簡介：隨著塑料制品廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和人們的生活中，注塑機(jī)機(jī)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(shè)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(jī)械手已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的市場需求。由于定位精度高，操作靈活，伺服機(jī)械手已經(jīng)成為注塑機(jī)機(jī)械手新的發(fā)展方向。本文以五軸伺服機(jī)械手為研究對象，手控器是以LDJEWIN7000觸摸屏為核心的人機(jī)交互設(shè)備，它顯示機(jī)械手的狀態(tài)信息和發(fā)送控制指令，以實(shí)現(xiàn)對機(jī)械手和注塑機(jī)的交互式控制。本文首先介紹了伺服機(jī)械手控制系統(tǒng)，對手控器軟件需求進(jìn)行了分析，然后設(shè)計(jì)了通信協(xié)議，結(jié)合人機(jī)工程學(xué)相關(guān)理論，開發(fā)了簡單、友好、方便、一致的人機(jī)交互界面，軟件采用模塊化設(shè)計(jì)方法，將復(fù)雜的手控器軟件劃分為相對獨(dú)立的模塊，并在VISUALSTUDIO2008軟件開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。用戶驗(yàn)收結(jié)論表明界面顯示直觀清晰，操作簡便，滿足設(shè)計(jì)要求。

簡介：隨著外科手術(shù)水平的發(fā)展，傳統(tǒng)的臨床教學(xué)模式已經(jīng)難以達(dá)到教學(xué)實(shí)踐的目的。虛擬手術(shù)因?yàn)闊o創(chuàng)傷、可重復(fù)和低成本等優(yōu)點(diǎn)，很快成為了研究熱點(diǎn)。腹腔鏡虛擬手術(shù)是最為常見的一種虛擬手術(shù)。該領(lǐng)域目前大部分研究僅限于仿真可視化階段，由于缺少人機(jī)交互接口，導(dǎo)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(shù)系統(tǒng)的過程中，為了使實(shí)習(xí)醫(yī)生的模擬訓(xùn)練更加貼近現(xiàn)實(shí)，選用機(jī)械手設(shè)備作為人機(jī)交互的接口非常有必要。在臨床中，腹腔鏡手術(shù)器械的操作是一種繞固定點(diǎn)作自旋、伸縮、角度開合和四個方向轉(zhuǎn)動的受限制運(yùn)動。本文根據(jù)腹腔鏡虛擬手術(shù)系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出機(jī)械手設(shè)計(jì)原則，經(jīng)過尺寸計(jì)算和空間結(jié)構(gòu)布局，自主設(shè)計(jì)了一套五自由度的正交構(gòu)型機(jī)械手設(shè)備。該設(shè)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(gòu)型設(shè)計(jì)，符合醫(yī)生的操作方式，避免了用于虛擬手術(shù)系統(tǒng)時復(fù)雜的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。根據(jù)手術(shù)過程中選擇手術(shù)器械及其它快捷鍵的需求設(shè)計(jì)了按鍵面板，并依據(jù)實(shí)際臨床情況加入了腳踏板作為按鍵面板的補(bǔ)充。機(jī)械手通過采集傳感器捕獲操作者的空間運(yùn)動信息，傳遞給虛擬手術(shù)系統(tǒng)。虛擬手術(shù)系統(tǒng)根據(jù)采集到的五個自由度的電壓幅值與機(jī)械位移量的對應(yīng)關(guān)系，完成了姿態(tài)信息從機(jī)械手到虛擬器械的轉(zhuǎn)換過程，實(shí)現(xiàn)了通過機(jī)械手控制虛擬器械的目的，滿足了腹腔鏡虛擬手術(shù)系統(tǒng)對機(jī)械手人機(jī)交互功能的需求。本機(jī)械手實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互來控制虛擬手術(shù)流程的功能，符合人體工程學(xué)，能夠滿足腹腔鏡虛擬手術(shù)系統(tǒng)中對手術(shù)器械實(shí)時操作的要求。該設(shè)備具有可擴(kuò)展性、實(shí)時性和易操作等優(yōu)點(diǎn)，可以適用于多種腹腔鏡虛擬手術(shù)場景。

簡介：近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)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(yùn)，特別是各種零件在機(jī)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(jī)械手不但可以實(shí)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(qiáng)度、還可以避免人工送料、取料時因疲勞往往送料、取料不準(zhǔn)等。