實(shí)體樣機(jī)模型，并通過PROMECHANISM模塊對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真驗(yàn)證，使機(jī)械手整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程直觀化，仿真結(jié)果表明機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程求解完全正確。第三，基于蒙特卡洛模擬法，通過MATLAB編程對(duì)本塑膠玩具噴涂機(jī)械手工作空間進(jìn)行了數(shù)值解的描繪與分析。同時(shí)提出一種三維模型運(yùn)動(dòng)包絡(luò)立體圖解法分析工作空間和工件的關(guān)系。

簡(jiǎn)介：微創(chuàng)手術(shù)（MINIMALLYINVASIVESURGERY）技術(shù)使得手術(shù)創(chuàng)傷減小，減輕病人的痛苦，減少不美觀的手術(shù)疤痕，大幅縮短住院天數(shù)，節(jié)省開支。目前，微創(chuàng)手術(shù)已成為是21世紀(jì)醫(yī)學(xué)發(fā)展的重要方向之一。手術(shù)機(jī)器人促進(jìn)了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的革命，受到西方大國政府和學(xué)術(shù)界的極大關(guān)注。本文首先深入研究了手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理和一般構(gòu)成，討論了其關(guān)鍵技術(shù)。然后針對(duì)微創(chuàng)手術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，研制了一套微創(chuàng)手術(shù)機(jī)械從手裝置，系統(tǒng)闡述了裝置整體設(shè)計(jì)方案的確定、各模塊的功能、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件和傳感器等的選型、機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造等。選定線傳動(dòng)作為機(jī)械從手的傳動(dòng)方式，給出了機(jī)械從手的連桿參數(shù)和運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。裝置的測(cè)試驗(yàn)證了裝置的可行性。針對(duì)研制中出現(xiàn)的問題，提出了改進(jìn)建議。本文還針對(duì)彌漫性軸索損傷的形成機(jī)理，研制了大鼠致傷實(shí)驗(yàn)裝置，并重點(diǎn)討論了關(guān)鍵技術(shù)。通過大鼠實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)裝置的可行性和穩(wěn)定性。另外，針對(duì)股骨遠(yuǎn)端骨折復(fù)位手術(shù)中存在的問題，三維重建了股骨和手術(shù)器械并制定了虛擬手術(shù)。

簡(jiǎn)介：作為傳統(tǒng)的基礎(chǔ)材料，平板玻璃在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著不可替代的作用。平板玻璃生產(chǎn)線上的設(shè)備直接影響著平板玻璃的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，堆垛機(jī)位于平板玻璃生產(chǎn)線的末端，其好壞直接影響整條生產(chǎn)線的成品率和玻璃板的質(zhì)量，越來越受到人們的重視。本文以平板玻璃生產(chǎn)線為載體，在深入了解生產(chǎn)線上玻璃板在線堆垛要求后，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了用于抓取玻璃板的機(jī)械手吸盤，并裝于六自由度工業(yè)機(jī)器人的末端，組成了現(xiàn)在比較流行的自動(dòng)堆垛裝置機(jī)械手堆垛機(jī)。利用SOLIDWKS建立了機(jī)械手堆垛機(jī)的三維模型，結(jié)合機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析方法，建立了機(jī)械手堆垛機(jī)的關(guān)節(jié)坐標(biāo)系，通過齊次變換，求出了相鄰連桿的坐標(biāo)系的變換通式，進(jìn)而得到了機(jī)械手堆垛機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。在此基礎(chǔ)上，利用MATLAB軟件找出了機(jī)械手堆垛機(jī)的工作空間，為其在生產(chǎn)線上的布置做好準(zhǔn)備。