簡(jiǎn)介：刀庫及機(jī)械手作為加工中心的關(guān)鍵零部件，屬于加工中心可靠性中的薄弱環(huán)節(jié)。從提高加工中心無故障工作時(shí)間出發(fā)，急需對(duì)刀庫及機(jī)械手的故障與可靠性進(jìn)行深入分析與試驗(yàn)研究。在國(guó)家科技重大專項(xiàng)的支持下，本文以鏈?zhǔn)降稁旒皺C(jī)械手為研究對(duì)象，在可靠性建模、可靠性分配及可靠性設(shè)計(jì)與分析等方面進(jìn)行研究?？煽啃阅Ｐ褪菍?duì)系統(tǒng)可靠性進(jìn)行分析的關(guān)鍵。本文以大連高金MDH80為研究對(duì)象首先建立其子系統(tǒng)的可靠性功能框圖與可靠性數(shù)學(xué)模型，建立故障樹模型。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)可靠性試驗(yàn)方案，搭建測(cè)試系統(tǒng)，結(jié)合其動(dòng)作過程制定可靠性試驗(yàn)測(cè)試流程。結(jié)合鏈?zhǔn)降稁旒皺C(jī)械手的系統(tǒng)特點(diǎn)，確定其可靠性分配方法，并對(duì)其子系統(tǒng)的可靠度進(jìn)行分配。針對(duì)機(jī)械零部件的多故障模式，以機(jī)械手卡刀壓縮彈簧為研究對(duì)象，研究零件基于多故障模式的可靠性設(shè)計(jì)方法。傳動(dòng)系統(tǒng)的輸出精度是保證機(jī)械手換刀成功的關(guān)鍵，針對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)定位不準(zhǔn)、運(yùn)動(dòng)誤差過大導(dǎo)致機(jī)械手卡刀、掉刀，本文首先分析動(dòng)作可靠性設(shè)計(jì)的內(nèi)涵與作用，建立典型傳動(dòng)系統(tǒng)的輸出精度模型，研究并提出傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)作可靠性設(shè)計(jì)方法，并分析了大連高金MDH80的傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性。研究影響系統(tǒng)或部件動(dòng)作完成的因素，結(jié)合系統(tǒng)或部件的使用壽命過程與工作環(huán)境，分析系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)功能的下降直至失效的全過程，確定主要影響因素，并以鏈?zhǔn)降稁旒皺C(jī)械手傳動(dòng)部件為研究對(duì)象，建立磨損模型，分析其關(guān)鍵零部件及傳統(tǒng)系統(tǒng)精度衰減過程。通過對(duì)鏈?zhǔn)降稁旒皺C(jī)械手可靠性的系統(tǒng)研究，所取得的研究成果能為提高國(guó)產(chǎn)鏈?zhǔn)降稁旒皺C(jī)械手可靠性提供分析方法和設(shè)計(jì)依據(jù)

簡(jiǎn)介：柔性恒力機(jī)械手的設(shè)計(jì)柔性恒力機(jī)械手的設(shè)計(jì)馬元元馬元元陳貴敏陳貴敏教授教授工學(xué)碩士工學(xué)碩士柔性恒力機(jī)械手的設(shè)計(jì)柔性恒力機(jī)械手的設(shè)計(jì)學(xué)校代碼學(xué)校代碼10701分類分類號(hào)TH12學(xué)號(hào)1304121959密級(jí)公開公開西安電子科技大學(xué)西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位碩士學(xué)位論文論文教授2015年12月

簡(jiǎn)介：分類號(hào)UDC密級(jí)學(xué)校代號(hào)學(xué)號(hào)廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文工學(xué)碩士118452111201106注塑機(jī)械手的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與振動(dòng)控制張博指導(dǎo)教師姓名、職稱庭塞墊副熬援學(xué)科專業(yè)或領(lǐng)域名稱扭撼遮鹽量堡途學(xué)生所屬學(xué)院扭電工程堂院論文答辯日期2Q生主且摘要摘要隨著近代注塑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，注塑機(jī)械手的設(shè)計(jì)和改進(jìn)日益受到人們的關(guān)注。本文通過對(duì)SOLIDWORKS的API函數(shù)進(jìn)行調(diào)用，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手主要零部件的參數(shù)化建模。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)行有限元分析。通過對(duì)該機(jī)械手的工作中的典型工況進(jìn)行分析，得到機(jī)械手的靜力和動(dòng)力學(xué)特性。通過觀察分析結(jié)果，可對(duì)機(jī)械手的基座和主臂梁去除材料，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的輕量化設(shè)計(jì)。通過對(duì)機(jī)械手基座和主臂梁選取二個(gè)比例分別進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，綜合兩個(gè)比例的拓?fù)湓茍D對(duì)注塑機(jī)械手的基座和主臂梁挖孔去掉材料。由于ANSYS拓?fù)涫窃陟o力環(huán)境下以結(jié)構(gòu)柔度為優(yōu)化目標(biāo)，并且只能顯示去除材料的大概位置，并不能確定去除材料部分具體位置和尺寸。