簡(jiǎn)介：本課題在查閱國(guó)內(nèi)外大量資料的基礎(chǔ)上，對(duì)工業(yè)機(jī)械手研究中的重點(diǎn)問題進(jìn)行了較為深入的學(xué)習(xí)研究。本課題主要對(duì)工業(yè)機(jī)械手系統(tǒng)的機(jī)械部分、結(jié)構(gòu)仿真部分和控制部分三大部分的相關(guān)問題進(jìn)行了研究，具體安排如下第一章，概要性地說明了本課題的研究背景和研究意義、國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)械手的發(fā)展現(xiàn)狀、搬運(yùn)機(jī)器人的發(fā)展歷程及工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)，總結(jié)了國(guó)內(nèi)機(jī)器人發(fā)展需要解決的問題，最后介紹了本課題的主要研究?jī)?nèi)容。第二章，以米袋為對(duì)象，理論上分析工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)原則，研究機(jī)械手在抓取、搬運(yùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用，介紹了機(jī)械手的工作狀況，最后簡(jiǎn)述了工業(yè)機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、和控制系統(tǒng)三大部分的組成，完成機(jī)械手的總體方案設(shè)計(jì)。第三章，首先根據(jù)常用于碼垛、搬運(yùn)等的機(jī)械手類型確定了機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)方案，然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在綜合分析的基礎(chǔ)上，完成機(jī)械手的手部、腕部、臂部、腰部、機(jī)座部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后根據(jù)驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)常用的方式確定各部分驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)方式方案。第四章，結(jié)合機(jī)械手的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，用常規(guī)的DH法建立運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行正、逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)分析求解，分別得出了操作臂末端在基坐標(biāo)系下的位置關(guān)系式和各關(guān)節(jié)的參數(shù)變量，在此基礎(chǔ)上用MATLAB軟件對(duì)正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析結(jié)果進(jìn)行了工作空間的仿真分析，為下一步對(duì)目標(biāo)物體穩(wěn)定抓取的研究打下基礎(chǔ)。第五章，設(shè)計(jì)了以美國(guó)TI公司推出的TMS320F2812芯片為控制核心，采集接近開關(guān)及觸滑覺傳感器信號(hào)，通過反饋的信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，畫出了硬件連接圖，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)軟件流程包括主程序，觸滑覺信號(hào)數(shù)據(jù)處理程序以及步進(jìn)電機(jī)控制圖。最后，總結(jié)了本課題研究?jī)?nèi)容的成果，并針對(duì)設(shè)計(jì)的不足，對(duì)以后機(jī)械手完善設(shè)計(jì)工作提出了建議，為下一步的深入研究提供了理論依據(jù)。

簡(jiǎn)介：在當(dāng)今大規(guī)模制造中企業(yè)為提高效率保障質(zhì)量重視生產(chǎn)過程的自動(dòng)化程度機(jī)器人作為自動(dòng)化生產(chǎn)線上的重要成員逐漸被企業(yè)所采用。機(jī)器人的水平和應(yīng)用程度反映了一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化的水平。擬人化發(fā)展是機(jī)械手發(fā)展趨勢(shì)之一。本課題所設(shè)計(jì)的擬人指關(guān)節(jié)適合目前機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)能夠達(dá)到擬人仿真工業(yè)應(yīng)用等目的。首先通過分析對(duì)象應(yīng)用領(lǐng)域和工作要求擬定符合要求的結(jié)構(gòu)形式其次在滿足系統(tǒng)功能并且適應(yīng)工況條件的情況下分析擬人機(jī)械手的精度要求從而得到擬人手爪的工作受力情況、工藝尺寸和質(zhì)量大小等參數(shù)最后在以上研究的基礎(chǔ)上對(duì)擬人機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案和控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在選取擬人機(jī)械手的關(guān)鍵零部件的過程中優(yōu)先考慮標(biāo)準(zhǔn)零件既簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)制造過程又能滿足專用零件的互換性要求。本文設(shè)汁的擬人機(jī)械手是一種模擬人類工作的機(jī)械運(yùn)動(dòng)設(shè)備可以改變動(dòng)作程序的操作設(shè)備適用于運(yùn)動(dòng)頻繁的場(chǎng)合。