接著，利用ANSYSWKBENCH軟件對(duì)機(jī)械手堆垛機(jī)進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)分析，得到了結(jié)構(gòu)的應(yīng)力云圖、位移云圖及固有頻率和振型，對(duì)其結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度及變形狀況進(jìn)行分析，分析結(jié)果表明機(jī)械手堆垛機(jī)存在底座強(qiáng)度過大、大臂應(yīng)力集中、小臂強(qiáng)度不足、機(jī)械手吸盤處變形過大等問題。對(duì)三個(gè)關(guān)鍵零部件進(jìn)行詳細(xì)的分析，找出機(jī)械手堆垛機(jī)的最薄弱環(huán)節(jié)小臂；利用ANSYS的設(shè)計(jì)模塊對(duì)小臂進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，獲得了以最小重量、最大承重為目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果，并使其保持良好的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能，取得了混合優(yōu)化的良好效果，為機(jī)械手堆垛機(jī)在平板玻璃線上的應(yīng)用提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。

簡(jiǎn)介：隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展國內(nèi)大型制造企業(yè)已經(jīng)開始逐步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化。在這一進(jìn)程中工業(yè)機(jī)器人起到了至關(guān)重要的作用工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。相比于國內(nèi)大型制造企業(yè)由于工業(yè)機(jī)器人價(jià)格較高的因素國內(nèi)很多中小型制造企業(yè)無財(cái)力大規(guī)模購買工業(yè)機(jī)器人導(dǎo)致企業(yè)的生產(chǎn)自動(dòng)化水平偏低這也正是本文研究的主要背景。本文根據(jù)國內(nèi)中小型制造企業(yè)對(duì)于實(shí)現(xiàn)普通數(shù)控機(jī)床自動(dòng)上下料的實(shí)際需求并考慮到企業(yè)的生產(chǎn)成本在滿足機(jī)械手對(duì)機(jī)床自動(dòng)上下料的情況下氣壓驅(qū)動(dòng)相對(duì)于其它驅(qū)動(dòng)方式更加經(jīng)濟(jì)?；诖吮疚脑O(shè)計(jì)了一種經(jīng)濟(jì)型氣動(dòng)上下料機(jī)械手并對(duì)機(jī)械手進(jìn)行了相關(guān)的理論研究。首先論文介紹了國內(nèi)外工業(yè)機(jī)械手研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)以及機(jī)器人軌跡規(guī)劃的研究現(xiàn)狀指出當(dāng)前國內(nèi)中小型制造企業(yè)自動(dòng)化程度不高的原因設(shè)計(jì)了一種用于普通數(shù)控機(jī)床上下料的經(jīng)濟(jì)型氣動(dòng)上下料機(jī)械手利用PROE軟件建立了上下料機(jī)械手各個(gè)零部件的模型并對(duì)上下料機(jī)械手進(jìn)行了整機(jī)裝配。其次采用DH法建立了上下料機(jī)械手的連桿坐標(biāo)系并對(duì)其運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆解進(jìn)行了計(jì)算并驗(yàn)證了計(jì)算的正確性對(duì)上下料機(jī)械手的工作空間進(jìn)行了分析得到了上下料機(jī)械手的雅克比矩陣以及上下料機(jī)械手速度和加速度正解對(duì)機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了理論計(jì)算為氣缸的選型提供了依據(jù)。再次對(duì)上下料機(jī)械手的上下料過程進(jìn)行了軌跡規(guī)劃并在ADAMSVIEW環(huán)境下驗(yàn)證了軌跡規(guī)劃的可行性和準(zhǔn)確性設(shè)計(jì)了上下料機(jī)械手的控制系統(tǒng)包括設(shè)計(jì)了氣動(dòng)控制回路確定了PLC的型號(hào)及IO點(diǎn)數(shù)為后續(xù)的物理樣機(jī)控制系統(tǒng)的搭建奠定了基礎(chǔ)。最后總結(jié)了論文的主要研究?jī)?nèi)容并對(duì)下一步的研究工作進(jìn)行了展望。本文設(shè)計(jì)了一種經(jīng)濟(jì)型氣動(dòng)上下料機(jī)械手并對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)的理論研究通過驗(yàn)證得出上下料機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行上下料工作達(dá)到了預(yù)期效果為后續(xù)機(jī)械手樣機(jī)的制造提供了依據(jù)。