本文采用多目標(biāo)尺寸優(yōu)化的方法來確定去除材料部分的位置和尺寸，既實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手的輕量化設(shè)計(jì)，同時(shí)又保證了機(jī)械手的動(dòng)態(tài)特性。這種拓?fù)鋬?yōu)化和尺寸優(yōu)化結(jié)合的方法，提供了一種機(jī)械手輕量化設(shè)計(jì)的有效方法，并且在本文中得到驗(yàn)證，因此可以用于其他產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中。為了減輕機(jī)械手工作中的振動(dòng)狀況，提高機(jī)械手的定位精度。本文對(duì)振動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行了探索，并根據(jù)機(jī)械手的振動(dòng)狀況設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的彈簧質(zhì)量減振器。通過對(duì)該減振器的減振效果進(jìn)行驗(yàn)證，并將其應(yīng)用于注塑機(jī)械手。利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)機(jī)械手進(jìn)行仿真分析，結(jié)果表明，采用彈簧質(zhì)量動(dòng)力吸振器可以有效減輕機(jī)械手工作中的振動(dòng)，提高機(jī)械手的工作精度。通過本文的研究，為機(jī)械手的設(shè)計(jì)優(yōu)化和振動(dòng)響應(yīng)控制提高了一種快速可靠的方法，并且可以將這種方法應(yīng)用于其他產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中。關(guān)鍵詞參數(shù)化；有限元分析；拓?fù)鋬?yōu)化；尺寸優(yōu)化；動(dòng)力減振器

簡(jiǎn)介：隨著復(fù)合材料在工業(yè)化生產(chǎn)中的大量使用，為了提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和復(fù)合材料的利用率，復(fù)合材料制品的自動(dòng)化制造技術(shù)也隨之產(chǎn)生。纖維增強(qiáng)塑料作為復(fù)合材料中的一種，具有質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，加工成形方便，抗腐蝕性能好，抗疲勞性能好等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用前景相當(dāng)廣泛，目前在工業(yè)化生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。纖維鋪放技術(shù)是一種新型的復(fù)合材料自動(dòng)化制造技術(shù)，它是通過鋪放頭壓輥傳遞一定的正壓力將纖維鋪放在旋轉(zhuǎn)芯模表面上形成復(fù)合材料殼體結(jié)構(gòu)。纖維鋪放技術(shù)特別適合于復(fù)雜曲面復(fù)合材料零件的加工。纖維鋪放機(jī)的各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸都是在數(shù)控系統(tǒng)控制下協(xié)同運(yùn)動(dòng)的，這樣數(shù)控系統(tǒng)可以控制鋪放機(jī)的鋪放頭到達(dá)空間的任意位置進(jìn)行鋪放。目前，纖維鋪放技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家已廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，而國(guó)內(nèi)對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)的研究還處于起步階段。近二十年來，機(jī)械手技術(shù)發(fā)展非常迅速，各種用途的機(jī)械手在各個(gè)領(lǐng)域廣泛獲得應(yīng)用。我國(guó)在機(jī)械手的研究和應(yīng)用上與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定的差距，因此，設(shè)計(jì)和研究各種用途的機(jī)械手，并推廣機(jī)械手的應(yīng)用十分重要?？紤]到機(jī)械手的諸多優(yōu)點(diǎn)，將其應(yīng)用于纖維鋪放領(lǐng)域是非常有現(xiàn)實(shí)意義的。本文結(jié)合項(xiàng)目的要求，設(shè)計(jì)了一種固定在移動(dòng)裝置上以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的五自由度串聯(lián)機(jī)械手臂。首先針對(duì)機(jī)械手臂的設(shè)計(jì)要求提出了多個(gè)方案，對(duì)其進(jìn)行分析比較，選擇其中最優(yōu)的方案進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。同時(shí)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，用DH方法建立了坐標(biāo)變換矩陣，推算了運(yùn)動(dòng)方程的正、逆解。然后借助坐標(biāo)變換矩陣進(jìn)行工作空間分析，繪制了工作空間的軸剖圖。這些工作為機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)控制提供了依據(jù)。