簡介：論文研究了深海水下液壓機械手驅(qū)動系統(tǒng)的壓力適應型控制器主要包括ECU控制單元、直流無刷電機控制器以及比例控制放大器。針對水下機械手對控制器的設計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、可靠性的設計方案針對比例閥箱和無刷直流電機內(nèi)艙有限的裝載空間提出了控制器小型化、集成化的設計方案。論文通過抗壓試驗、老化試驗以及調(diào)試和聯(lián)調(diào)試驗對研制的三款控制器性能進行了檢驗實驗結果表明三款壓力適應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計要求能夠確保水下機械手穩(wěn)定、可靠的進行深海作業(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)外深海水下液壓機械手的發(fā)展狀況通過對水下機械手液壓驅(qū)動系統(tǒng)的特點和總體構成介紹引出了本課題的研究意義和研究內(nèi)容。第二章從水下機械手液壓驅(qū)動系統(tǒng)構成出發(fā)提出了本課題所要研制的三款壓力適應型控制器針對深海特殊的作業(yè)環(huán)境提出了控制器耐壓性、可靠性以及其結構小型化、集成化的設計方案最后介紹了控制器的軟件開發(fā)環(huán)境和所要實現(xiàn)的功能。第三章詳細介紹了整個電控系統(tǒng)抗壓元器件的選型和功能電路實現(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)控制信號反饋傳感器的選擇及其抗壓功能保證。第四章詳細介紹了水下機械手整個電控系統(tǒng)的小型化和集成化功能和結構實現(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控制器有限的裝載空間實現(xiàn)了PCB板的小型化設計。第五章介紹了包括比例控制放大器電流閉環(huán)、機械手位置閉環(huán)、電機轉(zhuǎn)速閉環(huán)和電機電流閉環(huán)的水下機械手整個電控系統(tǒng)的閉環(huán)控制針對閉環(huán)控制需求還編制了一套相應的軟件控制程序。第六章介紹了壓力適應型控制器的抗壓、可靠性和聯(lián)調(diào)試驗給出了實驗方法、裝置和結果。第七章總結了課題的主要研究成果并在此基礎上對論文的發(fā)展前景進行了展望。

簡介：該文進行了比較深入和系統(tǒng)的研究并且在所建造的實驗臺上進行了實驗論證首先設計了一個柔性宏微機械手實驗系統(tǒng)為控制算法的實驗驗證提供硬件條件宏機械手部分是一個兩自由度柔性機械手而微機械手部分是一個兩自由度五桿閉鏈機構在建造過程中重點討論了柔性桿件結構參數(shù)設計激光PSD傳感系統(tǒng)測量變形和振動的原理以及微機械手的正運動學和逆運動學問題其次提出了一個基于動力學模型的非線性控制方案確保在柔性機械手精確地實現(xiàn)各個關節(jié)運動的同時抑制桿件的變形和柔性機械手末端的振動并利用一個反映系統(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穩(wěn)定的最后為了進一步提高柔性機械手的操作精度彌補柔性機械手的電機需要同時完成兩類截然不同驅(qū)動的缺點提出了一個宏微機構手系統(tǒng)的末端點誤差的理論在前面非線性控制器設計的基礎上分別為柔性宏機械手和微機械手設計了兩個控制算法并且在建造的柔性宏微機械手實驗臺上進行了軌跡跟蹤控制實驗實驗結果證明利用微機械手的快速、精密的運動能夠有效地補償柔性宏微機械手系統(tǒng)因桿件殘余變形和振動引起的末端點誤差