簡(jiǎn)介：近十年來，中國汽車工業(yè)保持強(qiáng)勁增長勢(shì)頭，這也引領(lǐng)著汽車制造業(yè)的技術(shù)變革，特別是在汽車焊接方面。只有好的制造設(shè)備才能保證更高的質(zhì)量和效率。國內(nèi)某微車車身焊接一般采用傳統(tǒng)的手工點(diǎn)焊方式，隨著其銷量的增加，為了提高焊接質(zhì)量和降低人工成本，自動(dòng)化焊接方式勢(shì)在必行。相對(duì)于焊接機(jī)器人來說，針對(duì)特定工位設(shè)計(jì)的專用焊接機(jī)構(gòu)成本低廉、開發(fā)周期短、培訓(xùn)簡(jiǎn)單，因此這種方式在該汽車公司被大量采用。但是由于這種機(jī)構(gòu)的大批量投入，隨著其工作時(shí)間的延長，其電氣故障發(fā)生率也會(huì)增加。故障每導(dǎo)致停線一次，耗去的維修時(shí)間將產(chǎn)生數(shù)量級(jí)的經(jīng)濟(jì)損失。因此有必要對(duì)其故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容與成果包括1基于邊界掃描的電氣故障監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)。將一般用于PCB測(cè)試的邊界掃描技術(shù)獨(dú)辟蹊徑地應(yīng)用于一套四軸聯(lián)動(dòng)的簡(jiǎn)易焊接機(jī)械手上面，用于檢測(cè)其短路和斷路故障。由于機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)時(shí)其線纜存在直線旋轉(zhuǎn)等各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，加上其他環(huán)境的影響，機(jī)構(gòu)的電線線纜發(fā)生斷路和短路的故障是很有可能的。傳統(tǒng)的人工檢測(cè)手段會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間，因此做一套實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)是有必要的。2TAP狀態(tài)的實(shí)時(shí)追蹤。對(duì)于邊界掃描，控制掃描向量的是TAP控制器，其檢測(cè)原理是基于16位的狀態(tài)機(jī)，一般情況只可探測(cè)到外圍接線端的高低電平，卻無法知道TAP狀態(tài)機(jī)內(nèi)部的運(yùn)行狀態(tài)。以往對(duì)狀態(tài)機(jī)的模擬主要是基于硬件描述語言，本文利用MATLABSTATEFLOW進(jìn)行模擬，并將其加入軟件界面中，工作人員可以很清晰的看到狀態(tài)的流動(dòng)過程。3可視化界面設(shè)計(jì)。MATLAB在數(shù)據(jù)處理方面有著強(qiáng)大的功能，在GUIGRAPHICUSERINTERFACE界面編寫也有著豐富的素材，本文將這兩者結(jié)合起來，對(duì)邊界掃描算法進(jìn)行了分析，保證了故障監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確率，同時(shí)編寫了人機(jī)交互界面，工作人員可以很清楚地看到每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，并進(jìn)行相應(yīng)的操作。4焊接質(zhì)量的初步研究。對(duì)IEEE11494進(jìn)行了初步探討，并將其用到了焊鉗動(dòng)態(tài)電阻的測(cè)量上，為以后研究焊接質(zhì)量提供了一種方案。

簡(jiǎn)介：隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度加快，用戶對(duì)產(chǎn)品的需求愈加多樣化。計(jì)算機(jī)參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)正是滿足產(chǎn)品需求個(gè)性化、多樣化等所采取的必然措施。隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和知識(shí)經(jīng)濟(jì)的出現(xiàn)，工業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代制造業(yè)中起著越來越大的作用，機(jī)械手的設(shè)計(jì)和改進(jìn)日益受到人們的關(guān)注。本文在國內(nèi)外參數(shù)化設(shè)計(jì)研究的基礎(chǔ)上，以SOLIDWKS軟件為平臺(tái)，研究了參數(shù)化設(shè)計(jì)的原理和方法，通過使用COM接口，利用所提供的基于COM的API，掌握SOLIDWKS二次開發(fā)的原理和方法，利用編程軟件VISUALBASIC60及SOLIDWKS自帶的宏工具對(duì)SOLIDWKS的API函數(shù)進(jìn)行調(diào)用，實(shí)現(xiàn)軟件的二次開發(fā)。