本文完成了纖維鋪放機(jī)械手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用PROENGINEER的三維建模功能對(duì)所設(shè)計(jì)的零部件進(jìn)行了三維實(shí)體建模和裝配；利用PROENGINEER中的機(jī)構(gòu)模塊進(jìn)行了鋪放機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真，模擬機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況；利用有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行了纖維鋪放機(jī)構(gòu)關(guān)鍵零部件的有限元分析，主要是對(duì)纖維鋪放機(jī)中機(jī)械手的大臂和小臂進(jìn)行結(jié)構(gòu)有限元分析，即對(duì)大臂和小臂進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析，對(duì)大臂進(jìn)行結(jié)構(gòu)模態(tài)分析，得出分析結(jié)果并進(jìn)行結(jié)果分析，找出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的不足之處和缺陷。

簡(jiǎn)介：氣動(dòng)技術(shù)具有一系列顯著優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，己成為自動(dòng)化不可缺少的重要手段。進(jìn)入90年代后，氣動(dòng)技術(shù)更突破傳統(tǒng)死區(qū)，經(jīng)歷著飛躍性進(jìn)展。再者，沖壓自動(dòng)化是解決沖壓生產(chǎn)成本及安全問題、提高沖壓生產(chǎn)企業(yè)效益的必然選擇，而沖壓機(jī)械手是沖壓自動(dòng)化的重要組成部分。但是，目前沖壓機(jī)械手高昂的價(jià)格卻使國(guó)內(nèi)眾多的中小沖壓企業(yè)望而卻步。本文設(shè)計(jì)研究了一種適合一般沖壓生產(chǎn)實(shí)際、成本比較低廉的沖壓氣動(dòng)機(jī)械手。首先介紹了沖壓機(jī)械手的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。在此基礎(chǔ)上，選擇氣動(dòng)機(jī)械手實(shí)現(xiàn)沖壓移料的動(dòng)作，并對(duì)機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和適當(dāng)?shù)膬?yōu)化。并始終貫徹了低成本的設(shè)計(jì)要求。接著作者根據(jù)設(shè)計(jì)出的沖壓機(jī)械手圖紙利用ADAMS軟件建立了機(jī)械手的虛擬樣機(jī)模型，并根據(jù)對(duì)實(shí)際沖壓運(yùn)料動(dòng)作的分析，對(duì)機(jī)械手的虛擬樣機(jī)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真。最后，作者根據(jù)對(duì)沖壓機(jī)械手功能的分析，采用PLC控制器實(shí)現(xiàn)機(jī)械手控制系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，并通過實(shí)際的機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)對(duì)控制程序進(jìn)行了調(diào)試和完善。通過研究和試驗(yàn)解決了氣動(dòng)運(yùn)料機(jī)械手所涉及的技術(shù)問題，成功開發(fā)了一套模塊化氣動(dòng)運(yùn)料機(jī)械手，該成果可為工業(yè)界提供可行的技術(shù)示范，促進(jìn)氣動(dòng)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。

簡(jiǎn)介：山東理工大學(xué)山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文再生硒鼓異形件再生硒鼓異形件噴漆噴漆機(jī)械手研究機(jī)械手研究RESEARCHONROBOTICPAINTINGMANIPULATFIRREGULARCOMPONENTSOFREPRODUCTIONCARTRIDGE研究生陳茜茜指導(dǎo)教師林江海研究員研究員協(xié)助指導(dǎo)教師魏修亭教授申請(qǐng)學(xué)位門類級(jí)別工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)名稱機(jī)械電子工程機(jī)械電子工程研究方向機(jī)電控制及自動(dòng)化機(jī)電控制及自動(dòng)化論文完成日期2012年1月單位代碼10433學(xué)號(hào)Y0901016分類號(hào)TP2423密級(jí)山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要I摘要在硒鼓再生過程中，需要在經(jīng)過清理后的異形件表面噴涂一層透明油漆，用于保護(hù)和裝飾零件表面。目前硒鼓再生行業(yè)的噴漆工序仍沿用手工或半自動(dòng)的方法，由于噴漆對(duì)環(huán)境的影響大且工藝質(zhì)量要求穩(wěn)定，迫切需要開發(fā)用于異形件表面噴漆的機(jī)器人操作平臺(tái)。本文在查閱了大量噴漆機(jī)器人資料的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種再生硒鼓異形件噴漆機(jī)械手方案，全文工作及所取得的成果如下1根據(jù)噴漆機(jī)械手的工作環(huán)境和任務(wù)要求，確定機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)，包括結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)方案和控制系統(tǒng)方案等。根據(jù)再生硒鼓異形件的尺寸確定機(jī)械手的結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用UG建立機(jī)械手的三維實(shí)體模型與裝配。