簡介：目前，由于塑膠玩具噴涂作業(yè)的復雜性，噴涂自動化程度仍然很低。國內(nèi)塑膠玩具噴涂作業(yè)基本上還是靠手工完成，不僅勞動力成本高，而且噴涂作業(yè)對操作者的人身危害較大。因此，研究開發(fā)塑膠玩具自動噴涂機器具有重要的意義，而其中噴涂機械手是設計關鍵。國內(nèi)外對于大型噴涂機械手的研究較多，有很多成熟的產(chǎn)品，但是針對塑膠玩具特點噴涂的機械手研究較少，商品化程度較低。本文針對塑膠玩具噴涂特點，進行了噴涂機械手的結構設計與分析，提出了一種五自由度串聯(lián)關節(jié)型玩具噴涂機械手，從仿真和分析的結果來看，機械手具有良好的噴涂性能。主要設計內(nèi)容如下第一，分析了國內(nèi)外噴涂機械手的研究現(xiàn)狀，針對現(xiàn)有自動噴涂結構設計上存在的不足，提出了噴涂機械手結構設計的基本原則，在此基礎上，通過對塑膠玩具生產(chǎn)企業(yè)的調(diào)研，分析了塑膠玩具自動噴涂的具體特點，提出了一種五自由度串聯(lián)關節(jié)型噴涂機械手?；谧鳂I(yè)空間，利用計算機輔助技術對本塑膠玩具噴涂機械手的結構參數(shù)進行了分析，隨后建立了優(yōu)化模型，計算得到機械手結構參數(shù)的初步優(yōu)化解。從實用化角度考慮，提出了自動噴涂機器整體的結構方案和工作流程，以及機械手的控制方案。具體完成了機械手的機座、移動關節(jié)手臂、手腕的設計。第二，采用笛卡爾坐標系，通過DH齊次坐標變換建立了機械手的運動學模型，并進行正逆運動學的求解。根據(jù)機械手具體結構設計參數(shù)，利用三維實體建模軟件PROENGINEER建立機械手的實體樣機模型，并通過PROMECHANISM模塊對其進行運動學仿真驗證，使機械手整個運動過程直觀化，仿真結果表明機械手的運動學方程求解完全正確。第三，基于蒙特卡洛模擬法，通過MATLAB編程對本塑膠玩具噴涂機械手工作空間進行了數(shù)值解的描繪與分析。同時提出一種三維模型運動包絡立體圖解法分析工作空間和工件的關系。

簡介：微創(chuàng)手術（MINIMALLYINVASIVESURGERY）技術使得手術創(chuàng)傷減小，減輕病人的痛苦，減少不美觀的手術疤痕，大幅縮短住院天數(shù)，節(jié)省開支。目前，微創(chuàng)手術已成為是21世紀醫(yī)學發(fā)展的重要方向之一。手術機器人促進了傳統(tǒng)醫(yī)學的革命，受到西方大國政府和學術界的極大關注。本文首先深入研究了手術機器人系統(tǒng)的實現(xiàn)原理和一般構成，討論了其關鍵技術。然后針對微創(chuàng)手術的應用特點，研制了一套微創(chuàng)手術機械從手裝置，系統(tǒng)闡述了裝置整體設計方案的確定、各模塊的功能、驅(qū)動執(zhí)行元件和傳感器等的選型、機械結構的設計和制造等。選定線傳動作為機械從手的傳動方式，給出了機械從手的連桿參數(shù)和運動學方程。裝置的測試驗證了裝置的可行性。針對研制中出現(xiàn)的問題，提出了改進建議。本文還針對彌漫性軸索損傷的形成機理，研制了大鼠致傷實驗裝置，并重點討論了關鍵技術。通過大鼠實驗，驗證了實驗裝置的可行性和穩(wěn)定性。另外，針對股骨遠端骨折復位手術中存在的問題，三維重建了股骨和手術器械并制定了虛擬手術。

簡介：作為傳統(tǒng)的基礎材料，平板玻璃在國民經(jīng)濟發(fā)展中有著不可替代的作用。平板玻璃生產(chǎn)線上的設備直接影響著平板玻璃的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，堆垛機位于平板玻璃生產(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，結合現(xiàn)場的實際情況，設計了用于抓取玻璃板的機械手吸盤，并裝于六自由度工業(yè)機器人的末端，組成了現(xiàn)在比較流行的自動堆垛裝置機械手堆垛機。利用SOLIDWKS建立了機械手堆垛機的三維模型，結合機器人運動學的分析方法，建立了機械手堆垛機的關節(jié)坐標系，通過齊次變換，求出了相鄰連桿的坐標系的變換通式，進而得到了機械手堆垛機的運動學方程。在此基礎上，利用MATLAB軟件找出了機械手堆垛機的工作空間，為其在生產(chǎn)線上的布置做好準備。接著，利用ANSYSWKBENCH軟件對機械手堆垛機進行靜、動態(tài)分析，得到了結構的應力云圖、位移云圖及固有頻率和振型，對其結構的強度、剛度及變形狀況進行分析，分析結果表明機械手堆垛機存在底座強度過大、大臂應力集中、小臂強度不足、機械手吸盤處變形過大等問題。對三個關鍵零部件進行詳細的分析，找出機械手堆垛機的最薄弱環(huán)節(jié)小臂；利用ANSYS的設計模塊對小臂進行優(yōu)化設計，獲得了以最小重量、最大承重為目標的優(yōu)化設計結果，并使其保持良好的靜態(tài)、動態(tài)性能，取得了混合優(yōu)化的良好效果，為機械手堆垛機在平板玻璃線上的應用提供理論指導和技術支持。

