簡介：永磁同步電機(jī)（PMSM）由于其擁有較高的功率因數(shù)，高性能運(yùn)動(dòng)控制快速定位和高精度的優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，特別是交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。數(shù)字信號(hào)處理器（DSP），大大提高了永磁同步電機(jī)在伺服驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用中的潛力。大多數(shù)控制器驅(qū)動(dòng)的永磁同步電機(jī)，采用磁場定向控制模式。這種控制方法在理論上使電機(jī)獲得了最大控制性能。本文介紹了一種基于TMS320F28035DSP芯片的點(diǎn)對點(diǎn)高性能位置永磁同步電機(jī)控制器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。由于此電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有快速運(yùn)行的特點(diǎn)和完整的外圍電路，因此，可以通過DSP軟件集成實(shí)現(xiàn)了一種全數(shù)字化控制的永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其包含電流矢量控制方法，SVPWM的生成，AD轉(zhuǎn)換，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，QEP檢測和控制算法。為了提高永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)的性能，在三個(gè)控制環(huán)中都運(yùn)用和設(shè)計(jì)了PI伺服控制器。為了驗(yàn)證本文所提出系統(tǒng)的有效性，建立了一套由永磁同步電機(jī)和TI公司生產(chǎn)的高壓數(shù)字電機(jī)控制套件組成的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該系統(tǒng)的有效性。

簡介：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?，F(xiàn)代機(jī)械手的優(yōu)化設(shè)計(jì)，能有效的保證機(jī)械手結(jié)構(gòu)在安全可靠的運(yùn)行環(huán)境下，達(dá)到減小結(jié)構(gòu)尺寸，降低制造成本，提高設(shè)計(jì)制造效率的目地。本文主要完成的工作和得到的結(jié)論如下（1）對東方集團(tuán)有限公司完成特定工作過程的機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)步驟及其完成工作的工藝過程、工步時(shí)間、基本參數(shù)等進(jìn)行了簡介，明確了此機(jī)械手的基本性能和工作要求，對機(jī)械手的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行了掌握。（2）對機(jī)械手進(jìn)行有限元建模和仿真，根據(jù)實(shí)際的需要，對模型進(jìn)行了必要的簡化。（3）通過對機(jī)械手運(yùn)動(dòng)過程中所受到的靜載荷進(jìn)行分析，對機(jī)械手靜動(dòng)態(tài)特性有了了解，掌握了機(jī)械手的各部分結(jié)構(gòu)在工作過程中的受到的應(yīng)力情況和產(chǎn)生相應(yīng)的變形情況。（4）設(shè)定相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)，對這些設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行有限元分析，得出對系統(tǒng)有影響較大的設(shè)計(jì)參數(shù)，對系統(tǒng)進(jìn)行有效的改進(jìn)，提出結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。研究表明，有限元法有利于為機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出方法。通過對熱壓成型機(jī)械手的有限元分析計(jì)算，能清晰地了解到構(gòu)件每一點(diǎn)的應(yīng)力、應(yīng)變及位移，構(gòu)件的穩(wěn)定性及動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)可方便地對結(jié)構(gòu)作反復(fù)的修改，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。利用有限元分析軟件ANSYS可以得知機(jī)械手運(yùn)動(dòng)過程中受力和變形情況，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以提高機(jī)械手的自身的穩(wěn)定性，為機(jī)械手的優(yōu)化設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)控制提供了一種可靠的方法。