2利用DH法對(duì)機(jī)械手進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，建立噴漆機(jī)械手各連桿的變換矩陣，并推導(dǎo)噴漆機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解；結(jié)合噴漆機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)，利用蒙特卡洛法對(duì)機(jī)械手的工作空間進(jìn)行分析，在MATLAB中繪制機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)范圍圖。3根據(jù)機(jī)械手軌跡規(guī)劃原理給出了關(guān)節(jié)空間和直角空間中噴涂軌跡生成方法。在關(guān)節(jié)空間中，軌跡規(guī)劃主要是三次多項(xiàng)式插值和高次多項(xiàng)式插值。在直角空間中，軌跡規(guī)劃主要是空間直線、平面圓弧和空間圓弧的插補(bǔ)方法。4利用MATLAB環(huán)境下的ROBOTICSTOOLBOX快速建立機(jī)械手模型，實(shí)現(xiàn)噴漆運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃，然后在MATLABSIMULINK環(huán)境下的機(jī)械系統(tǒng)仿真工具箱SIMMECHANICS中建立機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)仿真模型。仿真結(jié)果表明末端執(zhí)行器的軌跡跟蹤良好，同時(shí)機(jī)械手各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，驗(yàn)證了參數(shù)的合理性。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞再生硒鼓；噴漆機(jī)械手；運(yùn)動(dòng)學(xué)；軌跡規(guī)劃；SIMMECHANICS

簡(jiǎn)介：外骨骼康復(fù)機(jī)械手系統(tǒng)是機(jī)器人研究領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支，是一種與人體手部關(guān)節(jié)類似，并且依附于人體手部的外部系統(tǒng)。本文從患者實(shí)用的角度出發(fā)對(duì)人體上肢的運(yùn)動(dòng)原理進(jìn)行分析，根據(jù)人體手部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及可穿戴外骨骼康復(fù)機(jī)械手的功能要求，在原有外骨骼康復(fù)機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步作了以下工作1對(duì)外骨骼康復(fù)機(jī)械手進(jìn)行綜述介紹了外骨骼機(jī)械手在康復(fù)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。查閱與之相關(guān)的參考資料，了解外骨骼機(jī)械手在輔助患者進(jìn)行醫(yī)療康復(fù)中的作用及有關(guān)外骨骼康復(fù)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2外骨骼康復(fù)機(jī)械手結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)已有的外骨骼手部康復(fù)設(shè)備進(jìn)行分析和提煉，根據(jù)人機(jī)合作的特點(diǎn)?？紤]到人體手指結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)以及可穿戴外骨骼康復(fù)機(jī)械手的功能，利用設(shè)計(jì)軟件PROE對(duì)已有外骨骼康復(fù)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，使外骨骼康復(fù)機(jī)械手能夠滿足輔助人體手部康復(fù)的功能，并說明了外骨骼康復(fù)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)原理。3基于ADAMS的外骨骼康復(fù)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)分析利用連桿坐標(biāo)系的DH方法，分別建立了三指節(jié)和二指節(jié)外骨骼機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)模型，分別進(jìn)行了兩種情況下的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，并將兩種分析結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證本課題設(shè)計(jì)思路的正確性。4外骨骼康復(fù)機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)分析與仿真用其次變換法和二階拉格朗日逆動(dòng)力學(xué)方法求出外骨骼康復(fù)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)力基于運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系及達(dá)朗貝爾原理的牛頓歐拉方法來建立相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程求出外骨骼康復(fù)機(jī)械手關(guān)節(jié)力矩，完成外骨骼康復(fù)機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)分析。