簡介：隨著工業(yè)技術的發(fā)展國內(nèi)大型制造企業(yè)已經(jīng)開始逐步實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化和智能化。在這一進程中工業(yè)機器人起到了至關重要的作用工業(yè)機器人現(xiàn)已廣泛應用于諸多領域。相比于國內(nèi)大型制造企業(yè)由于工業(yè)機器人價格較高的因素國內(nèi)很多中小型制造企業(yè)無財力大規(guī)模購買工業(yè)機器人導致企業(yè)的生產(chǎn)自動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)對于實現(xiàn)普通數(shù)控機床自動上下料的實際需求并考慮到企業(yè)的生產(chǎn)成本在滿足機械手對機床自動上下料的情況下氣壓驅(qū)動相對于其它驅(qū)動方式更加經(jīng)濟。基于此本文設計了一種經(jīng)濟型氣動上下料機械手并對機械手進行了相關的理論研究。首先論文介紹了國內(nèi)外工業(yè)機械手研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及機器人軌跡規(guī)劃的研究現(xiàn)狀指出當前國內(nèi)中小型制造企業(yè)自動化程度不高的原因設計了一種用于普通數(shù)控機床上下料的經(jīng)濟型氣動上下料機械手利用PROE軟件建立了上下料機械手各個零部件的模型并對上下料機械手進行了整機裝配。其次采用DH法建立了上下料機械手的連桿坐標系并對其運動學正、逆解進行了計算并驗證了計算的正確性對上下料機械手的工作空間進行了分析得到了上下料機械手的雅克比矩陣以及上下料機械手速度和加速度正解對機械手的動力學進行了理論計算為氣缸的選型提供了依據(jù)。再次對上下料機械手的上下料過程進行了軌跡規(guī)劃并在ADAMSVIEW環(huán)境下驗證了軌跡規(guī)劃的可行性和準確性設計了上下料機械手的控制系統(tǒng)包括設計了氣動控制回路確定了PLC的型號及IO點數(shù)為后續(xù)的物理樣機控制系統(tǒng)的搭建奠定了基礎。最后總結了論文的主要研究內(nèi)容并對下一步的研究工作進行了展望。本文設計了一種經(jīng)濟型氣動上下料機械手并對其進行了相關的理論研究通過驗證得出上下料機械手整體結構設計合理能夠準確地進行上下料工作達到了預期效果為后續(xù)機械手樣機的制造提供了依據(jù)。