簡介：本課題基于凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)理論對數(shù)控加工中心立臥兩用換刀機(jī)械手進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)以SIEMENSNX60軟件為開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì)。在課題研究中通過對三種方案的比較選擇了較為合理的設(shè)計(jì)方案針對此方案進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)和計(jì)算。主要包括1機(jī)械手的手爪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定了立臥兩用換刀機(jī)械手的手爪類型并對其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2驅(qū)動(dòng)部分的設(shè)計(jì)該機(jī)械手采用3個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)分別完成機(jī)械手帶動(dòng)刀具180度旋轉(zhuǎn)、機(jī)械手進(jìn)行立臥轉(zhuǎn)換、帶動(dòng)凸輪軸完成插刀和拔刀運(yùn)動(dòng)。在設(shè)計(jì)時(shí)首先確定了各電動(dòng)機(jī)的類型然后通過計(jì)算確定了伺服電動(dòng)機(jī)的功率和型號(hào)。機(jī)械手卡爪動(dòng)作由氣缸控制實(shí)現(xiàn)夾緊及松開。3立臥轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)立臥轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)主要由傳動(dòng)軸、聯(lián)軸器和箱體等組成由伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)使機(jī)械手轉(zhuǎn)過90度以實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的立臥轉(zhuǎn)換。4凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)采用平面凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手插刀和拔刀運(yùn)動(dòng)由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)總體設(shè)計(jì)中提出的要求確定出從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律并根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律得出平面凸輪的理論廓線和實(shí)際廓線繼而設(shè)計(jì)出凸輪機(jī)構(gòu)。5虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì)在上述設(shè)計(jì)和計(jì)算的基礎(chǔ)上利用SIEMENSNX60軟件進(jìn)行了立臥兩用平面凸輪式換刀機(jī)械手的虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)。本課題的創(chuàng)新之處主要有1驅(qū)動(dòng)部分采用了三個(gè)伺服電機(jī)的設(shè)計(jì)方案簡化了換刀機(jī)械手傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)和加工適用于定制或生產(chǎn)批量較小的情況同時(shí)由于傳動(dòng)鏈很短最大程度的減小了傳動(dòng)過程中引入的誤差、也有效地降低了傳動(dòng)鏈的故障率。2在產(chǎn)品開發(fā)過程中將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)綜合運(yùn)用在SIEMENSNX60平臺(tái)上進(jìn)行了虛擬樣機(jī)的研究和開發(fā)加快了產(chǎn)品的開發(fā)速度提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平。

簡介：該文簡要地介紹了工業(yè)機(jī)器人的概念機(jī)械手的組成和分類機(jī)械手的自由度和座標(biāo)型式氣動(dòng)技術(shù)的特點(diǎn)PLC控制的特點(diǎn)及國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r該文對機(jī)械手進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)確定了機(jī)械手的座標(biāo)型式和自由度確定了機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)同時(shí)分別設(shè)計(jì)了機(jī)械手的夾持式手部結(jié)構(gòu)以及吸附式手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)計(jì)算出了手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩和回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動(dòng)力矩設(shè)計(jì)了機(jī)械手的手擘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了手臂伸縮、升降用液壓緩沖器和手壁回轉(zhuǎn)用液壓緩沖器設(shè)計(jì)出了機(jī)械手的氣動(dòng)系統(tǒng)繪制了機(jī)械手氣壓系統(tǒng)工作原理圖對氣壓系統(tǒng)工作原理圖的參數(shù)化繪制進(jìn)行了研究大大提高了繪圖效率和圖紙質(zhì)量利用可編程序控制器對機(jī)械手進(jìn)行控制選取了合適的PLC型號(hào)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)械手的工作時(shí)序圖和梯形圖并編制了可編程序控制器的控制程序