本文研發(fā)的一種高速高精度工業(yè)機(jī)械手，能解決實(shí)用化過程中遇到的一些技術(shù)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(gòu)的工業(yè)機(jī)械手總體機(jī)械結(jié)構(gòu)和驅(qū)動方式研究，針對目前工業(yè)機(jī)械手質(zhì)量大、體積大、定位精度低等缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)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(jī)系統(tǒng)模型。針對目前機(jī)械手的定位精度低的缺點(diǎn)，提出了氣動伺服系統(tǒng)來提高機(jī)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(diǎn)建立氣缸的數(shù)學(xué)模型，包括運(yùn)動學(xué)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(yīng)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(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)的步進(jìn)電機(jī)升降速曲線，并給出了軟硬件設(shè)計(jì)。最后完成了針對上述研究的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該取料機(jī)械手具有造價低、定位精度好、使用靈活等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于注塑行業(yè)，機(jī)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(jī)械手具有高度的靈活性和通用性已在汽車、電子和搬運(yùn)等行業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用。隨著機(jī)械手的運(yùn)用越來越普及其研究也取得了很大的進(jìn)展。出于對機(jī)械手控制精度的要求越來越高對機(jī)械手運(yùn)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(jī)械手為研究平臺建立機(jī)械手DH數(shù)學(xué)模型求解運(yùn)動學(xué)正問題及逆問題并運(yùn)用ADAMS仿真軟件仿真分析驗(yàn)證模型正確性建立了基于DH參數(shù)的機(jī)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(yùn)動學(xué)參數(shù)主要為角度誤差ΔΑ和關(guān)節(jié)變量誤差ΔΘ研究機(jī)械手在關(guān)節(jié)空間的兩種多項(xiàng)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(biāo)空間的直線軌跡插補(bǔ)方法和圓弧軌跡插補(bǔ)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(guān)節(jié)運(yùn)動過程相對更平穩(wěn)對關(guān)節(jié)的驅(qū)動伺服電機(jī)進(jìn)行基于DSP控制下S形曲線運(yùn)動方式測試輸出的規(guī)劃響應(yīng)曲線顯示運(yùn)動過程中電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)并通過編程實(shí)現(xiàn)機(jī)械手運(yùn)動控制。

簡介：教學(xué)機(jī)器手臂集成了電氣、計(jì)算機(jī)、工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、控制技術(shù)、傳感器技術(shù)等知識一直是研究人員進(jìn)行算法研究、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究熱點(diǎn)。教學(xué)機(jī)器手臂的靈活運(yùn)轉(zhuǎn)要6個自由度目前部分高校研制的機(jī)器手臂中多為5自由度以下這些機(jī)器手臂結(jié)構(gòu)過于簡單、功能單一并且沒有開放性大多無法實(shí)現(xiàn)仿生等高級功能。本文針對當(dāng)前教學(xué)機(jī)器手臂的缺點(diǎn)秉承開放式設(shè)計(jì)的思想即機(jī)械結(jié)構(gòu)開放、控制系統(tǒng)開放、軟件開放提出一種六自由度機(jī)器手臂的設(shè)計(jì)方案。該機(jī)器手臂采用全鋁合金材質(zhì)和獨(dú)立的6關(guān)節(jié)驅(qū)動控制系統(tǒng)通過末端執(zhí)行器的傳感器可實(shí)現(xiàn)仿生功能涉及機(jī)械、控制、傳感器和計(jì)算等方面的知識教學(xué)且進(jìn)行算法研究等。本文設(shè)計(jì)的機(jī)器手臂采用直流伺服電機(jī)同精密諧波減速器配合驅(qū)動關(guān)節(jié)運(yùn)動具有精度高、控制性能好、結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)。機(jī)器手末端執(zhí)行器采用步進(jìn)電機(jī)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(shè)定的電阻應(yīng)變計(jì)可測量抓取力大小實(shí)現(xiàn)仿生功能。同時還對機(jī)器手臂設(shè)計(jì)了必要的保護(hù)措施確保機(jī)器手臂工作安全。