簡介：近十年來，中國汽車工業(yè)保持強勁增長勢頭，這也引領著汽車制造業(yè)的技術變革，特別是在汽車焊接方面。只有好的制造設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，自動化焊接方式勢在必行。相對于焊接機器人來說，針對特定工位設計的專用焊接機構成本低廉、開發(fā)周期短、培訓簡單，因此這種方式在該汽車公司被大量采用。但是由于這種機構的大批量投入，隨著其工作時間的延長，其電氣故障發(fā)生率也會增加。故障每導致停線一次，耗去的維修時間將產(chǎn)生數(shù)量級的經(jīng)濟損失。因此有必要對其故障進行監(jiān)測研究。本文的主要研究內(nèi)容與成果包括1基于邊界掃描的電氣故障監(jiān)測設計。將一般用于PCB測試的邊界掃描技術獨辟蹊徑地應用于一套四軸聯(lián)動的簡易焊接機械手上面，用于檢測其短路和斷路故障。由于機構在運動時其線纜存在直線旋轉(zhuǎn)等各種復雜運動，加上其他環(huán)境的影響，機構的電線線纜發(fā)生斷路和短路的故障是很有可能的。傳統(tǒng)的人工檢測手段會浪費大量時間，因此做一套實時監(jiān)控系統(tǒng)是有必要的。2TAP狀態(tài)的實時追蹤。對于邊界掃描，控制掃描向量的是TAP控制器，其檢測原理是基于16位的狀態(tài)機，一般情況只可探測到外圍接線端的高低電平，卻無法知道TAP狀態(tài)機內(nèi)部的運行狀態(tài)。以往對狀態(tài)機的模擬主要是基于硬件描述語言，本文利用MATLABSTATEFLOW進行模擬，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)的流動過程。3可視化界面設計。MATLAB在數(shù)據(jù)處理方面有著強大的功能，在GUIGRAPHICUSERINTERFACE界面編寫也有著豐富的素材，本文將這兩者結合起來，對邊界掃描算法進行了分析，保證了故障監(jiān)測的準確率，同時編寫了人機交互界面，工作人員可以很清楚地看到每個監(jiān)測點的實時狀態(tài)，并進行相應的操作。4焊接質(zhì)量的初步研究。對IEEE11494進行了初步探討，并將其用到了焊鉗動態(tài)電阻的測量上，為以后研究焊接質(zhì)量提供了一種方案。

簡介：隨著科學技術的迅速發(fā)展，全球市場的競爭日趨激烈，產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度加快，用戶對產(chǎn)品的需求愈加多樣化。計算機參數(shù)化設計技術正是滿足產(chǎn)品需求個性化、多樣化等所采取的必然措施。隨著機器人技術的發(fā)展和知識經(jīng)濟的出現(xiàn)，工業(yè)機器人在現(xiàn)代制造業(yè)中起著越來越大的作用，機械手的設計和改進日益受到人們的關注。本文在國內(nèi)外參數(shù)化設計研究的基礎上，以SOLIDWKS軟件為平臺，研究了參數(shù)化設計的原理和方法，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SOLIDWKS的API函數(shù)進行調(diào)用，實現(xiàn)軟件的二次開發(fā)。針對某類型注塑機械手的特點對其進行參數(shù)化設計，并對機械手零部件進行虛擬裝配，建立機械手的參數(shù)化模型。將機械手模型導入有限元分析軟件ANSYS中，應用ANSYS對機械手進行數(shù)值仿真分析。模擬該機械手的典型工況，進行靜力學分析、模態(tài)分析、諧響應分析、瞬態(tài)動力學分析，得到機械手的靜力、動力學特性。通過對機械手的有限元分析、結構拓撲優(yōu)化進行結構修改，提高機械手的低階固有頻率，改進機械手的振動模態(tài)特性，改善機械手動態(tài)性能，減小在工作過程中的振動，提高機械手的定位精度。研究表明，利用有限元分析軟件ANSYS對機械手進行動力仿真，通過結構優(yōu)化設計，可以提高機械手的振動特性，為機械手的優(yōu)化設計、動力響應控制提供了一種快速可靠的方法。

簡介：點擊查看更多焊接機械手的運動學分析和仿真.pdf精彩內(nèi)容。

簡介：船體外板的成形加工是船舶制造過程中非常復雜的工藝之一現(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。本課題依托實際水火彎板智能控制系統(tǒng)研發(fā)的項目重點對水火彎板機械手的逆運動學和軌跡規(guī)劃進行了相關研究和探討。本文首先對水火彎板機械手運動學進行了分析通過坐標變換和DH方法建立了彎板機械手的正運動學模型。由于逆運動學模型是復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其求解。先采用LMBP神經(jīng)網(wǎng)絡對機械手逆運動學進行求解為了進一步提高精度又采用最小二乘支持向量機算法進行相關探索。由仿真結果得到對小曲率和樣本特征已知的板型軌跡可用LMBP神經(jīng)網(wǎng)絡算法而對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。然后為了達到時間最優(yōu)的目的利用遺傳算法具有良好全局尋優(yōu)策略的優(yōu)勢將給定關節(jié)角度間的時間最短作為尋優(yōu)目標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樣條對關節(jié)角度和優(yōu)化時間進行了擬合。遺傳算法與B樣條結合得到的機械手優(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。最后在水火彎板機械手研究的基礎上對水火彎板智能控制系統(tǒng)進行了相關設計。系統(tǒng)包括龍門架、操作臺、機械手等硬件設備和測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、專家系統(tǒng)等軟件結構并設計了校準、測量、加工、繪圖和診斷等界面為實際系統(tǒng)的開發(fā)和使用奠定了基礎。