簡介：機(jī)器人作為替代人類勞動(dòng)的最好的工具之一從它誕生之日起到現(xiàn)在以及將來都將是人類的最好助手被廣泛地應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)應(yīng)用中。機(jī)械手作為機(jī)器人的一種集機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)于一體是機(jī)器人學(xué)的一個(gè)重要分支具有廣闊的應(yīng)用前景。移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展又大大地拓展了傳統(tǒng)機(jī)器人的工作空間。移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛其重要發(fā)展方向是實(shí)現(xiàn)全自主化。移動(dòng)機(jī)械手是由機(jī)械手固定在移動(dòng)平臺(tái)上構(gòu)成的一類特殊的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)。其中機(jī)械手用來實(shí)現(xiàn)抓取和定位物體而平臺(tái)的作用是用來擴(kuò)展機(jī)械手的工作空間給機(jī)械手提供一個(gè)更好的工作環(huán)境。針對目前移動(dòng)機(jī)械手普遍存在的模塊化及重型化的特點(diǎn)本文設(shè)計(jì)了一種小型化低成本的移動(dòng)機(jī)械手。并對該機(jī)械手的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析利用仿真軟件對機(jī)械手的工作空間計(jì)算。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大非線性處理能力采用了基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論對機(jī)械手的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題進(jìn)行求解從而實(shí)現(xiàn)在已知環(huán)境下的目標(biāo)定位。在此理論的基礎(chǔ)之上本文提出了移動(dòng)機(jī)械手的硬件體系其中包括移動(dòng)平臺(tái)、六自由度機(jī)械手電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊超聲傳感器和通訊模塊等。其中電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊用來控制機(jī)械手和移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)超聲傳感器用來實(shí)現(xiàn)輔助定位目標(biāo)物通訊模塊實(shí)現(xiàn)上位機(jī)將數(shù)據(jù)傳給下位機(jī)執(zhí)行。

簡介：近年來，搭載了雙目立體視覺系統(tǒng)的AUV水下操作手系統(tǒng)（AUVMANIPULATSYSTEMAUVMS）為海洋環(huán)境的勘測與開發(fā)起到重要的推動(dòng)作用?；陔p目立體視覺的AUVMS能夠完成以下工作在深海完成對海底生物和環(huán)境礦產(chǎn)資源調(diào)查和采樣分析、石油天然氣管線的檢查、海底光纜的檢查，水下工程的實(shí)現(xiàn)等等。為了實(shí)現(xiàn)了AUVMS系統(tǒng)對水下目標(biāo)物進(jìn)行自主抓取的功能，本文針對水下機(jī)器人雙目視覺測距技術(shù)和機(jī)械手視覺控制技術(shù)進(jìn)行了研究。本文首先介紹了機(jī)器人視覺控制技術(shù)的主要研究內(nèi)容和機(jī)器人視覺系統(tǒng)的分類，指出了機(jī)器人視覺控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，并對國內(nèi)外水下機(jī)械手研究現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述。對水下攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)的研究。分別在靜水中和水流擾動(dòng)狀態(tài)下的對水下雙目攝像機(jī)進(jìn)行了立體標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對比標(biāo)定結(jié)果。利用對畸變圖的分析，對比了靜水狀態(tài)下和水流擾動(dòng)狀態(tài)下水下攝像機(jī)不同的標(biāo)定結(jié)果。分析結(jié)果表明水流擾動(dòng)對水下攝像機(jī)的標(biāo)定有著一定影響，指出了在水下作業(yè)環(huán)境中進(jìn)行實(shí)時(shí)攝像機(jī)標(biāo)定的必要性。研究了標(biāo)定板圖片數(shù)量的變化、標(biāo)定板位姿的變化對攝像機(jī)標(biāo)定結(jié)果的影響，從改變布放水下標(biāo)定板的位置和姿態(tài)入手，設(shè)法降低攝像機(jī)的標(biāo)定誤差，獲得了與實(shí)際場景更為接近的校正圖像。在應(yīng)用水下雙目立體視覺系統(tǒng)對水下目標(biāo)物進(jìn)行測距之前，需要首先對水下圖像進(jìn)行預(yù)處理?；谥狈綀D均衡化的水下圖像增強(qiáng)技術(shù)有效的改善了原始水下圖像的質(zhì)量，為視覺測量打好了基礎(chǔ)。雙目立體視覺測量在具體的實(shí)現(xiàn)過程中，其主要是借助視差，從而使水下攝像機(jī)能夠?qū)ξ矬w所在的具體位置進(jìn)行測量，進(jìn)而對目標(biāo)物的深度信息和三維形狀予以還原。本文應(yīng)用BM算法、SGBM算法、SIFT算法分別對水下目標(biāo)物的雙目圖像進(jìn)行立體匹配實(shí)驗(yàn)，生成了對應(yīng)的視差圖，進(jìn)一步分析了這幾種立體匹配算法所生成視差圖的優(yōu)缺點(diǎn)。由于水下環(huán)境的特殊性，所以在進(jìn)行水下圖像立體匹配過程中，其可以獲取的信息相對較少。結(jié)合這種情況，在進(jìn)行水下視差圖呈現(xiàn)的過程中就SIFT算法進(jìn)行完善，通過參數(shù)改進(jìn)來提升其檢測特征點(diǎn)的數(shù)量，確定了適用于水下雙目視差匹配生成的主曲率系數(shù)和高斯核參數(shù)。