針對機(jī)器手臂運(yùn)動具有非線性等特點(diǎn)采用了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法論文闡述了控制算法的實(shí)現(xiàn)方法并通過MATLAB進(jìn)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(shù)等設(shè)計(jì)了控制軟件采用簡單明了的自定義語言進(jìn)行編程輸入從而實(shí)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(shè)計(jì)的機(jī)械手臂和控制系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)際操作測試結(jié)果表明該教學(xué)用機(jī)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(jī)械手的需求也越來越大。機(jī)械手具有動作快速、靈活、能適應(yīng)危險和惡劣的環(huán)境、重復(fù)定位精度高以及可以長時間連續(xù)作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，采用機(jī)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(jī)床上下料要求，給出了機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案，通過理論分析與動力學(xué)仿真相結(jié)合的辦法確定了機(jī)械手的關(guān)鍵參數(shù)（電機(jī)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(jī)械手的回原點(diǎn)技術(shù)、示教技術(shù)、軌跡規(guī)劃技術(shù)以及軌跡執(zhí)行技術(shù)進(jìn)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(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，確定了機(jī)械手的自由度、行程、各軸最大速度、各軸電機(jī)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(jī)械手各軸的關(guān)鍵參數(shù)，在ADAMS軟件里面建立了各軸的虛擬樣機(jī)并進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了理論分析求解的正確性。3、對機(jī)械手控制系統(tǒng)硬件部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，確定驅(qū)動器、控制器、觸摸屏的型號，設(shè)計(jì)了信號轉(zhuǎn)換器。4、設(shè)計(jì)了機(jī)械手上下料過程的控制方案，包括回原點(diǎn)、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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械手控制方案的正確性。5、對本文所研究的工作進(jìn)行了總結(jié)，提出了有待改善的內(nèi)容。

簡介：機(jī)器人（機(jī)械手）是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的自動化裝備。SCARA型機(jī)械手是工業(yè)生產(chǎn)中使用最廣泛的機(jī)械手之一?，F(xiàn)有的SCARA機(jī)械手控制方式大多數(shù)為“PC控制卡”，響應(yīng)有延時，控制設(shè)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(shí)時性，且能降低控制平臺的成本。本論文主要設(shè)計(jì)了基于WINDOWSCE系統(tǒng)下的SCARA型機(jī)械手運(yùn)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(guān)背景，并總結(jié)概括了國內(nèi)外關(guān)于機(jī)械手控制系統(tǒng)的研究成果。其次介紹了本論文中SCARA機(jī)械手的控制系統(tǒng)主要硬件參數(shù)。接著根據(jù)SCARA型機(jī)械手的數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)了機(jī)械手正、逆運(yùn)動學(xué)的解，并計(jì)算了機(jī)械手運(yùn)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(diǎn)的方法。然后計(jì)算出了用于SCARA型機(jī)械手軌跡規(guī)劃的修正正弦曲線表達(dá)式，并探究了在笛卡爾空間中進(jìn)行軌跡規(guī)劃的方法，結(jié)合一個實(shí)際例子詳細(xì)說明了機(jī)械手軌跡規(guī)劃的步驟。接著定制并導(dǎo)出了在嵌入式平臺下的WINDOWSCE系統(tǒng)及其SDK。最后設(shè)計(jì)了SCARA型機(jī)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(shù)、位圖繪制技術(shù)、軟件權(quán)限設(shè)置技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)了保障SCARA型機(jī)械手正常運(yùn)行的相關(guān)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(guān)節(jié)運(yùn)動曲線平滑無沖擊，滿足SCARA型機(jī)械手對運(yùn)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(shí)時性的特性。本套軟件達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