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

簡介：高壓水射流破拆是近年來在國際上興起的一項新型破拆技術，因為其具備高效、節(jié)能、環(huán)保等特點，已愈來愈多的被國內(nèi)外破拆行業(yè)所認可。論文對高壓水射流破拆在國內(nèi)外的使用情況做了介紹，還對高壓水射流破拆的機理以及水射流的基本參數(shù)進行了分析。針對高壓水射流破拆設備的各個組成部分，進行了分析闡釋，著重介紹了高壓水射流破拆設備的重點部件及其相應的工作原理。通過對高壓水射流的破拆機理學習，對高壓水射流破拆設備進行了設計，并對其進行了建模分析。本文對高壓水射流破拆機械手的結構進行了設計研究，機械手的運動包括大臂的旋轉(zhuǎn)與伸縮、小臂的旋轉(zhuǎn)、噴頭的轉(zhuǎn)動與平移等。此外對機械手進行了較為詳細的運動學以及動力學分析，用DH法建立機械手坐標系并求出雅克比矩陣，確立各關節(jié)之間的運動關系，以及各個關節(jié)之間的協(xié)調(diào)性，確保機械手完成指定動作，為計算機仿真計算提供理論依據(jù)。另外，本文還對機械手的控制系統(tǒng)進行了研究設計，采用了液壓控制系統(tǒng)，即多關節(jié)機械手液壓控制系統(tǒng)。多關節(jié)機械手液壓控制系統(tǒng)采取負載敏感的開式回路操縱形式，用比例多路換向閥控制機械手各部件運動，并對控制系統(tǒng)的各個元件進行了選型。論文最后對噴嘴處的防護裝置進行了介紹，為了防止防護裝置因機械碰撞而造成損壞，采取了安裝緩沖器、接觸傳感器等措施，為防護裝置的安全性提供了保障。

簡介：哈爾濱工程大學碩士學位論文水下作業(yè)機械手與工具自動對接技術研究姓名杜維杰申請學位級別碩士專業(yè)機械電子工程指導教師孟慶鑫20050201哈爾濱工程大學碩士學位論文ABSTRACTUNDERWATEROPERATIONALSYSTEMISANIMPORTANTPARTOFTHEUNDERWATERROBOTINCLUDINGRESEARCHING，UNDERWATEROPERATIONALMANIPULATORUNDERWATEROPERATIONALTOOLKIT，THESYSTEMOFUNDERWATEROPERATIONALTOOLANDCONTROLLINGITISSIGNIFICANTTORESEARCHINTOTHETECHNIQUEOFJOININGTHEUNDERWATEROPERATIONALMANIPULATORTOTHETOOLKIT，BECAUSEWITHTHISTECHNIQUETHEUNDERWATEROPERATIONALSYSTEMWILLBEABLETOACCOMPLISHSOMECOMPLEXOPERATIONALTASKS，SUCHASAUTOMATICAUYCHANGINGOPERATIONALTOOLSINTHISARTICLETHEAUTHORRECOMMEDSALLPARTSOFUNDERWATEROPERATIONALSYSTEMANDMAINLYANALYZESMECHANICALFLAMEANDCONTROLLINGSYSTEMTOUNDERWATEROPERATIONALMANIPULATORANDUNDERWATEROPERATIONALTOOLKITITBUILDMATRIXOFMANIPULATORANDTOOLKITANDOFFERSOMESOLUTIONSTOTHEJOINTOFMANIPULATORANDTOOBSITMAKESTHECATIONOFJOINTRELATIONSHIPOFTOMANIPULATORANDTOOLKITUNDERTHEDRIVEOFSYMMETNCALVALUEEOMTROLLINGUNSYMMETNCALLIQUIDPRESSURE，MANIPULATORSLATTERARMSWINGJOINTANDTHEFORTHERARMOVERLOOKJOINTANDWRISTOVERLOOKJOINTITCANSOLVESINGLEJOINTSTATICRIGIDDEGREEUSINGTHETRANSMITTEDFUNCTIONOFTHESINGLEJOINTSERVOCONTROLLINGSYSTEMITCANCONSTUCTMATRIXUSINGDIFFERENTIALCONVERSIONMETHORDSITCANSOLVEMANIPULATIVEFLEXIBLEUSINGSINGLESTATICRIGIDDEGREEANDMATRIXSOITGAINSTATICRIGIDDEGREEOFTHEBOTTOMOFMANIPULATOFATLASTITANALYZE，THEJOINTSYSTEMOFMANIPULATORANDTOOLS，CONTAINNIGLIQUIDPRESSUREAUTOMATICJOINTWRISTANDTHEOILROUTESYSTEMKEYWORDSUNDERWATEROPERATIONALSYSTEM；JOINTLOCATION；STATICRIGIDDEGREE；AUTOMATICJOINT