研究了攝像機(jī)坐標(biāo)系和機(jī)械手坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換矩陣的算法。提出了一種基于水下機(jī)械手本體手臂的手眼標(biāo)定算法。結(jié)合手爪在攝像機(jī)坐標(biāo)系下和機(jī)械手坐標(biāo)系下的位置信息，基于幾何算法，對攝像機(jī)坐標(biāo)系與機(jī)械手坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換矩陣進(jìn)行了標(biāo)定。本文中，水下機(jī)械手采用基于位置的視覺伺服控制方式，依據(jù)水下目標(biāo)圖像的信息來計(jì)算水下目標(biāo)物在機(jī)械手坐標(biāo)下的三維坐標(biāo)，通過逆運(yùn)動(dòng)學(xué)反解出機(jī)械手各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度，控制伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手各關(guān)節(jié)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。通過水下攝像頭對機(jī)械手末端執(zhí)行器到達(dá)的位置進(jìn)行圖像采集，求得機(jī)械手實(shí)際到達(dá)的位置坐標(biāo)，比較期望的目標(biāo)物體的位置坐標(biāo)和實(shí)際到達(dá)的位置坐標(biāo)之間的差值，不斷調(diào)節(jié)機(jī)械手末端執(zhí)行器的位置從而最終達(dá)到期望位置。在水池中，基于雙目視覺系統(tǒng)的測量信息，控制引導(dǎo)水下機(jī)械手到達(dá)目標(biāo)零件的位置，完成了水下機(jī)械手的視覺伺服控制實(shí)驗(yàn)，對本文中所研究的水下視覺測量方法和水下機(jī)械手視覺控制方法進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文的視覺測距和視覺控制方法能夠?qū)崿F(xiàn)水下機(jī)械手對水下目標(biāo)的趨近任務(wù)，本文所提出的水下目標(biāo)物測距和水下機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制方案是有效的和可行的。

簡介：噴涂操作是一個(gè)有害、危險(xiǎn)的工種最適合機(jī)械手或機(jī)器人操作。低成本自動(dòng)化的噴涂機(jī)械手則是許多中小企業(yè)的首選合理的安裝二至三個(gè)全自動(dòng)噴涂機(jī)械手分別在不同坐標(biāo)軸方向噴涂便可完成整個(gè)工件噴涂作業(yè)其作用可替代噴涂機(jī)器人。因此噴涂機(jī)械手用途更加廣泛應(yīng)用價(jià)值更高。本文以自動(dòng)噴涂機(jī)械手控制系統(tǒng)為研究對象通過對其控制系統(tǒng)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)并成功應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。本文描述了制定自動(dòng)噴涂機(jī)械手控制方案；分析控制方案涉及到的各個(gè)環(huán)節(jié)優(yōu)化元器件配置；對控制系統(tǒng)主機(jī)、傳感器、執(zhí)行器、變頻器等進(jìn)行選型；編制控制軟件等內(nèi)容。自動(dòng)噴涂機(jī)械手的由減速器、鏈輪、鏈條、槍架、變頻調(diào)速系統(tǒng)和電控部分組成。整套系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)為變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)經(jīng)蝸輪蝸桿變速箱傳動(dòng)再經(jīng)鏈輪傳動(dòng)帶動(dòng)鏈條及噴槍運(yùn)動(dòng)。同時(shí)安裝在變速箱出力端的光電編碼器被帶動(dòng)產(chǎn)生脈沖信號(hào)。編碼器的脈沖信號(hào)經(jīng)PLC內(nèi)置的高速計(jì)數(shù)器輸入端獲得計(jì)數(shù)值從而得知噴槍的高度及速度信息由PLC控制變頻器實(shí)現(xiàn)噴涂機(jī)械手上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。裝設(shè)兩個(gè)減速限位開關(guān)兩個(gè)上限、下限位開關(guān)；上下行程可設(shè)定上升／下降速度可設(shè)定；并且行程、速度分別可調(diào)。

簡介：隨著工業(yè)機(jī)械化和自動(dòng)化的發(fā)展以及氣動(dòng)技術(shù)本身的優(yōu)點(diǎn)氣動(dòng)機(jī)械手已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)自動(dòng)化的各個(gè)行業(yè)。氣動(dòng)人工肌肉作為一種新型的氣動(dòng)執(zhí)行元件具有結(jié)構(gòu)簡單、功率自重比大、柔順性好等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)在仿生機(jī)器人、仿生醫(yī)學(xué)、服務(wù)機(jī)器人等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人手臂是一類具有良好柔順性能的機(jī)器人手臂在眾多領(lǐng)域具有突出的優(yōu)勢。在氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人手臂系統(tǒng)中機(jī)械手臂關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)、位置控制、遠(yuǎn)程控制等是其中最為重要的關(guān)鍵技術(shù)問題。