簡介：隨著人類文明的不斷提高和科技的發(fā)展機(jī)械手逐漸在人類社會中不斷得到發(fā)展本文以機(jī)械手為分析對象從靜態(tài)誤差和動態(tài)誤差兩方面對機(jī)械手進(jìn)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(yùn)動學(xué)模型并在運(yùn)動學(xué)模型基礎(chǔ)上建立機(jī)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(jī)械手末端的靜態(tài)誤差影響。分析表明角度誤差對機(jī)械手的誤差影響較大長度誤差影響小。因此為了使機(jī)械手的位姿精度得到提高應(yīng)該減少機(jī)械手的角度誤差。2、將機(jī)械手桿件上的慣性力、離心力、重力等當(dāng)作外力整個系統(tǒng)認(rèn)為是靜力系統(tǒng)。運(yùn)用有限元法分析桿件的彈性變形從而建立機(jī)械手的動態(tài)誤差模型。運(yùn)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(jī)械手動態(tài)誤差的影響為目前高速和輕質(zhì)的機(jī)械手的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。3、綜合分析影響機(jī)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(jī)械手綜合誤差情況。分析可知通過控制機(jī)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(jī)械手末端的精度。4、對由多種因素影響引起的機(jī)械手綜合位姿誤差進(jìn)行補(bǔ)償分析利用攝動誤差補(bǔ)償法及其原理建立誤差補(bǔ)償模型。通過仿真求得運(yùn)動變量的補(bǔ)償量和補(bǔ)償后新的機(jī)械手的誤差值并對該方法的可行性進(jìn)行了比較好的驗(yàn)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(yīng)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(shù)水平有待提高。自動凈膛技術(shù)是家禽屠宰加工自動化技術(shù)的重要組成，夾取式、挖取式和扒取式自動取內(nèi)臟機(jī)械手是如今國內(nèi)市場上主要的自動取內(nèi)臟設(shè)備的作業(yè)方式，但缺點(diǎn)是不能根據(jù)機(jī)械手掏膛過程中對內(nèi)臟的壓力來調(diào)整機(jī)械手運(yùn)動，容易導(dǎo)致內(nèi)臟殘留和胴體污染現(xiàn)象，并且當(dāng)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(shè)備的研究水平和現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一款家禽屠宰凈膛智能機(jī)械手觸覺系統(tǒng)。由于機(jī)械手前端為剛性結(jié)構(gòu)，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(jī)械手取內(nèi)臟過程中，通過機(jī)械手爪機(jī)前端的柔性薄膜壓力傳感器檢測機(jī)械手爪機(jī)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(jī)械手為六舵機(jī)控制的機(jī)械手臂，采用PWM脈沖信號控制。以STM32單片機(jī)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(jī)，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(jī)。通過USB接口連接單片機(jī)和與電腦進(jìn)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(jī)軟件，對單片機(jī)輸送的信號進(jìn)行處理，人機(jī)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(jī)界面能夠人工設(shè)定機(jī)械手爪機(jī)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(xué)試驗(yàn)獲得。家禽內(nèi)臟生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)部分包括雞肝臟的壓縮試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)雞脾臟和膽的壓縮試驗(yàn)。通過試驗(yàn)獲得家禽內(nèi)臟生物力學(xué)特性，進(jìn)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(shè)定的壓力值進(jìn)行比較，判斷大小，通過串口通訊向單片機(jī)發(fā)送控制命令。單片機(jī)根據(jù)指令，產(chǎn)生相應(yīng)的PWM信號控制機(jī)械手舵機(jī)的運(yùn)動，機(jī)械手六個舵機(jī)互相配合，完成機(jī)械手爪機(jī)前進(jìn)、后退、張開、合攏、旋轉(zhuǎn)等動作，實(shí)現(xiàn)掏膛動作。