在兩種不同假設(shè)的情況下，對(duì)外骨骼康復(fù)機(jī)械手進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真。本文將人體手部的三個(gè)指節(jié)假設(shè)成二個(gè)指節(jié)，把外骨骼康復(fù)機(jī)械手設(shè)計(jì)成為一個(gè)二指節(jié)的康復(fù)設(shè)備。首先在理想狀態(tài)下，外骨骼康復(fù)機(jī)械手的兩個(gè)指節(jié)處沒有外力作用時(shí)，經(jīng)多次試驗(yàn)得到一個(gè)適合人手舒適運(yùn)動(dòng)的氣缸驅(qū)動(dòng)速度范圍再假設(shè)外骨骼機(jī)械手的兩個(gè)指節(jié)處分別受到300N的作用反力時(shí)，運(yùn)用ADAMS平臺(tái)仿真得出兩個(gè)手指驅(qū)動(dòng)氣缸的驅(qū)動(dòng)力的曲線圖，根據(jù)得出的數(shù)據(jù)可以計(jì)算出驅(qū)動(dòng)氣缸的功率，為氣缸的選取做出合理的參數(shù)依據(jù)。

簡(jiǎn)介：齒輪精整是利用數(shù)控精整沖床去除齒輪上毛刺以提高齒輪精度的一道工序，該工序需要將齒輪放置在沖床工作臺(tái)的指定位置，且具有較高的定位精度。為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率，減少因人工疲勞所導(dǎo)致的危險(xiǎn)事故，本文設(shè)計(jì)了齒輪抓取機(jī)械手來代替人工完成齒輪的放置并保證定位精度。本文首先根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作要求并依據(jù)對(duì)機(jī)器人的分析完成了四自由度關(guān)節(jié)型抓取機(jī)械手的總體方案設(shè)計(jì)。然后，利用DH法建立了機(jī)械手的坐標(biāo)系，并在連桿坐標(biāo)系簡(jiǎn)圖的基礎(chǔ)上，利用齊次坐標(biāo)變換求解了其運(yùn)動(dòng)學(xué)的正問題和逆問題。分析了機(jī)械手各個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件與末端執(zhí)行器在空間的位置關(guān)系，為軌跡規(guī)劃和仿真奠定了基礎(chǔ)。為了使機(jī)械手運(yùn)動(dòng)過程盡量平滑，避免位置、速度和加速度突變對(duì)它運(yùn)動(dòng)過程的影響，本文根據(jù)建立的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，利用機(jī)器人工具箱對(duì)其進(jìn)行了軌跡的規(guī)劃。同時(shí)本文基于ADAMS對(duì)其軌跡規(guī)劃的合理性作了驗(yàn)證，并獲得了該機(jī)械手在所規(guī)劃的運(yùn)動(dòng)軌跡下末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)速度、加速度和機(jī)械手動(dòng)力學(xué)仿真曲線，為實(shí)際運(yùn)動(dòng)控制和關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇提供依據(jù)。最后，為了使機(jī)械手按照期望的軌跡運(yùn)動(dòng)，本文針對(duì)它的動(dòng)力學(xué)模型非線性、強(qiáng)耦合特性，設(shè)計(jì)了魯棒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法對(duì)其軌跡跟蹤作了研究，通過仿真實(shí)驗(yàn)證明了該算法的有效性。并結(jié)合控制電路相關(guān)知識(shí)，以DSP為核心控制器完成了該機(jī)械手的硬件電路和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

簡(jiǎn)介：我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，水果業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中第三大產(chǎn)業(yè)。水果的采摘屬于勞動(dòng)密集型工作，且隨著人口老齡化和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的減少，水果的自動(dòng)化采摘就成為目前急需解決的問題。開展蘋果采摘機(jī)器人的研究，不僅有利于降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，提高作業(yè)效率，而且對(duì)于推進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展進(jìn)步、加速農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程有著重要的意義。本文在國(guó)家“863”基金項(xiàng)目“果樹采摘機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究2006AA102254和國(guó)家教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目“果樹采摘機(jī)械手運(yùn)動(dòng)性能優(yōu)化與靈巧避障控制策略研究20093227120013”支持下，對(duì)蘋果采摘機(jī)器人避障感知系統(tǒng)、采摘環(huán)境空間建模、避障路徑等進(jìn)行了研究。主要完成的工作有1根據(jù)開放型設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)了蘋果采摘機(jī)器人的避障感知系統(tǒng)。