本文以原有氣動(dòng)肌肉機(jī)械手臂為背景改進(jìn)了機(jī)械手臂并對氣動(dòng)機(jī)械手臂的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究并利用實(shí)驗(yàn)對研究結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的驗(yàn)證。本文的主要工作包括結(jié)合實(shí)測數(shù)據(jù)并綜合考慮氣動(dòng)人工肌肉端部影響、橡膠彈性力和橡膠筒與纖維層之間摩擦力等因素給出輸出力、壓力和肌肉長度三者之間的關(guān)系提出了一種簡單方便的氣動(dòng)人工肌肉數(shù)學(xué)模型并采用數(shù)值擬合的方法驗(yàn)證了該數(shù)學(xué)模型的正確性。設(shè)計(jì)了一種七自由度的氣動(dòng)機(jī)械手臂該手臂包括腕關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)和肩關(guān)節(jié)。其中腕關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)采用虎克鉸來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手部的上下、左右移動(dòng)和前臂的彎轉(zhuǎn)、扭曲運(yùn)動(dòng)肩關(guān)節(jié)采用分離的三自由度形式來實(shí)現(xiàn)整個(gè)手臂旋轉(zhuǎn)、屈展和抬升運(yùn)動(dòng)。通過運(yùn)動(dòng)仿真驗(yàn)證了機(jī)構(gòu)的合理性得到了手臂各關(guān)節(jié)的理論運(yùn)動(dòng)角度。對該手臂進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析得出了關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角和未端之間的運(yùn)動(dòng)學(xué)解。采用PID控制器對關(guān)節(jié)進(jìn)行了閉環(huán)控制研究并通過實(shí)驗(yàn)證明了PID控制器的可行性和有效性。但PID控制關(guān)節(jié)的響應(yīng)時(shí)間太長不能滿足機(jī)械手臂軌跡規(guī)劃的需求因此又設(shè)計(jì)了一種具有自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)功能的單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制器來提高關(guān)節(jié)的控制性能實(shí)驗(yàn)證明該控制器使氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的關(guān)節(jié)響應(yīng)時(shí)間短、位置精度高。設(shè)計(jì)開發(fā)了一種基于NRF905無線收發(fā)芯片和51單片機(jī)的氣動(dòng)機(jī)械手臂遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)并對遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)的控制區(qū)域和氣動(dòng)肌肉機(jī)械手關(guān)節(jié)控制效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)表明該遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)在室內(nèi)100M區(qū)域內(nèi)能夠較好的對氣動(dòng)肌肉機(jī)械手臂進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

簡介：點(diǎn)擊查看更多水下機(jī)械手信息融合及作業(yè)規(guī)劃研究.pdf精彩內(nèi)容。

簡介：搭載在水下運(yùn)載器上的深海七功能主從液壓機(jī)械手?jǐn)U展了人類在海洋資源開發(fā)、海洋科學(xué)研究和深海水下作業(yè)等方面的作業(yè)能力，對于深海七功能主從液壓機(jī)械手及其關(guān)節(jié)位置跟蹤控制方法的研究具有重要的意義。本文研究了深海七功能主從液壓機(jī)械手系統(tǒng)及其非線性魯棒控制方法。論文提出了一種新的基于液壓補(bǔ)償環(huán)的雙螺旋傳動(dòng)的從手肘關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，解決了從手肘關(guān)節(jié)的低速大扭矩、大擺角、配油配電和高度集成化問題以從手肘關(guān)節(jié)研究對象，研究了具有參數(shù)不確定、未知外界擾動(dòng)和部分狀態(tài)反饋的肘關(guān)節(jié)非線性魯棒控制方法在成功研制了國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃4500米級(jí)深海七功能主從液壓機(jī)械手的基礎(chǔ)上，提出了針對具有參數(shù)不確定性、強(qiáng)非線性、液壓系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)強(qiáng)耦合以及部分狀態(tài)反饋的深海主從液壓機(jī)械手從手系統(tǒng)的多輸入多輸出非線性魯棒控制方法，解決了從手關(guān)節(jié)位置的跟蹤控制問題。本文共分為七章，各章內(nèi)容概括如下第一章，介紹了深海七功能主從液壓機(jī)械手系統(tǒng)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，指出當(dāng)前深海七功能主從液壓機(jī)械手系統(tǒng)的難點(diǎn)和不足介紹了目前深海七功能主從液壓機(jī)械手從手的肘關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)的各種方法并回顧了當(dāng)前比較流行的各種機(jī)械手控制方法最后闡述了本課題的研究意義、研究難點(diǎn)和研究內(nèi)容。