針對(duì)某類型注塑機(jī)械手的特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，并對(duì)機(jī)械手零部件進(jìn)行虛擬裝配，建立機(jī)械手的參數(shù)化模型。將機(jī)械手模型導(dǎo)入有限元分析軟件ANSYS中，應(yīng)用ANSYS對(duì)機(jī)械手進(jìn)行數(shù)值仿真分析。模擬該機(jī)械手的典型工況，進(jìn)行靜力學(xué)分析、模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析、瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，得到機(jī)械手的靜力、動(dòng)力學(xué)特性。通過對(duì)機(jī)械手的有限元分析、結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化進(jìn)行結(jié)構(gòu)修改，提高機(jī)械手的低階固有頻率，改進(jìn)機(jī)械手的振動(dòng)模態(tài)特性，改善機(jī)械手動(dòng)態(tài)性能，減小在工作過程中的振動(dòng)，提高機(jī)械手的定位精度。研究表明，利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)機(jī)械手進(jìn)行動(dòng)力仿真，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以提高機(jī)械手的振動(dòng)特性，為機(jī)械手的優(yōu)化設(shè)計(jì)、動(dòng)力響應(yīng)控制提供了一種快速可靠的方法。

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簡(jiǎn)介：船體外板的成形加工是船舶制造過程中非常復(fù)雜的工藝之一現(xiàn)階段國內(nèi)外各船廠普遍采用的船板成型方法是水火彎板。本課題依托實(shí)際水火彎板智能控制系統(tǒng)研發(fā)的項(xiàng)目重點(diǎn)對(duì)水火彎板機(jī)械手的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃進(jìn)行了相關(guān)研究和探討。本文首先對(duì)水火彎板機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了分析通過坐標(biāo)變換和DH方法建立了彎板機(jī)械手的正運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。由于逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型是復(fù)雜的非線性映射問題傳統(tǒng)方法求解困難因此本文采用智能方法對(duì)其求解。先采用LMBP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)械手逆運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行求解為了進(jìn)一步提高精度又采用最小二乘支持向量機(jī)算法進(jìn)行相關(guān)探索。由仿真結(jié)果得到對(duì)小曲率和樣本特征已知的板型軌跡可用LMBP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法而對(duì)于大曲率和樣本特征不確定的板型采用LSSVM方法求解的精度更高。然后為了達(dá)到時(shí)間最優(yōu)的目的利用遺傳算法具有良好全局尋優(yōu)策略的優(yōu)勢(shì)將給定關(guān)節(jié)角度間的時(shí)間最短作為尋優(yōu)目標(biāo)以速度和加速度在允許范圍內(nèi)作為約束尋找得到最優(yōu)值并用三次B樣條對(duì)關(guān)節(jié)角度和優(yōu)化時(shí)間進(jìn)行了擬合。遺傳算法與B樣條結(jié)合得到的機(jī)械手優(yōu)化軌跡既保證了加熱軌跡的平滑性又提高了生產(chǎn)效率。最后在水火彎板機(jī)械手研究的基礎(chǔ)上對(duì)水火彎板智能控制系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)包括龍門架、操作臺(tái)、機(jī)械手等硬件設(shè)備和測(cè)量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、專家系統(tǒng)等軟件結(jié)構(gòu)并設(shè)計(jì)了校準(zhǔn)、測(cè)量、加工、繪圖和診斷等界面為實(shí)際系統(tǒng)的開發(fā)和使用奠定了基礎(chǔ)。