以單目攝像機(jī)作為視覺傳感器來確定障礙物和果實(shí)的平面信息，超聲測(cè)距傳感器作為深度傳感器來確定障礙物和果實(shí)的深度信息，兩者結(jié)合得到障礙物和果實(shí)的空間位置信息。2機(jī)械手模型建立和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。根據(jù)蘋果采摘機(jī)器人手部機(jī)械結(jié)構(gòu)特性，采用DH齊次變換法，建立了蘋果采摘機(jī)械臂的數(shù)學(xué)模型和運(yùn)動(dòng)學(xué)方程并在實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)正反解的準(zhǔn)確性。3利用MAKLINK圖法建立工作空間環(huán)境模型，并對(duì)機(jī)械手與障礙物碰撞問題進(jìn)行分析。通過視覺傳感器和超聲測(cè)距傳感器對(duì)空間中的果樹枝干等障礙物進(jìn)行感知，將相互重疊的枝干描述為一個(gè)不規(guī)則多邊形采用MAKLINK圖在自由空間中建立作業(yè)環(huán)境模型，構(gòu)造自由鏈接線，為機(jī)械手避障提供無碰路徑分析蘋果采摘機(jī)械手運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，討論其與障礙物碰撞的幾種情況，給后續(xù)的避障工作中路徑節(jié)點(diǎn)的選擇提供一定的理論分析。4提出基于改進(jìn)蟻群算法的采摘機(jī)械手避障路徑規(guī)劃算法。在詳細(xì)分析基本蟻群算法的原理、數(shù)學(xué)模型和實(shí)現(xiàn)過程等基本理論的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行修改，主要包括在可行走的路徑上，利用等分鏈接線的方法擴(kuò)大路徑點(diǎn)的選擇范圍，有利于算法搜索到更優(yōu)路徑將人工勢(shì)場(chǎng)法思想引入蟻群算法中，同時(shí)引入角度權(quán)值，加強(qiáng)啟發(fā)信息對(duì)螞蟻選擇下一個(gè)路徑節(jié)點(diǎn)的影響，增加靠近目標(biāo)點(diǎn)的路徑節(jié)點(diǎn)被選擇的概率，提高路徑搜索效率利用局部更新和全局更新策略更新路徑上的信息素，防止某一條路徑上信息素過多而影響螞蟻搜索，同時(shí)加入自適應(yīng)函數(shù)，增加算法的健壯性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基本蟻群算法的改進(jìn)措施在蘋果采摘機(jī)械臂避障規(guī)劃的運(yùn)用中是可行的，機(jī)械臂在較短的時(shí)間里成功的繞過障礙物，采摘到果實(shí)。

簡(jiǎn)介：工業(yè)機(jī)械手是一個(gè)典型的具有強(qiáng)耦合和高度不確定性的非線性時(shí)變系統(tǒng)，滑模變結(jié)構(gòu)控制由于其強(qiáng)魯棒性，是一種常用的機(jī)械手控制策略。但是，變結(jié)構(gòu)控制固有的抖震現(xiàn)象限制了它的發(fā)展。為消除這個(gè)缺點(diǎn)，本文研究了將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模糊系統(tǒng)和滑?？刂葡嘟Y(jié)合的方法。論文首先回顧了工業(yè)機(jī)械手的發(fā)展歷程以及機(jī)器人控制理論的進(jìn)展和現(xiàn)狀。接著介紹了滑模控制基本原理以及設(shè)計(jì)流程，并構(gòu)造了機(jī)械手的雙冪次快速終端滑模控制系統(tǒng)。它是一種對(duì)參數(shù)擾動(dòng)不靈敏，物理實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的控制方法，而且相對(duì)傳統(tǒng)的線性滑模和終端滑模它具有更快的收斂速度。論文針對(duì)雙冪次快速終端滑?？刂浦幸廊淮嬖诘亩墩饐栴}，研究了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)方法，進(jìn)一步提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償?shù)幕？刂品椒āＴ摲椒ㄍㄟ^神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)機(jī)械手不確定部分的上界，并通過梯度下降法設(shè)計(jì)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值更新，最后使用李雅普洛夫直接法證明了了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法能很好的抑制抖震，并提高了系統(tǒng)魯棒性。論文研究了模糊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。提出了具有模糊切換增益的滑模變結(jié)構(gòu)控制方法。該方法通過分析滑模函數(shù)值與控制輸入的切換增益值之間蘊(yùn)藏的模糊關(guān)系，合理地設(shè)計(jì)出使用模糊系統(tǒng)在線改變切換增益值的控制率，很好地抑制了系統(tǒng)的抖震并提高了系統(tǒng)魯棒性。而使用李雅普洛夫穩(wěn)定定理推導(dǎo)出的自適應(yīng)律也確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