論文首先介紹了擬人機(jī)械手的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)分析了當(dāng)前研究中存在的一些問題并根據(jù)研究需求結(jié)合實(shí)際需要提出了課題的研究方法和實(shí)驗(yàn)步驟。其次概述了機(jī)械手的定義和分類詳細(xì)地分析了常用機(jī)械手的幾種類型和對(duì)應(yīng)自由度的選擇。以球坐標(biāo)機(jī)械手基本原理為參照對(duì)擬人機(jī)械手進(jìn)行總體設(shè)計(jì)包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。然后進(jìn)行了擬人機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。在經(jīng)典的DH矩陣的基礎(chǔ)上對(duì)擬人機(jī)械手的關(guān)節(jié)和連桿添加了固有坐標(biāo)系并構(gòu)建了擬人機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。求解了相應(yīng)的關(guān)節(jié)變量為機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)控制提供了依據(jù)。再次利用AUTOCAD軟件對(duì)擬人機(jī)械手進(jìn)行了二維裝配圖的繪制并用SOLIDWKS軟件對(duì)其三維模擬。對(duì)擬人機(jī)械手部分關(guān)鍵部件進(jìn)行了分析和校核其中包括齒輪類零件、軸類零件和軸承類零件。最后通過SOLIDWKS與ANSYS數(shù)據(jù)共享完成了擬人機(jī)械手關(guān)鍵部件中軸的靜力學(xué)分析并在WKHENCH的仿真環(huán)境中對(duì)直齒圓柱齒輪模擬齒輪嚙合的接觸應(yīng)力驗(yàn)證了中軸和直齒圓柱齒輪均符合強(qiáng)度要求。本文對(duì)擬人機(jī)械手進(jìn)行了分析計(jì)算研究結(jié)果表明擬人機(jī)械手的設(shè)計(jì)正確合理符合實(shí)際應(yīng)用要求且關(guān)鍵零部件的力學(xué)性能可靠達(dá)到了預(yù)期效果為后續(xù)擬人機(jī)械手的研制工作奠定了基礎(chǔ)。

簡(jiǎn)介：煤礦綜掘自動(dòng)化是現(xiàn)代化煤礦的基礎(chǔ)，也是影響現(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)產(chǎn)量的重要因素，而掘錨聯(lián)合技術(shù)正是綜掘自動(dòng)化的發(fā)展方向，所以研究掘進(jìn)機(jī)機(jī)載錨桿鉆孔機(jī)械手的動(dòng)態(tài)特性和控制方法，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。本文以我國(guó)煤礦巷道實(shí)際情況作為研究背景，以EBZ160型掘進(jìn)機(jī)作為掘錨機(jī)的載體，研究設(shè)計(jì)了機(jī)載雙臂型錨桿鉆孔機(jī)械手及其控制方法。本文的研究方法和結(jié)論對(duì)同類產(chǎn)品的研發(fā)提供了一定的理論基礎(chǔ)。主要工作如下采用數(shù)值方法建立機(jī)械手的推移機(jī)構(gòu)、起臥機(jī)構(gòu)、伸展機(jī)構(gòu)的幾何特性方程，并進(jìn)行穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計(jì)，再根據(jù)優(yōu)化結(jié)果對(duì)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。采用DH法，建立機(jī)械手、掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，并首次考慮掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)的影響，建立了掘進(jìn)機(jī)位姿影響下的錨桿鉆孔機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，以及機(jī)械手的速度、加速度的雅克比矩陣，研究了掘進(jìn)機(jī)在不同仰角、擺角、滾角條件下，機(jī)械手執(zhí)行鉆頭的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性。以掘錨整機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為基礎(chǔ)，分別求解掘進(jìn)機(jī)在不同姿態(tài)條件下鉆孔機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，針對(duì)巷道的實(shí)際工況及錨桿支護(hù)工藝，提出采用分段劃分法，對(duì)機(jī)械手的控制策略進(jìn)行研究。建立掘錨整機(jī)振動(dòng)模型，并對(duì)機(jī)械手工作過程中，整機(jī)的時(shí)域、頻域特性進(jìn)行分析研究，分析了鉆頭工作過程中，振動(dòng)的傳動(dòng)途徑及整機(jī)的振動(dòng)規(guī)律并研究了關(guān)節(jié)剛度影響下，鉆頭的穩(wěn)定性。采用了一種多維小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的定量學(xué)習(xí)能力和小波基函數(shù)優(yōu)異的局部控制性能相結(jié)合，構(gòu)造一個(gè)小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)的鉆孔機(jī)械手的模型，并對(duì)機(jī)械手的各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)誤差進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明該模型具有良好的靜、動(dòng)態(tài)特性。最后，根據(jù)本文所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)制造了機(jī)械手樣機(jī)，并在井下進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明該機(jī)械手能夠?qū)崿F(xiàn)巷道的錨桿支護(hù)工作，與原有支護(hù)工藝相比，大大提高了支護(hù)效率、減小了工人的工作強(qiáng)度。