簡(jiǎn)介：混凝土濕噴機(jī)在現(xiàn)代地下工程施工中有著不可替代的作用。噴漿機(jī)械手作為濕噴機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)尺寸、定位精度和可靠性對(duì)濕噴機(jī)的工作性能和生產(chǎn)率有著至關(guān)重要的影響。噴漿機(jī)械手在實(shí)際工作過程中動(dòng)作頻繁且隨意性大，機(jī)械傳動(dòng)誤差、柔性變形誤差對(duì)機(jī)械手的定位誤差影響較大。本文以CHP30型濕噴機(jī)機(jī)械手為研究對(duì)象，對(duì)噴漿機(jī)械手的定位誤差與運(yùn)動(dòng)模式優(yōu)化方面進(jìn)行了較為細(xì)致和深入的研究。主要工作如下1在對(duì)噴漿機(jī)械手結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，采用DH法建立了機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，在運(yùn)動(dòng)學(xué)正解的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了機(jī)械手的位姿誤差模型采用數(shù)值方法，在MATLAB中編程求出機(jī)械手的靜態(tài)誤差空間。2結(jié)合三維軟件SOLIDWKS和多體動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS建立了機(jī)械手的多剛體動(dòng)力學(xué)模型，利用ANSYS軟件對(duì)機(jī)械手的伸縮臂部分進(jìn)行模態(tài)分析，將生成的模態(tài)中性文件導(dǎo)入ADAMS建立了機(jī)械手的剛?cè)狁詈夏Ｐ?，并?yīng)用拉格朗日方程和旋量理論分析噴漿機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)方程和柔性變形，建立了噴漿機(jī)械手的動(dòng)態(tài)誤差模型。3分析了噴漿機(jī)械手的載荷情況和動(dòng)態(tài)加載方式，運(yùn)用ADAMS對(duì)機(jī)械手剛?cè)狁詈夏Ｐ驮趥?cè)噴和頂噴工況下的動(dòng)態(tài)誤差進(jìn)行仿真研究，得到了機(jī)械手在各方向上的動(dòng)態(tài)誤差，并分析了噴射速度對(duì)機(jī)械手末端動(dòng)態(tài)誤差的影響針對(duì)機(jī)械手在實(shí)際操作過程中的振動(dòng)、變形，對(duì)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)行了優(yōu)化，通過仿真分析提出了機(jī)械手伸縮臂的最佳伸出順序和伸出長度比。4以CHP30型濕噴機(jī)為平臺(tái)，改變機(jī)械手伸縮臂的運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)行側(cè)噴實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了所建虛擬樣機(jī)模型和仿真結(jié)果的有效性和可靠性。

簡(jiǎn)介：高壓水射流破拆是近年來在國際上興起的一項(xiàng)新型破拆技術(shù)，因?yàn)槠渚邆涓咝?、?jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)，已愈來愈多的被國內(nèi)外破拆行業(yè)所認(rèn)可。論文對(duì)高壓水射流破拆在國內(nèi)外的使用情況做了介紹，還對(duì)高壓水射流破拆的機(jī)理以及水射流的基本參數(shù)進(jìn)行了分析。針對(duì)高壓水射流破拆設(shè)備的各個(gè)組成部分，進(jìn)行了分析闡釋，著重介紹了高壓水射流破拆設(shè)備的重點(diǎn)部件及其相應(yīng)的工作原理。通過對(duì)高壓水射流的破拆機(jī)理學(xué)習(xí)，對(duì)高壓水射流破拆設(shè)備進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行了建模分析。本文對(duì)高壓水射流破拆機(jī)械手的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究，機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)包括大臂的旋轉(zhuǎn)與伸縮、小臂的旋轉(zhuǎn)、噴頭的轉(zhuǎn)動(dòng)與平移等。此外對(duì)機(jī)械手進(jìn)行了較為詳細(xì)的運(yùn)動(dòng)學(xué)以及動(dòng)力學(xué)分析，用DH法建立機(jī)械手坐標(biāo)系并求出雅克比矩陣，確立各關(guān)節(jié)之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，以及各個(gè)關(guān)節(jié)之間的協(xié)調(diào)性，確保機(jī)械手完成指定動(dòng)作，為計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算提供理論依據(jù)。