簡(jiǎn)介：外骨骼式機(jī)器人是目前機(jī)器人研究中的前沿領(lǐng)域，是各發(fā)達(dá)國(guó)家爭(zhēng)先研究的課題之一，特別是應(yīng)用于軍事上的單兵作戰(zhàn)之中。本文作者基于人體仿生原理設(shè)計(jì)了一種外骨骼式機(jī)器人。首先，根據(jù)人體手臂生理結(jié)構(gòu)和仿生學(xué)來設(shè)計(jì)外骨骼機(jī)械手臂的機(jī)械結(jié)構(gòu)。機(jī)械結(jié)構(gòu)包括小臂機(jī)構(gòu)、大臂機(jī)構(gòu)和肩部機(jī)構(gòu)，在設(shè)計(jì)中采用CADCAE技術(shù)，利用PROE三維軟件建立了外骨骼機(jī)械手臂的三維模型，并在設(shè)計(jì)時(shí)考慮外骨骼機(jī)械手臂所需要完成的各項(xiàng)功能。利用DH方法對(duì)外骨骼機(jī)械手臂進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，建立了外骨骼機(jī)械手臂的正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，并對(duì)正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程進(jìn)行了驗(yàn)證。按照人體手臂的運(yùn)動(dòng)方式設(shè)計(jì)了外骨骼機(jī)械手臂的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)和計(jì)算了液壓缸的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，選擇了液壓系統(tǒng)的各個(gè)元件。基于ANSYS軟件對(duì)外骨骼機(jī)械手臂進(jìn)行了靜態(tài)特性分析以及動(dòng)態(tài)分析研究，驗(yàn)證了部件結(jié)構(gòu)和整體設(shè)計(jì)的合理性。最后，對(duì)外骨骼機(jī)械手臂的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行了詳細(xì)研究，特別是平衡閥和伺服換向閥的穩(wěn)定性研究。

簡(jiǎn)介：近年來，隨著注塑工業(yè)的迅猛發(fā)展，注塑機(jī)機(jī)械手成為現(xiàn)代塑料產(chǎn)品制造業(yè)中的主要自動(dòng)化設(shè)備之一，對(duì)注塑機(jī)機(jī)械手的研究及測(cè)試極具應(yīng)用價(jià)值。本文以五軸注塑機(jī)機(jī)械手為研究對(duì)象，著重于控制系統(tǒng)測(cè)試方法的研討。首先，介紹了常用測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法，明確了系統(tǒng)測(cè)試的理論基礎(chǔ)；其次，對(duì)控制系統(tǒng)的組成以及功能、性能的要求進(jìn)行了介紹。最后，根據(jù)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品驗(yàn)收實(shí)施規(guī)范JBT108252008等標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合系統(tǒng)組成及主要功能要求，制定了控制系統(tǒng)的測(cè)試要求、測(cè)試內(nèi)容、測(cè)試方法以及合格判定，并在測(cè)試中引入缺陷管理，為系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)明確了方向。經(jīng)驗(yàn)證，本課題研究的控制系統(tǒng)滿足JBT108252008測(cè)試要求，本文介紹的測(cè)試方法適用于五軸注塑機(jī)機(jī)械手控制系統(tǒng)的試驗(yàn)、測(cè)試以及驗(yàn)收。

簡(jiǎn)介：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力的提升我國(guó)汽車工業(yè)迅猛發(fā)展我國(guó)微車更是進(jìn)入爆發(fā)式增長(zhǎng)階段但我國(guó)汽車生產(chǎn)自動(dòng)化率不能與汽車生產(chǎn)大國(guó)相匹配。比如某微車制造企業(yè)車身焊接主要仍采用人工焊接方式其生產(chǎn)線投資低設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單但是焊點(diǎn)分布不均勻、質(zhì)量較低、人機(jī)工程較差。機(jī)器人焊接具有自動(dòng)化程度高、焊接質(zhì)量好、柔性能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)但其前期投資和后期維護(hù)成本高不利于該公司現(xiàn)有產(chǎn)品的成本控制因此需要從企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況出發(fā)在人工和自動(dòng)化生產(chǎn)方式之間作出一個(gè)滿足較低制造成本和一定自動(dòng)化程度的精益化平衡。本文在對(duì)焊接機(jī)械手機(jī)械機(jī)構(gòu)深入調(diào)研的基礎(chǔ)上結(jié)合焊接工藝要求設(shè)計(jì)出整個(gè)控制系統(tǒng)方案?？刂葡到y(tǒng)方案包括根據(jù)機(jī)械機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)確定電機(jī)類型選擇及電機(jī)選型計(jì)算針對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)特點(diǎn)選擇相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)控制器達(dá)到焊接工藝要求?？刂葡到y(tǒng)由上位機(jī)、PLC、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)組成。在整體控制系統(tǒng)方案確定的前提下繪制系統(tǒng)控制電氣原理圖。文中研究和分析軌跡控制算法詳細(xì)介紹了插補(bǔ)分類。