簡介：隨著塑料制品廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)和人們的生活中，注塑機機械手已經(jīng)成為現(xiàn)代塑料產(chǎn)品制造業(yè)中的主要自動化設備之一，它能夠很大程度上提高塑料制品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。然而，懸臂式、全氣動機械手已經(jīng)不能滿足當前的市場需求。由于定位精度高，操作靈活，伺服機械手已經(jīng)成為注塑機機械手新的發(fā)展方向。本文以五軸伺服機械手為研究對象，手控器是以LDJEWIN7000觸摸屏為核心的人機交互設備，它顯示機械手的狀態(tài)信息和發(fā)送控制指令，以實現(xiàn)對機械手和注塑機的交互式控制。本文首先介紹了伺服機械手控制系統(tǒng)，對手控器軟件需求進行了分析，然后設計了通信協(xié)議，結(jié)合人機工程學相關理論，開發(fā)了簡單、友好、方便、一致的人機交互界面，軟件采用模塊化設計方法，將復雜的手控器軟件劃分為相對獨立的模塊，并在VISUALSTUDIO2008軟件開發(fā)環(huán)境下進行編程實現(xiàn)。用戶驗收結(jié)論表明界面顯示直觀清晰，操作簡便，滿足設計要求。

簡介：隨著外科手術水平的發(fā)展，傳統(tǒng)的臨床教學模式已經(jīng)難以達到教學實踐的目的。虛擬手術因為無創(chuàng)傷、可重復和低成本等優(yōu)點，很快成為了研究熱點。腹腔鏡虛擬手術是最為常見的一種虛擬手術。該領域目前大部分研究僅限于仿真可視化階段，由于缺少人機交互接口，導致醫(yī)生使用時效果跟臨床環(huán)境差別很大。在開發(fā)腹腔鏡虛擬手術系統(tǒng)的過程中，為了使實習醫(yī)生的模擬訓練更加貼近現(xiàn)實，選用機械手設備作為人機交互的接口非常有必要。在臨床中，腹腔鏡手術器械的操作是一種繞固定點作自旋、伸縮、角度開合和四個方向轉(zhuǎn)動的受限制運動。本文根據(jù)腹腔鏡虛擬手術系統(tǒng)的特點，提出機械手設計原則，經(jīng)過尺寸計算和空間結(jié)構布局，自主設計了一套五自由度的正交構型機械手設備。該設備支持伸縮、旋轉(zhuǎn)、左右轉(zhuǎn)動、上下轉(zhuǎn)動和角度開合五個自由度的操作，各自由度采用正交構型設計，符合醫(yī)生的操作方式，避免了用于虛擬手術系統(tǒng)時復雜的坐標轉(zhuǎn)換。根據(jù)手術過程中選擇手術器械及其它快捷鍵的需求設計了按鍵面板，并依據(jù)實際臨床情況加入了腳踏板作為按鍵面板的補充。機械手通過采集傳感器捕獲操作者的空間運動信息，傳遞給虛擬手術系統(tǒng)。虛擬手術系統(tǒng)根據(jù)采集到的五個自由度的電壓幅值與機械位移量的對應關系，完成了姿態(tài)信息從機械手到虛擬器械的轉(zhuǎn)換過程，實現(xiàn)了通過機械手控制虛擬器械的目的，滿足了腹腔鏡虛擬手術系統(tǒng)對機械手人機交互功能的需求。本機械手實現(xiàn)了人機交互來控制虛擬手術流程的功能，符合人體工程學，能夠滿足腹腔鏡虛擬手術系統(tǒng)中對手術器械實時操作的要求。該設備具有可擴展性、實時性和易操作等優(yōu)點，可以適用于多種腹腔鏡虛擬手術場景。