另外，本文還對(duì)機(jī)械手的控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)，采用了液壓控制系統(tǒng)，即多關(guān)節(jié)機(jī)械手液壓控制系統(tǒng)。多關(guān)節(jié)機(jī)械手液壓控制系統(tǒng)采取負(fù)載敏感的開式回路操縱形式，用比例多路換向閥控制機(jī)械手各部件運(yùn)動(dòng)，并對(duì)控制系統(tǒng)的各個(gè)元件進(jìn)行了選型。論文最后對(duì)噴嘴處的防護(hù)裝置進(jìn)行了介紹，為了防止防護(hù)裝置因機(jī)械碰撞而造成損壞，采取了安裝緩沖器、接觸傳感器等措施，為防護(hù)裝置的安全性提供了保障。

簡(jiǎn)介：哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文水下作業(yè)機(jī)械手與工具自動(dòng)對(duì)接技術(shù)研究姓名杜維杰申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專業(yè)機(jī)械電子工程指導(dǎo)教師孟慶鑫20050201哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTUNDERWATEROPERATIONALSYSTEMISANIMPORTANTPARTOFTHEUNDERWATERROBOTINCLUDINGRESEARCHING，UNDERWATEROPERATIONALMANIPULATORUNDERWATEROPERATIONALTOOLKIT，THESYSTEMOFUNDERWATEROPERATIONALTOOLANDCONTROLLINGITISSIGNIFICANTTORESEARCHINTOTHETECHNIQUEOFJOININGTHEUNDERWATEROPERATIONALMANIPULATORTOTHETOOLKIT，BECAUSEWITHTHISTECHNIQUETHEUNDERWATEROPERATIONALSYSTEMWILLBEABLETOACCOMPLISHSOMECOMPLEXOPERATIONALTASKS，SUCHASAUTOMATICAUYCHANGINGOPERATIONALTOOLSINTHISARTICLETHEAUTHORRECOMMEDSALLPARTSOFUNDERWATEROPERATIONALSYSTEMANDMAINLYANALYZESMECHANICALFLAMEANDCONTROLLINGSYSTEMTOUNDERWATEROPERATIONALMANIPULATORANDUNDERWATEROPERATIONALTOOLKITITBUILDMATRIXOFMANIPULATORANDTOOLKITANDOFFERSOMESOLUTIONSTOTHEJOINTOFMANIPULATORANDTOOBSITMAKESTHECATIONOFJOINTRELATIONSHIPOFTOMANIPULATORANDTOOLKITUNDERTHEDRIVEOFSYMMETNCALVALUEEOMTROLLINGUNSYMMETNCALLIQUIDPRESSURE，MANIPULATORSLATTERARMSWINGJOINTANDTHEFORTHERARMOVERLOOKJOINTANDWRISTOVERLOOKJOINTITCANSOLVESINGLEJOINTSTATICRIGIDDEGREEUSINGTHETRANSMITTEDFUNCTIONOFTHESINGLEJOINTSERVOCONTROLLINGSYSTEMITCANCONSTUCTMATRIXUSINGDIFFERENTIALCONVERSIONMETHORDSITCANSOLVEMANIPULATIVEFLEXIBLEUSINGSINGLESTATICRIGIDDEGREEANDMATRIXSOITGAINSTATICRIGIDDEGREEOFTHEBOTTOMOFMANIPULATOFATLASTITANALYZE，THEJOINTSYSTEMOFMANIPULATORANDTOOLS，CONTAINNIGLIQUIDPRESSUREAUTOMATICJOINTWRISTANDTHEOILROUTESYSTEMKEYWORDSUNDERWATEROPERATIONALSYSTEM；JOINTLOCATION；STATICRIGIDDEGREE；AUTOMATICJOINT