簡介：串聯(lián)機(jī)器人的剛度較弱，在制孔應(yīng)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(jī)制造中自動制孔的要求，必須要對機(jī)器人的剛度、阻尼以及鉆削力模型等進(jìn)行研究。本文從四個方面對機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行研究1采用修改的DENAVITHARTENBERG方法建立坐標(biāo)系，用微分變換法求出機(jī)器人雅克比矩陣。在機(jī)器人受力和變形已知的前提下，辨識出機(jī)器人的剛度矩陣和關(guān)節(jié)剛度值，并且進(jìn)行了驗(yàn)證。2建立包括阻尼的機(jī)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(jī)器人的關(guān)節(jié)阻尼和材料阻尼。仿真得到考慮關(guān)節(jié)剛度和阻尼的機(jī)器人的動態(tài)模型，最后對不同姿態(tài)下的機(jī)器人進(jìn)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(gòu)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(dá)。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(jìn)行建模和預(yù)測。4通過實(shí)驗(yàn)，將測得的機(jī)械手固有頻率、制孔的鉆削力與預(yù)測的固有頻率、切削力進(jìn)行對比研究，驗(yàn)證所建立的機(jī)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(jī)器人關(guān)節(jié)剛度和阻尼的基礎(chǔ)上，建立制孔機(jī)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(chǔ)上建立鉆削力模型，并對機(jī)器人的切削力與固有頻率進(jìn)行分析和實(shí)驗(yàn)對比。結(jié)果表明建立的機(jī)械手動態(tài)模型和切削力模型可以反映制孔機(jī)器人加工時的動態(tài)特性，可以為制孔工藝選擇和運(yùn)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(yùn)動速度，但運(yùn)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(yùn)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(yùn)動，表現(xiàn)出欠驅(qū)動的特性。在機(jī)器人領(lǐng)域，具有非完整約束的機(jī)器人可以使用較少的電機(jī)驅(qū)動更多的關(guān)節(jié)，從而降低機(jī)器人的重量、能耗和成本等，因此非完整機(jī)器人在國防和工業(yè)上具有很高的應(yīng)用價值，研究非完整機(jī)器人有很大的實(shí)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(jī)構(gòu)構(gòu)建了一種三關(guān)節(jié)機(jī)械手，對其非完整性和可控性進(jìn)行了分析，建立了該非完整機(jī)械手的運(yùn)動學(xué)模型。通過鏈?zhǔn)阶儞Q與逆變換，建立了該非完整機(jī)械手的運(yùn)動控制方法。2在三關(guān)節(jié)非完整機(jī)械手基礎(chǔ)上增加了具有三個自由度的執(zhí)行手抓，從而構(gòu)成一個六關(guān)節(jié)的機(jī)械手?；趧傮w運(yùn)動及旋量理論對六關(guān)節(jié)機(jī)械手進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析，建立機(jī)械手的運(yùn)動學(xué)正解和運(yùn)動學(xué)逆解的一般求解算法及具體步驟。3對六關(guān)節(jié)機(jī)械手每個關(guān)節(jié)的運(yùn)動空間進(jìn)行分析，建立了六關(guān)節(jié)機(jī)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(shè)定六關(guān)節(jié)機(jī)械手的運(yùn)動過程，并利用得到的運(yùn)動學(xué)方程求解方法解出各個位置所對應(yīng)的角度值。在MATLAB中對三關(guān)節(jié)非完整機(jī)械手的運(yùn)動控制方法進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并采用時間尺度變換方法對機(jī)械手運(yùn)動過程進(jìn)行優(yōu)化。進(jìn)一步對六關(guān)節(jié)機(jī)械手進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真，得出六關(guān)節(jié)機(jī)械手末端手抓在整個運(yùn)動過程中的運(yùn)動軌跡，理論證明了六關(guān)節(jié)機(jī)械手運(yùn)動控制的可行性。