簡介：近年來，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)自動化需求越來越高，目前在各種不同的工業(yè)企業(yè)中比如注塑行業(yè)，鑄件行業(yè)等，經(jīng)常有工件等需要搬運，特別是各種零件在機電、日用品、五金中占很大比例（70％以上），但目前絕大多數(shù)是采用手工作業(yè)，從而引發(fā)了大量的工傷事故。機械手不但可以實現(xiàn)安全操作，同時也可以提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低勞動強度、還可以避免人工送料、取料時因疲勞往往送料、取料不準等。本文研發(fā)的一種高速高精度工業(yè)機械手，能解決實用化過程中遇到的一些技術難題，具體工作如下通過對適用于不同環(huán)境的不同形狀和結(jié)構的工業(yè)機械手總體機械結(jié)構和驅(qū)動方式研究，針對目前工業(yè)機械手質(zhì)量大、體積大、定位精度低等缺點，設計了體積小、重量輕、功能完善、電氣混合驅(qū)動的高集成度的虛擬樣機系統(tǒng)模型。針對目前機械手的定位精度低的缺點，提出了氣動伺服系統(tǒng)來提高機械手的定位精度。首先建立氣動伺服系統(tǒng)模型，針對氣缸的特點建立氣缸的數(shù)學模型，包括運動學方程、流量方程、能量方程，通過線性化得出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和響應函數(shù)，建立了氣動伺服系統(tǒng)的PID控制模型。提出了針對步進電機的特點的步進電機升降速曲線，并給出了軟硬件設計。最后完成了針對上述研究的實驗，實驗結(jié)果表明該取料機械手具有造價低、定位精度好、使用靈活等優(yōu)點，可以廣泛應用于注塑行業(yè)，機械行業(yè)，電子行業(yè)，化工行業(yè)、食品和包裝行業(yè)等各種行業(yè)。

簡介：工業(yè)機械手具有高度的靈活性和通用性已在汽車、電子和搬運等行業(yè)獲得了廣泛的應用。隨著機械手的運用越來越普及其研究也取得了很大的進展。出于對機械手控制精度的要求越來越高對機械手運動控制及軌跡規(guī)劃的研究就顯得非常重要。本文采用固高公司的四自由度GRB400機械手為研究平臺建立機械手DH數(shù)學模型求解運動學正問題及逆問題并運用ADAMS仿真軟件仿真分析驗證模型正確性建立了基于DH參數(shù)的機械手末端位姿誤差模型通過數(shù)據(jù)分析得出對末端位姿誤差影響效果顯著的運動學參數(shù)主要為角度誤差ΔΑ和關節(jié)變量誤差ΔΘ研究機械手在關節(jié)空間的兩種多項式插值軌跡規(guī)劃方法、拋物線過渡的軌跡規(guī)劃方法以及笛卡爾坐標空間的直線軌跡插補方法和圓弧軌跡插補方法通過MATLAB數(shù)據(jù)分析得出拋物線過渡的軌跡規(guī)劃方法關節(jié)運動過程相對更平穩(wěn)對關節(jié)的驅(qū)動伺服電機進行基于DSP控制下S形曲線運動方式測試輸出的規(guī)劃響應曲線顯示運動過程中電機運行平穩(wěn)并通過編程實現(xiàn)機械手運動控制。

簡介：教學機器手臂集成了電氣、計算機、工程力學、機械設計、控制技術、傳感器技術等知識一直是研究人員進行算法研究、控制系統(tǒng)設計的研究熱點。教學機器手臂的靈活運轉(zhuǎn)要6個自由度目前部分高校研制的機器手臂中多為5自由度以下這些機器手臂結(jié)構過于簡單、功能單一并且沒有開放性大多無法實現(xiàn)仿生等高級功能。本文針對當前教學機器手臂的缺點秉承開放式設計的思想即機械結(jié)構開放、控制系統(tǒng)開放、軟件開放提出一種六自由度機器手臂的設計方案。該機器手臂采用全鋁合金材質(zhì)和獨立的6關節(jié)驅(qū)動控制系統(tǒng)通過末端執(zhí)行器的傳感器可實現(xiàn)仿生功能涉及機械、控制、傳感器和計算等方面的知識教學且進行算法研究等。本文設計的機器手臂采用直流伺服電機同精密諧波減速器配合驅(qū)動關節(jié)運動具有精度高、控制性能好、結(jié)構簡單的特點。機器手末端執(zhí)行器采用步進電機同渦輪蝸桿減速器配合控制其大堵轉(zhuǎn)力矩利于抓取物體通過設定的電阻應變計可測量抓取力大小實現(xiàn)仿生功能。同時還對機器手臂設計了必要的保護措施確保機器手臂工作安全。針對機器手臂運動具有非線性等特點采用了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡算法論文闡述了控制算法的實現(xiàn)方法并通過MATLAB進行了仿真得到了較好的控制性能。同時用VC編程軟件、OPENGL三維技術等設計了控制軟件采用簡單明了的自定義語言進行編程輸入從而實現(xiàn)用戶的不同控制用途。其開放的動態(tài)鏈接庫方便于采用不同控制算法的二次開發(fā)。最后對設計的機械手臂和控制系統(tǒng)進行了實際操作測試結(jié)果表明該教學用機器手臂精度完全符合給定要求。