第二章，介紹了深海七功能主從液壓機(jī)械手系統(tǒng)的開發(fā)背景、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、各分系統(tǒng)組成，以及各子系統(tǒng)的性能特點(diǎn)等。第三章，針對當(dāng)前深海七功能主從液壓機(jī)械手從手肘關(guān)節(jié)的配油配電、低速大扭矩、大擺角、高度集成的問題，提出基于液壓補(bǔ)償環(huán)的、具有配油配電功能的、雙螺旋傳動(dòng)的從手肘關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)。本章首先介紹從手肘關(guān)節(jié)的研究背景，詳細(xì)研究了雙螺旋液壓傳動(dòng)的各種配置、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上提出了基于壓力補(bǔ)償環(huán)的雙螺旋液壓擺動(dòng)傳動(dòng)和具有配油、配電功能的深海七功能主從液壓機(jī)械手從手肘關(guān)節(jié)。最后通過臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證所研究的深海七功能主從液壓機(jī)械手從手肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)特性和動(dòng)力學(xué)特性，證明了深海七功能主從液壓機(jī)械手從手肘關(guān)節(jié)良好的低速大扭矩傳動(dòng)特性。第四章，針對存在參數(shù)不確定性、液壓系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)強(qiáng)耦合、強(qiáng)非線性特性的從手肘關(guān)節(jié)角度位置跟蹤控制問題，提出了基于魯棒自適應(yīng)控制的全狀態(tài)反饋非線性魯棒控制方法，該方法是基于BACKSTEPPING控制設(shè)計(jì)方法和魯棒自適應(yīng)控制方法，使用LYAPUNOV穩(wěn)定性理論，證明了當(dāng)存在系統(tǒng)參數(shù)不確定時(shí)閉環(huán)系統(tǒng)的全局漸近穩(wěn)定性和跟蹤誤差的漸近收斂性。仿真和實(shí)驗(yàn)研究表明，所提出的全狀態(tài)反饋非線性魯棒自適應(yīng)控制方法具有良好的控制品質(zhì)和魯棒性能。本章還針對同時(shí)具有參數(shù)不確定性和部分狀態(tài)反饋的深海七功能主從液壓機(jī)械手從手肘關(guān)節(jié)的非線性魯棒控制問題，提出了基于魯棒觀測器的魯棒自適應(yīng)控制方法，解決參數(shù)不確定性和部分狀態(tài)反饋同時(shí)存在的控制難點(diǎn)問題。通過仿真研究和實(shí)驗(yàn)表明基于魯棒觀測器的魯棒自適應(yīng)控制器具有很好的控制品質(zhì)和魯棒性能，觀測器的觀測位置和速度誤差具有較好的收斂性。第五章，針對基于模型控制的控制器設(shè)計(jì)對受控系統(tǒng)精確模型要求，詳細(xì)分析了深海七功能主從液壓機(jī)械手從手的DH坐標(biāo)變換矩陣，并以此為基礎(chǔ)建立了末端執(zhí)行器的雅克比矩陣和各個(gè)從手連桿質(zhì)心的雅克比矩陣，從而得到機(jī)械手從手多剛體系統(tǒng)的總動(dòng)能和勢能，利用拉格朗日能量法建立機(jī)械手從手的多剛體動(dòng)力學(xué)方程。文中還討論了從手各連桿質(zhì)量屬性的獲得以及應(yīng)用到深海水場合下的液壓機(jī)械手從手動(dòng)力學(xué)模型勢能力補(bǔ)償方法文中還介紹了利用MATLABSIMULINK仿真軟件和PROENGINEERING接口直接建立深海七功能主從液壓機(jī)械手從手的多剛體動(dòng)力學(xué)SIMULINK仿真模型。最后通過應(yīng)用具有重力補(bǔ)償?shù)腜D控制器對深海七功能主從液壓機(jī)械手從手的多剛體動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行位置跟蹤仿真來驗(yàn)證所建立的模型的正確性。第六章，針對具有參數(shù)不確定性、液壓和機(jī)械系統(tǒng)強(qiáng)非線性耦合特性的深海七功能主從液壓機(jī)械手從手的多輸入多輸出關(guān)節(jié)位置跟蹤的魯棒控制問題，提出了基于滑?？刂频亩嘧兞枯斎胼敵龇蔷€性魯棒控制方法，利用BACKSTEPING控制器設(shè)計(jì)方法，對液壓機(jī)械手系統(tǒng)進(jìn)行解耦控制，使用基于LYAPUNOV穩(wěn)定性理論的設(shè)計(jì)方法保證了控制器的穩(wěn)定性和漸進(jìn)收斂的特性，通過在4500米級(jí)深海七功能主從液壓機(jī)械手實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的仿真和實(shí)驗(yàn)研究表明，所提出的控制方法具有很好的控制品質(zhì)和魯棒性能。本章還利用第四章提出的基于魯棒觀測器的魯棒自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)方法，研究機(jī)械手從手基于魯棒觀測器的多輸入多輸出魯棒自適應(yīng)控制方法，從理論上解決了具有參數(shù)不確定性、未知外界干擾、部分狀態(tài)反饋以及液壓系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)強(qiáng)非線性耦合的位置跟蹤控制問題。第七章，總結(jié)歸納了本文的主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)，對深海七功能主從液壓機(jī)械手前沿研究作出展望以及未來所需要繼續(xù)開展的工作。