在對(duì)比的基礎(chǔ)上選擇適合本控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)軌跡控制算法并詳細(xì)介紹了數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)的直線和圓弧插補(bǔ)原理。根據(jù)控制系統(tǒng)硬件特點(diǎn)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)軌跡控制算法的軟件程序。對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)軟件進(jìn)行規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)。對(duì)控制系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行整定保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確度以滿足設(shè)計(jì)要求并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了試運(yùn)行通過CXSERVER軟件對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)情況進(jìn)行了監(jiān)控驗(yàn)證了本系統(tǒng)的性能和設(shè)計(jì)功能要求。對(duì)于本文設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)方案已經(jīng)完成了電氣控制柜的制作和上位機(jī)軟件的編寫并通過了試運(yùn)行目前運(yùn)行穩(wěn)定。

簡(jiǎn)介：通過分析市面上不同品牌的SCARA機(jī)械手的操作空間，發(fā)現(xiàn)了當(dāng)前SCARA機(jī)械手手臂相對(duì)固定的問題。為了解決上述問題，本論文將可適應(yīng)設(shè)計(jì)理念應(yīng)用于SCARA機(jī)械手的關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)，從而使所設(shè)計(jì)的SCARA機(jī)械手的大、小臂能被快速的更換，進(jìn)而能快速的滿足于不同的操作空間范圍要求。此外，針對(duì)生產(chǎn)中需要經(jīng)常更換手爪的問題，設(shè)計(jì)了可快速更換不同手爪的手爪可適應(yīng)接口。首先，文中通過幾何繪圖法分析了大、小臂的更換情況，并舉例說明了手臂更換的原則；其次，根據(jù)所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)并參考IAISCARA機(jī)械手的相關(guān)參數(shù)，設(shè)計(jì)了兩個(gè)SCARA機(jī)械手SCARA600、SCARA360；最后，利用ADAMS軟件對(duì)SCARA600機(jī)械手進(jìn)行時(shí)間最優(yōu)的軌跡規(guī)劃仿真，具體研究?jī)?nèi)容如下（1）采用幾何繪圖法對(duì)SCARA機(jī)械手的工作空間進(jìn)行分析，接著分析了SCARA機(jī)械手的大、小臂長(zhǎng)度對(duì)其操作空間的影響且舉例討論了手臂的更換原則。（2）利用可適應(yīng)設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)兩個(gè)臂長(zhǎng)不同的SCARA機(jī)械手，且所設(shè)計(jì)的兩個(gè)SCARA機(jī)械手的手臂接口能夠?qū)崿F(xiàn)互換，并且更換快速、方便；而后，對(duì)SCARA機(jī)械手的關(guān)鍵零部件進(jìn)行選型。針對(duì)生產(chǎn)中需要經(jīng)常更換機(jī)械手手爪的需要，設(shè)計(jì)了一個(gè)可快速更換機(jī)械手手爪的可適應(yīng)接口。（3）在ADAMS中建立SCARA600機(jī)械手的機(jī)械系統(tǒng)模型，然后利用ADAMSGENERALPOINTMOTION定義SCARA機(jī)械手末端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。根據(jù)所設(shè)計(jì)的SCARA機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，基于ADMAS的優(yōu)化設(shè)計(jì)功能，對(duì)所規(guī)劃的路徑進(jìn)行時(shí)間優(yōu)化。對(duì)SCARA機(jī)械手進(jìn)行軌跡規(guī)劃，并對(duì)比點(diǎn)驅(qū)動(dòng)和關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)下末端點(diǎn)的位移偏差，以此說明利用上述方法對(duì)SCARA機(jī)械手進(jìn)行軌跡優(yōu)化的可行性。

簡(jiǎn)介：分類號(hào)TH11密級(jí)公開UDC621全日制工程碩士學(xué)位論文工業(yè)機(jī)械手概念設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究學(xué)位申請(qǐng)人吳龍專業(yè)領(lǐng)域機(jī)械工程指導(dǎo)教師杜軒副教授二○一五年六月三峽大學(xué)全日制專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文三峽大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)立完成與誠(chéng)信聲明本人鄭重聲明所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明，本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名日期