簡介：近年來，隨著工業(yè)自動化的不斷發(fā)展和用人成本的逐漸增加，許多工廠、數(shù)控加工中心對上下料機械手的需求也越來越大。機械手具有動作快速、靈活、能適應危險和惡劣的環(huán)境、重復定位精度高以及可以長時間連續(xù)作業(yè)等優(yōu)點，采用機械手上下料可減輕工人的勞動量，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。本文根據(jù)數(shù)控機床上下料要求，給出了機械手的設計方案，通過理論分析與動力學仿真相結(jié)合的辦法確定了機械手的關鍵參數(shù)（電機的額定轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)矩、減速器的減速比、同步帶輪節(jié)徑以及齒輪節(jié)徑）。并對機械手的回原點技術、示教技術、軌跡規(guī)劃技術以及軌跡執(zhí)行技術進行了深入的研究。本文的主要工作和成果如下1、給出了上下料機械手的機械結(jié)構設計方案和控制系統(tǒng)設計方案，確定了機械手的自由度、行程、各軸最大速度、各軸電機類型、各軸傳動方式以及控制程序?qū)崿F(xiàn)辦法。2、通過理論分析求解得到了機械手各軸的關鍵參數(shù)，在ADAMS軟件里面建立了各軸的虛擬樣機并進行仿真，驗證了理論分析求解的正確性。3、對機械手控制系統(tǒng)硬件部分進行了設計，確定驅(qū)動器、控制器、觸摸屏的型號，設計了信號轉(zhuǎn)換器。4、設計了機械手上下料過程的控制方案，包括回原點、示教、軌跡規(guī)劃、軌跡執(zhí)行四個部分編寫了各個部分的觸摸屏界面和PLC程序并通過實驗驗證了機械手控制方案的正確性。5、對本文所研究的工作進行了總結(jié)，提出了有待改善的內(nèi)容。

簡介：機器人（機械手）是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的自動化裝備。SCARA型機械手是工業(yè)生產(chǎn)中使用最廣泛的機械手之一?，F(xiàn)有的SCARA機械手控制方式大多數(shù)為“PC控制卡”，響應有延時，控制設備成本較高。而在WINCE系統(tǒng)下，利用嵌入式平臺作為控制端，不僅能提高系統(tǒng)的實時性，且能降低控制平臺的成本。本論文主要設計了基于WINDOWSCE系統(tǒng)下的SCARA型機械手運動控制系統(tǒng)軟件。具體研究內(nèi)容如下首先分析研究了課題研究的相關背景，并總結(jié)概括了國內(nèi)外關于機械手控制系統(tǒng)的研究成果。其次介紹了本論文中SCARA機械手的控制系統(tǒng)主要硬件參數(shù)。接著根據(jù)SCARA型機械手的數(shù)學模型推導了機械手正、逆運動學的解，并計算了機械手運行的工作空間。再次研究了利用工作區(qū)間判斷軌跡規(guī)劃中是否存在不合理點的方法。然后計算出了用于SCARA型機械手軌跡規(guī)劃的修正正弦曲線表達式，并探究了在笛卡爾空間中進行軌跡規(guī)劃的方法，結(jié)合一個實際例子詳細說明了機械手軌跡規(guī)劃的步驟。接著定制并導出了在嵌入式平臺下的WINDOWSCE系統(tǒng)及其SDK。最后設計了SCARA型機械手控制系統(tǒng)軟件的框架及工作流程，并利用C＃語言開了軟件的UI界面。結(jié)合多線程技術、位圖繪制技術、軟件權限設置技術等，實現(xiàn)了保障SCARA型機械手正常運行的相關功能。本套控制系統(tǒng)軟件在仿真模擬器上經(jīng)過測試，輸出的主要關節(jié)運動曲線平滑無沖擊，滿足SCARA型機械手對運動軌跡平滑的要求。同時研究了WINCE下調(diào)用線程的延時誤差，明確了WINCE系統(tǒng)實時性的特性。本套軟件達到了預期的設計目標。