簡介：本文密切結(jié)合食品、醫(yī)療、電子行業(yè)等包裝領(lǐng)域的需求系統(tǒng)研究一種新型全回轉(zhuǎn)并聯(lián)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定問題。主要內(nèi)容涉及機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)建模、基于空間矢量法的誤差建模與誤差源靈敏度分析、基于球桿儀檢測的參數(shù)辨識(shí)模型以及運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定方法與實(shí)驗(yàn)研究。論文取得以下主要研究成果建立了機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)模型在此基礎(chǔ)上建立了基于空間矢量鏈法的誤差映射模型利用機(jī)構(gòu)平行四邊形支鏈的結(jié)構(gòu)特性通過數(shù)學(xué)變換分離出位置誤差和姿態(tài)誤差映射模型。采用全域靈敏度評(píng)價(jià)指標(biāo)對所有誤差源進(jìn)行靈敏度分析確定各幾何誤差參數(shù)對末端精度的影響關(guān)系為零部件公差設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。建立了基于球桿儀檢測的參數(shù)辨識(shí)模型以機(jī)構(gòu)的末端三平動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特征和誤差源的辨識(shí)性為依據(jù)確定了測量軌跡。計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果顯示辨識(shí)出的幾何誤差源是理論設(shè)定的高階無窮小從而驗(yàn)證了參數(shù)辨識(shí)模型的有效性。提出了修正系統(tǒng)輸入的誤差補(bǔ)償流程并開展運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)研究。將末端位置作為補(bǔ)償分量進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示補(bǔ)償前后誤差減少65％與計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果相一致從而驗(yàn)證了文中所采用的運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定方法是有效的。

簡介：點(diǎn)擊查看更多網(wǎng)球揮拍機(jī)械手設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究.pdf精彩內(nèi)容。

簡介：氣動(dòng)系統(tǒng)以其價(jià)廉、簡單、抗污染能力強(qiáng)等特點(diǎn)在工業(yè)自動(dòng)化中得到愈來愈廣泛的應(yīng)用氣動(dòng)伺服控制技術(shù)作為一種自動(dòng)控制手段在眾多的工業(yè)領(lǐng)域中已經(jīng)成功的獲得了應(yīng)用該文在對氣動(dòng)位置伺服系統(tǒng)的特性進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上通過對控制策略的理論和實(shí)驗(yàn)研究實(shí)現(xiàn)了氣動(dòng)位置伺服系統(tǒng)的高精度控制氣缸的摩擦力和閥的質(zhì)量流量特性是影響氣動(dòng)位置控制系統(tǒng)的主要因素該文首先對氣缸的動(dòng)靜態(tài)特性進(jìn)行了理論分析通過實(shí)驗(yàn)來建立氣缸的摩擦力、比例流量閥流量特性近似的數(shù)學(xué)模型對電氣機(jī)械手位置控制系統(tǒng)建立了非線性數(shù)學(xué)模型并通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對系統(tǒng)特性進(jìn)行研究討論了系統(tǒng)參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響得出系統(tǒng)對階躍信號(hào)、方波信號(hào)等的響應(yīng)特性在此基礎(chǔ)上對氣動(dòng)位置伺服系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的控制策略研究由于系統(tǒng)具有嚴(yán)重非線性經(jīng)典控制方法如PID控制很難獲得良好的控制效果不適合于控制對象參數(shù)變化、非線性程度大等場合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的逼近非線性曲線的能力和泛化能力即非線性映射能力該文利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)功能在線調(diào)整參數(shù)抑制因參數(shù)變化對系統(tǒng)穩(wěn)定性造成影響成功設(shè)計(jì)出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考自適應(yīng)控制器并進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明同PID控制相比該文所提出的控制策略能明顯改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能最后設(shè)計(jì)并建立了氣缸的性能檢測系統(tǒng)以及氣動(dòng)位置伺服控制系統(tǒng)編制出計(jì)算機(jī)輔助測試軟件和系統(tǒng)控制軟件對氣動(dòng)位置伺服系統(tǒng)的控制性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究