簡介：隨著我國石化工業(yè)的發(fā)展，各類化學反應容器和輸送管道的泄漏檢測與維修已經(jīng)成為石化工業(yè)亟待解決的關鍵技術。由于泄漏化學品的危害性，具有自主能力的移動機械手便成為代替、輔助人類完成高度危險性修補作業(yè)的最佳選擇。同時，移動機械手在拆卸易爆、易燃物品，以及防爆、反恐等社會公共安全和軍事方面也具有廣泛的應用前景。本文在國家863計劃項目“化學危險反應器泄漏檢測與修補移動機械手系統(tǒng)”項目編號2003AA421040的支持下，對移動機械手協(xié)調(diào)控制技術進行了研究。首先，本文論述了P3AT型移動機械手的基本結構特征，建立五自由度機械手和輪式移動車體的子運動學模型，利用機械手逆運動學和速度分解控制方法實現(xiàn)了機械手和移動車體的協(xié)調(diào)控制，機械手末端執(zhí)行器運動軌跡轉(zhuǎn)化為機械手和車體各關節(jié)的分運動，完成了笛卡爾坐標空間到關節(jié)空間的運動變換。其次，本文建立了機械手和輪式車體的子動力學模型，并在此基礎上建立了移動機械手的動力學模型。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系。再根據(jù)機械手末端執(zhí)行器和車體的運動情況完成相應關節(jié)力矩的計算，以使它們能以期望的加速度和速度運動，保證良好的位置精度。最后，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡在學習、容錯等方面的特點設計了移動機械手控制器，分別對移動機械手的機械手和車體兩部分的協(xié)調(diào)運動進行解耦和補償，實現(xiàn)移動機械手在復雜的動態(tài)環(huán)境下的協(xié)調(diào)運動。

簡介：注塑機械手是為注塑生產(chǎn)自動化專門配備的自動化設備，通過編制工藝程序控制其按照預設要求執(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)中的危險操作。隨著它的應用，可以實現(xiàn)安全生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。本文以五軸注塑機械手為研究對象，選用臺灣永宏FBS60MCT66型號的PLC為控制器，提出了一種基于PLC控制器的五軸注塑機械手控制系統(tǒng)設計方案，滿足注塑機的工藝要求及機械手安全操作規(guī)范，保證了機械手安全可靠的運行。討論了伺服電機的選型過程，確定了本次用到的五個伺服電機的大小。PLC外接所選的五個伺服電機、兩個擴展遠程IO板和一個注塑機輸入輸出板，伺服電機驅(qū)動機械臂按照預設路徑運行，遠程IO板實現(xiàn)開關動作，如翻平、翻直及吸取等動作，注塑機輸入輸出板實現(xiàn)機械手和注塑機的聯(lián)機。通過編程實現(xiàn)了機械手歸零、手動操作、工藝程序驗證、全自動運行以及故障檢測和處理功能。經(jīng)過現(xiàn)場應用證明，依據(jù)本方案實現(xiàn)的機械手具有良好的系統(tǒng)性能及安全性能。