簡介：隨著人類文明的不斷提高和科技的發(fā)展機械手逐漸在人類社會中不斷得到發(fā)展本文以機械手為分析對象從靜態(tài)誤差和動態(tài)誤差兩方面對機械手進行精度分析并分析了其在各種因素下的綜合誤差。本文的主要內(nèi)容包括1、基于MDH模型建立運動學模型并在運動學模型基礎上建立機械手靜態(tài)誤差模型分析了桿件的角度誤差、長度誤差以及各桿件誤差對機械手末端的靜態(tài)誤差影響。分析表明角度誤差對機械手的誤差影響較大長度誤差影響小。因此為了使機械手的位姿精度得到提高應該減少機械手的角度誤差。2、將機械手桿件上的慣性力、離心力、重力等當作外力整個系統(tǒng)認為是靜力系統(tǒng)。運用有限元法分析桿件的彈性變形從而建立機械手的動態(tài)誤差模型。運用MATLAB編程分析動態(tài)誤差曲線圖分析了角度誤差和各桿件誤差對機械手動態(tài)誤差的影響為目前高速和輕質(zhì)的機械手的設計提供指導。3、綜合分析影響機械手精度的靜態(tài)誤差以及動態(tài)誤差分析出在多種影響因素下的機械手綜合誤差情況。分析可知通過控制機械手的靜態(tài)誤差的方向在一定程度上減少動態(tài)誤差的影響從而提高機械手末端的精度。4、對由多種因素影響引起的機械手綜合位姿誤差進行補償分析利用攝動誤差補償法及其原理建立誤差補償模型。通過仿真求得運動變量的補償量和補償后新的機械手的誤差值并對該方法的可行性進行了比較好的驗證。

簡介：隨著我國的家禽養(yǎng)殖逐步向規(guī)?；B(yǎng)殖模式發(fā)展，家禽養(yǎng)殖的生產(chǎn)總量大幅提高，相應家禽屠宰加工企業(yè)也得到快速發(fā)展，近年來家禽屠宰加工企業(yè)數(shù)量和規(guī)模不斷壯大，但國內(nèi)家禽屠宰加工自動化技術水平有待提高。自動凈膛技術是家禽屠宰加工自動化技術的重要組成，夾取式、挖取式和扒取式自動取內(nèi)臟機械手是如今國內(nèi)市場上主要的自動取內(nèi)臟設備的作業(yè)方式，但缺點是不能根據(jù)機械手掏膛過程中對內(nèi)臟的壓力來調(diào)整機械手運動，容易導致內(nèi)臟殘留和胴體污染現(xiàn)象，并且當家禽個體體型存在差異時，掏膛效果易受影響，加工出的禽肉的品質(zhì)不是很理想。本課題針對國內(nèi)凈膛設備的研究水平和現(xiàn)狀，設計了一款家禽屠宰凈膛智能機械手觸覺系統(tǒng)。由于機械手前端為剛性結(jié)構，掏取內(nèi)臟時為了避免傳感器對內(nèi)臟造成損傷，特別選用柔性薄膜壓力傳感器。該系統(tǒng)在機械手取內(nèi)臟過程中，通過機械手爪機前端的柔性薄膜壓力傳感器檢測機械手爪機對內(nèi)臟的壓力，將該壓力轉(zhuǎn)換為薄膜壓力傳感器電阻的變化。機械手為六舵機控制的機械手臂，采用PWM脈沖信號控制。以STM32單片機搭建壓力采集系統(tǒng)，將傳感器的電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓信號輸送到單片機，STM32自帶的AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換電壓信號為離散數(shù)字信號，送入上位機。通過USB接口連接單片機和與電腦進行串口通訊。系統(tǒng)采用信號處理和自動化控制功能突出的LABVIEW軟件作為上位機軟件，對單片機輸送的信號進行處理，人機界面能夠以波形曲線顯示薄膜壓力傳感器采集的信號，并保存壓力數(shù)據(jù)。人機界面能夠人工設定機械手爪機對家禽內(nèi)臟最大壓力值，而該壓力值由家禽內(nèi)臟的生物力學試驗獲得。家禽內(nèi)臟生物力學實驗部分包括雞肝臟的壓縮試驗、剪切試驗雞脾臟和膽的壓縮試驗。通過試驗獲得家禽內(nèi)臟生物力學特性，進一步分析家禽內(nèi)臟在掏膛過程中能夠承受的最大壓力值所在區(qū)間。LABVIEW軟件將接收到壓力數(shù)據(jù)與人工設定的壓力值進行比較，判斷大小，通過串口通訊向單片機發(fā)送控制命令。單片機根據(jù)指令，產(chǎn)生相應的PWM信號控制機械手舵機的運動，機械手六個舵機互相配合，完成機械手爪機前進、后退、張開、合攏、旋轉(zhuǎn)等動作，實現(xiàn)掏膛動作。