5搭建六關(guān)節(jié)機(jī)械手的運(yùn)動實(shí)驗(yàn)平臺，進(jìn)行運(yùn)動實(shí)驗(yàn)研究。用仿真中兩電機(jī)的輸入響應(yīng)曲線控制兩伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動，用以控制前三個關(guān)節(jié)角的運(yùn)動，用三個舵機(jī)分別控制執(zhí)行手抓三個關(guān)節(jié)，完成機(jī)械手的搬運(yùn)實(shí)驗(yàn)研究。采集非完整機(jī)械手三關(guān)節(jié)角實(shí)際輸出響應(yīng)，并與理論值進(jìn)行比較，其運(yùn)動結(jié)果基本上相同，證明了其運(yùn)動控制的可行性。

簡介：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是康復(fù)醫(yī)療技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)用機(jī)械手在臨床中的作用越來越受到人們的重視，醫(yī)療機(jī)械手更是成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。本課題結(jié)合沈陽市科技局科技攻關(guān)項(xiàng)目“新型手臂康復(fù)治療機(jī)械手的關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)”，在了解了由中風(fēng)造成的偏癱上肢康復(fù)治療的基本理論后，本文以氣動復(fù)合式機(jī)械手為研究對象，對機(jī)械手用于偏癱患者上肢復(fù)合運(yùn)動康復(fù)訓(xùn)練的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，旨在通過機(jī)械手輔助患者康復(fù)治療，從而找到更為有效的治療方法。為此，本文主要進(jìn)行了如下工作首先，對研究對象氣動復(fù)合式機(jī)械手進(jìn)行了機(jī)構(gòu)分析，并對機(jī)械手的驅(qū)動部分進(jìn)行了氣動系統(tǒng)設(shè)計(jì)?；贒H法則建立了機(jī)械手的運(yùn)動學(xué)模型，運(yùn)用齊次坐標(biāo)變換法進(jìn)行正運(yùn)動學(xué)研究，得到機(jī)械手的運(yùn)動學(xué)正解；運(yùn)用代數(shù)法進(jìn)行逆運(yùn)動學(xué)分析，得到機(jī)械手的運(yùn)動學(xué)逆解，為機(jī)械手控制實(shí)現(xiàn)提供了理論依據(jù)。其次，采用拉格朗日方程法對機(jī)械手進(jìn)行了動力學(xué)分析，并在ADAMS軟件中對機(jī)械手進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)仿真，利用ADAMSPOSTPROCESS輸出一些曲線數(shù)據(jù)，為機(jī)械手控制技術(shù)的研究奠定基礎(chǔ)。再次，根據(jù)用戶使用要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，選用單片機(jī)作為本系統(tǒng)的控制器，并完成相關(guān)硬件電路的設(shè)計(jì)及硬件制作與調(diào)試。同時還設(shè)計(jì)了遙控控制和開關(guān)控制兩種方式。最后，開發(fā)基于上下位機(jī)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(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)串行通信的方法，這其中包括人機(jī)界面的設(shè)計(jì)、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(fù)合式機(jī)械手控制系統(tǒng)，經(jīng)調(diào)試和實(shí)驗(yàn)符合設(shè)計(jì)要求。

簡介：點(diǎn)擊查看更多新型裝夾工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì).pdf精彩內(nèi)容。

簡介：在三維紡織復(fù)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(jìn)行操作，且需要從被縫件的兩邊進(jìn)行縫合，縫合的角度和靈活性受到很大的限制，從而導(dǎo)致無法完成一些結(jié)構(gòu)巨大或形狀復(fù)雜的三維預(yù)制件縫合的問題。文中首先闡述了單邊縫合技術(shù)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(shè)備模型中存在的缺陷和不足，將設(shè)備外形、傳動路線及鉤線機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改造設(shè)計(jì)，并針對單邊縫合設(shè)備的引線及鉤線機(jī)構(gòu)進(jìn)行了可調(diào)節(jié)性設(shè)計(jì)，同時對單邊縫合機(jī)械手中各機(jī)構(gòu)在時間上的動作配合關(guān)系進(jìn)行了設(shè)計(jì)與規(guī)劃，通過分析機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)角與針桿位移的一般關(guān)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(jī)構(gòu)的位移進(jìn)行了分析，仿真結(jié)果驗(yàn)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(shè)備引線、鉤線及挑線機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)模型，分別得到了各機(jī)構(gòu)的位移、速度、加速度表達(dá)式。