簡(jiǎn)介：隨著我國石化工業(yè)的發(fā)展，各類化學(xué)反應(yīng)容器和輸送管道的泄漏檢測(cè)與維修已經(jīng)成為石化工業(yè)亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)。由于泄漏化學(xué)品的危害性，具有自主能力的移動(dòng)機(jī)械手便成為代替、輔助人類完成高度危險(xiǎn)性修補(bǔ)作業(yè)的最佳選擇。同時(shí)，移動(dòng)機(jī)械手在拆卸易爆、易燃物品，以及防爆、反恐等社會(huì)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(jì)劃項(xiàng)目“化學(xué)危險(xiǎn)反應(yīng)器泄漏檢測(cè)與修補(bǔ)移動(dòng)機(jī)械手系統(tǒng)”項(xiàng)目編號(hào)2003AA421040的支持下，對(duì)移動(dòng)機(jī)械手協(xié)調(diào)控制技術(shù)進(jìn)行了研究。首先，本文論述了P3AT型移動(dòng)機(jī)械手的基本結(jié)構(gòu)特征，建立五自由度機(jī)械手和輪式移動(dòng)車體的子運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，利用機(jī)械手逆運(yùn)動(dòng)學(xué)和速度分解控制方法實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手和移動(dòng)車體的協(xié)調(diào)控制，機(jī)械手末端執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)軌跡轉(zhuǎn)化為機(jī)械手和車體各關(guān)節(jié)的分運(yùn)動(dòng)，完成了笛卡爾坐標(biāo)空間到關(guān)節(jié)空間的運(yùn)動(dòng)變換。其次，本文建立了機(jī)械手和輪式車體的子動(dòng)力學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上建立了移動(dòng)機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)模型。由此確立力、質(zhì)量和加速度以及力矩、慣量和角加速度之間的關(guān)系。再根據(jù)機(jī)械手末端執(zhí)行器和車體的運(yùn)動(dòng)情況完成相應(yīng)關(guān)節(jié)力矩的計(jì)算，以使它們能以期望的加速度和速度運(yùn)動(dòng)，保證良好的位置精度。最后，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在學(xué)習(xí)、容錯(cuò)等方面的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了移動(dòng)機(jī)械手控制器，分別對(duì)移動(dòng)機(jī)械手的機(jī)械手和車體兩部分的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行解耦和補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)械手在復(fù)雜的動(dòng)態(tài)環(huán)境下的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。

簡(jiǎn)介：注塑機(jī)械手是為注塑生產(chǎn)自動(dòng)化專門配備的自動(dòng)化設(shè)備，通過編制工藝程序控制其按照預(yù)設(shè)要求執(zhí)行工藝流程。它能模仿人體上肢的部分功能，完成工業(yè)生產(chǎn)中的危險(xiǎn)操作。隨著它的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。本文以五軸注塑機(jī)械手為研究對(duì)象，選用臺(tái)灣永宏FBS60MCT66型號(hào)的PLC為控制器，提出了一種基于PLC控制器的五軸注塑機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，滿足注塑機(jī)的工藝要求及機(jī)械手安全操作規(guī)范，保證了機(jī)械手安全可靠的運(yùn)行。討論了伺服電機(jī)的選型過程，確定了本次用到的五個(gè)伺服電機(jī)的大小。PLC外接所選的五個(gè)伺服電機(jī)、兩個(gè)擴(kuò)展遠(yuǎn)程IO板和一個(gè)注塑機(jī)輸入輸出板，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂按照預(yù)設(shè)路徑運(yùn)行，遠(yuǎn)程IO板實(shí)現(xiàn)開關(guān)動(dòng)作，如翻平、翻直及吸取等動(dòng)作，注塑機(jī)輸入輸出板實(shí)現(xiàn)機(jī)械手和注塑機(jī)的聯(lián)機(jī)。通過編程實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手歸零、手動(dòng)操作、工藝程序驗(yàn)證、全自動(dòng)運(yùn)行以及故障檢測(cè)和處理功能。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用證明，依據(jù)本方案實(shí)現(xiàn)的機(jī)械手具有良好的系統(tǒng)性能及安全性能。