簡介：串聯(lián)機器人的剛度較弱，在制孔應用中會產(chǎn)生彈性變形和振動，對孔的質(zhì)量有很大影響。為了滿足飛機制造中自動制孔的要求，必須要對機器人的剛度、阻尼以及鉆削力模型等進行研究。本文從四個方面對機器人系統(tǒng)進行研究1采用修改的DENAVITHARTENBERG方法建立坐標系，用微分變換法求出機器人雅克比矩陣。在機器人受力和變形已知的前提下，辨識出機器人的剛度矩陣和關節(jié)剛度值，并且進行了驗證。2建立包括阻尼的機器人的動態(tài)模型，分別采用對數(shù)衰減法和瑞雷阻尼模型求出機器人的關節(jié)阻尼和材料阻尼。仿真得到考慮關節(jié)剛度和阻尼的機器人的動態(tài)模型，最后對不同姿態(tài)下的機器人進行模態(tài)分析。3從麻花鉆副切削刃的法向前角出發(fā)，分段構造出端截面曲線。將端截面曲線沿螺旋線拉伸并與刀具錐面相交，得到麻花鉆主切削刃的幾何表達。采用斜角切削模型并結(jié)合被切削材料的屬性對切削力進行建模和預測。4通過實驗，將測得的機械手固有頻率、制孔的鉆削力與預測的固有頻率、切削力進行對比研究，驗證所建立的機械手有限元動態(tài)模型和切削力模型的正確性。本文在研究機器人關節(jié)剛度和阻尼的基礎上，建立制孔機器人的動態(tài)模型和有限元模型，在麻花鉆主切削刃的幾何模型基礎上建立鉆削力模型，并對機器人的切削力與固有頻率進行分析和實驗對比。結(jié)果表明建立的機械手動態(tài)模型和切削力模型可以反映制孔機器人加工時的動態(tài)特性，可以為制孔工藝選擇和運動規(guī)劃等提供依據(jù)。

簡介：非完整約束是指同時限制受控對象的空間位置和運動速度，但運動速度上的約束不能通過積分轉(zhuǎn)化為空間位置上的約束，含有非完整約束的系統(tǒng)稱為非完整系統(tǒng)。由于非完整系統(tǒng)的運動約束不可積性，可使其用較少的控制輸入確定比控制輸入維數(shù)多的位形空間內(nèi)的運動，表現(xiàn)出欠驅(qū)動的特性。在機器人領域，具有非完整約束的機器人可以使用較少的電機驅(qū)動更多的關節(jié)，從而降低機器人的重量、能耗和成本等，因此非完整機器人在國防和工業(yè)上具有很高的應用價值，研究非完整機器人有很大的實際意義。本論文的主要工作和研究成果有1基于具有非完整約束特性的摩擦圓盤傳動機構構建了一種三關節(jié)機械手，對其非完整性和可控性進行了分析，建立了該非完整機械手的運動學模型。通過鏈式變換與逆變換，建立了該非完整機械手的運動控制方法。2在三關節(jié)非完整機械手基礎上增加了具有三個自由度的執(zhí)行手抓，從而構成一個六關節(jié)的機械手。基于剛體運動及旋量理論對六關節(jié)機械手進行運動學分析，建立機械手的運動學正解和運動學逆解的一般求解算法及具體步驟。3對六關節(jié)機械手每個關節(jié)的運動空間進行分析，建立了六關節(jié)機械手末端手抓的工作區(qū)間，并給出工作空間的網(wǎng)格圖描述方法。4設定六關節(jié)機械手的運動過程，并利用得到的運動學方程求解方法解出各個位置所對應的角度值。在MATLAB中對三關節(jié)非完整機械手的運動控制方法進行仿真驗證，并采用時間尺度變換方法對機械手運動過程進行優(yōu)化。進一步對六關節(jié)機械手進行運動學仿真，得出六關節(jié)機械手末端手抓在整個運動過程中的運動軌跡，理論證明了六關節(jié)機械手運動控制的可行性。5搭建六關節(jié)機械手的運動實驗平臺，進行運動實驗研究。用仿真中兩電機的輸入響應曲線控制兩伺服電機的轉(zhuǎn)動，用以控制前三個關節(jié)角的運動，用三個舵機分別控制執(zhí)行手抓三個關節(jié)，完成機械手的搬運實驗研究。采集非完整機械手三關節(jié)角實際輸出響應，并與理論值進行比較，其運動結(jié)果基本上相同，證明了其運動控制的可行性。