在MATLAB仿真軟件中，得出了各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動變化規(guī)律曲線圖，所得到的仿真結(jié)果滿足預(yù)期設(shè)計(jì)要求。最后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對單邊縫合設(shè)備的整體樣機(jī)進(jìn)行了加工制造，在經(jīng)過裝配和調(diào)試后，進(jìn)行了簡單的縫合操作實(shí)驗(yàn)，初步得到了單邊縫合OSS鏈?zhǔn)娇p合線跡。

簡介：本文研究的混聯(lián)機(jī)械手屬于五自由度混聯(lián)機(jī)械手。五自由度混聯(lián)機(jī)械手是由并聯(lián)工作頭和機(jī)床本體兩部分組成，是由并聯(lián)機(jī)構(gòu)與串聯(lián)機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成的混聯(lián)機(jī)械手。它既有并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)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(diǎn)，又有結(jié)合了串聯(lián)機(jī)夠運(yùn)動空間大等特點(diǎn)。五自由度混聯(lián)機(jī)械手有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它可以應(yīng)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(yīng)用于搬運(yùn)、安裝等領(lǐng)域。本文針對五自由度混聯(lián)機(jī)械手進(jìn)行以下幾個方面的研究首先，對混聯(lián)機(jī)械手的本體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了樣機(jī)設(shè)計(jì)。論述了每個零部件的設(shè)計(jì)難點(diǎn)，研究了五自由度混聯(lián)機(jī)械手的三維建模過程，最終確定了五自由度混聯(lián)機(jī)械手的三維模型通過SOLIDWKS軟件和ADAMS軟件對并聯(lián)工作頭進(jìn)行了干涉檢驗(yàn)及運(yùn)動仿真，進(jìn)一步驗(yàn)證了機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性研究了五自由度混聯(lián)機(jī)械手的并聯(lián)工作頭的二維設(shè)計(jì)，確定了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的總裝圖、局部裝配圖、零件圖，進(jìn)一步細(xì)化了每個零件的合理設(shè)計(jì)尺寸。其次，對五自由度混聯(lián)機(jī)械手的運(yùn)動控制進(jìn)行了研究，其中并聯(lián)機(jī)構(gòu)是運(yùn)動控制的難點(diǎn)。本章研究了并聯(lián)工作頭的三種運(yùn)動控制算法，即是PD算法、PD加重力補(bǔ)償控制算法和計(jì)算力矩法，通過MATLABSIMULINK軟件仿真驗(yàn)證得知，計(jì)算力矩法，控制效果好，抵抗外界干擾能力強(qiáng)對擁有計(jì)算力矩控制算法的五自由度混聯(lián)機(jī)械手的并聯(lián)工作頭進(jìn)行干擾試驗(yàn)，系統(tǒng)在受到外界干擾后，能夠很快恢復(fù)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(jī)械手的刀具補(bǔ)償和進(jìn)給控制，為五自由度混聯(lián)機(jī)械手的運(yùn)動控制提供參考。再次，本章對五自由度混聯(lián)機(jī)械手的加工刀具軌跡規(guī)劃進(jìn)行了研究。對直線插補(bǔ)算法和圓弧插補(bǔ)算法進(jìn)行研究與比較，直線插補(bǔ)算法和圓弧插補(bǔ)算法是零件加工中最常用的兩種插補(bǔ)算法，五自由度混聯(lián)機(jī)械手既能實(shí)現(xiàn)圓弧插補(bǔ)算法，也能實(shí)現(xiàn)直線插補(bǔ)算法。本文選擇出了適合五自由度混聯(lián)機(jī)械手的插補(bǔ)算法。另外，計(jì)算了五自由度混聯(lián)機(jī)械手走到步長和走刀行距。最后，搭建了五自由度混聯(lián)機(jī)械手的控制系統(tǒng)和測試系統(tǒng)。五自由度混聯(lián)機(jī)械手的控制系統(tǒng)，是由NC主機(jī)、電氣控制柜、伺服電機(jī)、電主軸等組成五自由度混聯(lián)機(jī)械手的測試主要由PC主機(jī)、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(jī)械手的運(yùn)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。