簡介：在基礎(chǔ)裝備制造業(yè)日趨重要的形勢下，加工中心使用的自動(dòng)換刀裝置已經(jīng)成為世界各國研究的重點(diǎn)，而刀庫及機(jī)械手作為自動(dòng)換刀裝置的重要組成部件，對于實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化、高精度、高效能的工作具有重要意義。針對國產(chǎn)刀庫及機(jī)械手在可靠性和性能方面與國外先進(jìn)產(chǎn)品的差距，本文以鏈?zhǔn)降稁旒皺C(jī)械手為研究對象，結(jié)合國家科技重大專項(xiàng)“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”，對刀庫及機(jī)械手系統(tǒng)進(jìn)行了可靠性試驗(yàn)、分析與評(píng)估技術(shù)等方面的研究，為國產(chǎn)高端自動(dòng)換刀裝置的可靠性增長與設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和檢驗(yàn)手段。針對鏈?zhǔn)降稁旒皺C(jī)械手早期故障間隔短、頻率高、可靠性薄弱環(huán)節(jié)多的問題，在搭建鏈?zhǔn)降稁旒皺C(jī)械手可靠性試驗(yàn)臺(tái)的基礎(chǔ)上，提出了系統(tǒng)的早期故障試驗(yàn)技術(shù)并予以實(shí)施。根據(jù)早期故障試驗(yàn)收集的故障數(shù)據(jù)，對鏈?zhǔn)降稁旒皺C(jī)械手的故障模式、故障原因、故障部位進(jìn)行了詳細(xì)的FMEA分析，并研究了基于專家打分法的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)RPN計(jì)算排序方法，找出了鏈?zhǔn)降稁旒皺C(jī)械手的可靠性薄弱環(huán)節(jié)。刀庫及機(jī)械手系統(tǒng)的現(xiàn)場跟蹤試驗(yàn)樣本少、周期長。為解決此技術(shù)難點(diǎn)，提出了基于小子樣、加速壽命試驗(yàn)的可靠性測定試驗(yàn)方案，并根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了可靠性特征量參數(shù)的計(jì)算評(píng)估。采用超過概率權(quán)重矩法建立了鏈?zhǔn)降稁旒皺C(jī)械手故障間隔換刀次數(shù)的三參數(shù)威布爾分布模型，并進(jìn)行了參數(shù)求解。在此基礎(chǔ)上，利用信息論中的相關(guān)知識(shí)，提出了基于信息熵理論的鏈?zhǔn)降稁旒皺C(jī)械手可靠性綜合評(píng)估技術(shù)。充分利用復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)各組成零部件的大量可靠性試驗(yàn)信息，在對系統(tǒng)進(jìn)行“金字塔”建模的基礎(chǔ)上，進(jìn)行相鄰兩級(jí)之間試驗(yàn)信息的折合，最后針對鏈?zhǔn)降稁旒皺C(jī)械手進(jìn)行了可靠度近似限的計(jì)算。

簡介：現(xiàn)代化工業(yè)中，勞動(dòng)力越來越緊缺，尤其是在繁重、環(huán)境惡劣的工業(yè)生產(chǎn)中更加明顯，因此工業(yè)自動(dòng)化已經(jīng)成為研究的重點(diǎn)。機(jī)械手是工業(yè)自動(dòng)化中關(guān)鍵的機(jī)械設(shè)備，機(jī)械手的性能，要求不斷提高工作精度和作業(yè)速度，增加機(jī)構(gòu)的自由度，提高通用性和靈活性，同時(shí)還要求降低成本，控制簡單，安全可靠。因此，工業(yè)機(jī)械手的研究處于機(jī)械手研究的前沿。首先，在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)研究的基礎(chǔ)上，用DH法建立了六自由度機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，得到了機(jī)械手的正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，并進(jìn)行了逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，隨后分析了機(jī)械手的工作空間，為建立機(jī)械手的軌跡規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。其次，簡單介紹了研究動(dòng)力學(xué)的方法，利用拉格朗日方程建立了機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)方程，得到了機(jī)械手的勢能和動(dòng)能。利用三維建模軟件PROE建立了機(jī)械手的三維模型，并將其導(dǎo)入動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS中，并添加運(yùn)動(dòng)約束驅(qū)動(dòng)，在各個(gè)關(guān)節(jié)處得到了關(guān)節(jié)力矩、角速度、角加速度的關(guān)系曲線，利用虛擬樣機(jī)技術(shù)對六自由度機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行仿真，可達(dá)到提高設(shè)計(jì)性能、降低設(shè)計(jì)成本、減少產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間的目的，并為機(jī)械手控制的研究奠定基礎(chǔ)。最后，介紹了機(jī)械手的路徑軌跡的描述，討論了機(jī)械手路徑軌跡的優(yōu)化算法，并以此為中心，向前延伸到機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)的逆解變換，向后擴(kuò)展到ADAMS的動(dòng)力學(xué)仿真。前者是優(yōu)化算法的重要前提，后者則能對優(yōu)化算法得到的結(jié)果進(jìn)行必要的驗(yàn)證和評(píng)價(jià)。仿真結(jié)果表明，優(yōu)化算法在保證了時(shí)間最優(yōu)的前提下，具有較好的動(dòng)力學(xué)性能。