簡介：隨著科學技術的發(fā)展，特別是康復醫(yī)療技術和計算機技術的發(fā)展，醫(yī)用機械手在臨床中的作用越來越受到人們的重視，醫(yī)療機械手更是成為國內(nèi)外研究的熱點。本課題結(jié)合沈陽市科技局科技攻關項目“新型手臂康復治療機械手的關鍵技術研究與開發(fā)”，在了解了由中風造成的偏癱上肢康復治療的基本理論后，本文以氣動復合式機械手為研究對象，對機械手用于偏癱患者上肢復合運動康復訓練的控制系統(tǒng)進行研究，旨在通過機械手輔助患者康復治療，從而找到更為有效的治療方法。為此，本文主要進行了如下工作首先，對研究對象氣動復合式機械手進行了機構分析，并對機械手的驅(qū)動部分進行了氣動系統(tǒng)設計。基于DH法則建立了機械手的運動學模型，運用齊次坐標變換法進行正運動學研究，得到機械手的運動學正解；運用代數(shù)法進行逆運動學分析，得到機械手的運動學逆解，為機械手控制實現(xiàn)提供了理論依據(jù)。其次，采用拉格朗日方程法對機械手進行了動力學分析，并在ADAMS軟件中對機械手進行了運動學和動力學仿真，利用ADAMSPOSTPROCESS輸出一些曲線數(shù)據(jù)，為機械手控制技術的研究奠定基礎。再次，根據(jù)用戶使用要求和結(jié)構設計要求，選用單片機作為本系統(tǒng)的控制器，并完成相關硬件電路的設計及硬件制作與調(diào)試。同時還設計了遙控控制和開關控制兩種方式。最后，開發(fā)基于上下位機模式的控制系統(tǒng)軟件，在VB60環(huán)境下，利用通信控件MSCOMM來實現(xiàn)單片機與PC機串行通信的方法，這其中包括人機界面的設計、程序的編制、通訊協(xié)議的確定以及數(shù)據(jù)庫的建立過程。本文研究開發(fā)的氣動復合式機械手控制系統(tǒng)，經(jīng)調(diào)試和實驗符合設計要求。

簡介：點擊查看更多新型裝夾工業(yè)機械手的設計.pdf精彩內(nèi)容。

簡介：在三維紡織復合材料縫合制造中，傳統(tǒng)的工業(yè)縫紉方法只能在二維平面或者彎曲度不大的曲面上進行操作，且需要從被縫件的兩邊進行縫合，縫合的角度和靈活性受到很大的限制，從而導致無法完成一些結(jié)構巨大或形狀復雜的三維預制件縫合的問題。文中首先闡述了單邊縫合技術的基本知識，介紹了單邊縫合線跡的形成原理?；谀壳艾F(xiàn)有單邊縫合設備模型中存在的缺陷和不足，將設備外形、傳動路線及鉤線機構進行了改造設計，并針對單邊縫合設備的引線及鉤線機構進行了可調(diào)節(jié)性設計，同時對單邊縫合機械手中各機構在時間上的動作配合關系進行了設計與規(guī)劃，通過分析機構轉(zhuǎn)角與針桿位移的一般關系確定了曲柄轉(zhuǎn)角之間的相位差，并利用仿真軟件對各機構的位移進行了分析，仿真結(jié)果驗證了動作規(guī)劃的合理有效性。采用矢量法建立了單邊縫合設備引線、鉤線及挑線機構的運動學模型，分別得到了各機構的位移、速度、加速度表達式。在MATLAB仿真軟件中，得出了各機構的運動變化規(guī)律曲線圖，所得到的仿真結(jié)果滿足預期設計要求。最后，根據(jù)設計要求，對單邊縫合設備的整體樣機進行了加工制造，在經(jīng)過裝配和調(diào)試后，進行了簡單的縫合操作實驗，初步得到了單邊縫合OSS鏈式縫合線跡。

簡介：本文研究的混聯(lián)機械手屬于五自由度混聯(lián)機械手。五自由度混聯(lián)機械手是由并聯(lián)工作頭和機床本體兩部分組成，是由并聯(lián)機構與串聯(lián)機構串聯(lián)而成的混聯(lián)機械手。它既有并聯(lián)機構的結(jié)構簡單、剛度大、穩(wěn)定性高，成本低、不存在累積誤差、靈活性高等特點，又有結(jié)合了串聯(lián)機夠運動空間大等特點。五自由度混聯(lián)機械手有著廣泛的應用領域，它可以應用于多面體加工，如木材的雕刻、異形石材等材料的加工，也可應用于搬運、安裝等領域。本文針對五自由度混聯(lián)機械手進行以下幾個方面的研究首先，對混聯(lián)機械手的本體結(jié)構進行了樣機設計。論述了每個零部件的設計難點，研究了五自由度混聯(lián)機械手的三維建模過程，最終確定了五自由度混聯(lián)機械手的三維模型通過SOLIDWKS軟件和ADAMS軟件對并聯(lián)工作頭進行了干涉檢驗及運動仿真，進一步驗證了機構設計的合理性研究了五自由度混聯(lián)機械手的并聯(lián)工作頭的二維設計，確定了并聯(lián)機構的總裝圖、局部裝配圖、零件圖，進一步細化了每個零件的合理設計尺寸。其次，對五自由度混聯(lián)機械手的運動控制進行了研究，其中并聯(lián)機構是運動控制的難點。本章研究了并聯(lián)工作頭的三種運動控制算法，即是PD算法、PD加重力補償控制算法和計算力矩法，通過MATLABSIMULINK軟件仿真驗證得知，計算力矩法，控制效果好，抵抗外界干擾能力強對擁有計算力矩控制算法的五自由度混聯(lián)機械手的并聯(lián)工作頭進行干擾試驗，系統(tǒng)在受到外界干擾后，能夠很快恢復穩(wěn)定，系統(tǒng)的穩(wěn)定性比較高研究了五自由度混聯(lián)機械手的刀具補償和進給控制，為五自由度混聯(lián)機械手的運動控制提供參考。再次，本章對五自由度混聯(lián)機械手的加工刀具軌跡規(guī)劃進行了研究。對直線插補算法和圓弧插補算法進行研究與比較，直線插補算法和圓弧插補算法是零件加工中最常用的兩種插補算法，五自由度混聯(lián)機械手既能實現(xiàn)圓弧插補算法，也能實現(xiàn)直線插補算法。本文選擇出了適合五自由度混聯(lián)機械手的插補算法。另外，計算了五自由度混聯(lián)機械手走到步長和走刀行距。最后，搭建了五自由度混聯(lián)機械手的控制系統(tǒng)和測試系統(tǒng)。五自由度混聯(lián)機械手的控制系統(tǒng)，是由NC主機、電氣控制柜、伺服電機、電主軸等組成五自由度混聯(lián)機械手的測試主要由PC主機、光柵尺、拉力傳感器等組成?？刂葡到y(tǒng)完成對整個五自由度混聯(lián)機械手的運動控制測試系統(tǒng)既能通過網(wǎng)線提取控制系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)，又能提取位移傳感器和拉力傳感器測量值。