簡(jiǎn)介：沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線是機(jī)電產(chǎn)品研發(fā)的熱點(diǎn)領(lǐng)域，采用機(jī)器人所構(gòu)成自動(dòng)化生產(chǎn)單元或柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線，是進(jìn)行高速、高效、高質(zhì)量的沖壓生產(chǎn)的一種有效方法，也是沖壓技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。沖壓機(jī)械手主要工作是按照預(yù)先規(guī)定的程序，完成對(duì)沖壓件的傳送與定位。本文根據(jù)沖壓的實(shí)際工藝要求，設(shè)計(jì)開發(fā)一種沖壓專用機(jī)器人，其本身具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊和工作范圍大等特點(diǎn)，能滿足沖壓的工藝要求，還能節(jié)省整個(gè)沖壓自動(dòng)生產(chǎn)線占用的空間。基于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)理論，運(yùn)用DH法建立沖壓機(jī)械手的連桿坐標(biāo)系，得出各個(gè)連桿之間的連桿變換矩陣，最后求得運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。解得運(yùn)動(dòng)學(xué)方程正解與逆解，并通過MATLAB驗(yàn)證解法的正確性。對(duì)于大型沖壓件和工作范圍小的場(chǎng)合，必須預(yù)先對(duì)其進(jìn)行軌跡規(guī)劃，以免在運(yùn)動(dòng)的過程中與周圍設(shè)備或其本身發(fā)生碰撞。論述了軌跡規(guī)劃的一般問題，闡述笛卡爾空間位置規(guī)劃的基礎(chǔ)理論，并通過實(shí)際沖壓工藝在笛卡爾空間規(guī)劃一條直線路徑。在虛擬樣機(jī)中建立沖壓機(jī)械手的模型，選末端參考點(diǎn)作為點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，得出其在空間坐標(biāo)中的位移曲線以及各個(gè)關(guān)節(jié)的位移曲線，并在關(guān)節(jié)空間中進(jìn)行驗(yàn)證，得出其軌跡與預(yù)先規(guī)劃的軌跡在允許的誤差范圍之內(nèi)，為軌跡的優(yōu)化提供參考數(shù)據(jù)。在笛卡爾空間軌跡規(guī)劃有直觀、方便等特點(diǎn)，但對(duì)控制要求高，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，但關(guān)節(jié)空間中軌跡規(guī)劃能解決以上問題。通過采用有界偏差的理論，對(duì)所規(guī)劃的直線進(jìn)行二次規(guī)劃，根據(jù)不同性質(zhì)的關(guān)節(jié)采取不同的中間點(diǎn)算法，最后通過虛擬樣機(jī)驗(yàn)證。最后在關(guān)節(jié)空間對(duì)插值點(diǎn)分別運(yùn)用三次多項(xiàng)式、五次多項(xiàng)式和B樣條函數(shù)插值運(yùn)算，分析其末端參考點(diǎn)的位移、速度、加速度可知，B樣條函數(shù)插值能使運(yùn)行平穩(wěn)，無沖擊現(xiàn)象，滿足沖壓工藝的要求。

簡(jiǎn)介：本文主要對(duì)反恐防暴機(jī)器人機(jī)械手進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究。該設(shè)計(jì)能夠滿足反恐防暴過程中機(jī)械手對(duì)危險(xiǎn)物品的移除等，實(shí)現(xiàn)保護(hù)人身安全和城市安全的職能。該機(jī)械手包括腰部舵機(jī)機(jī)構(gòu)、大臂舵機(jī)機(jī)構(gòu)、小臂舵機(jī)機(jī)構(gòu)、手腕兩舵機(jī)機(jī)構(gòu)以及手部機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)腰部旋轉(zhuǎn)，大臂俯仰，小臂俯仰，手腕俯仰，手腕旋轉(zhuǎn)，手部開合六個(gè)自由度。該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊、輕便靈活，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)控制，模仿人體手臂，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物的抓取、移除。首先根據(jù)人機(jī)工程學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作空間要求及其受體實(shí)際需求設(shè)計(jì)了機(jī)械手的整體結(jié)構(gòu)以及各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)方式。根據(jù)結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)并購買合適的零部件，利用SOLIDWKS對(duì)假肢各構(gòu)件進(jìn)行三維建模，并進(jìn)行整體裝配，直觀的發(fā)現(xiàn)二維設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的合理性。其次，運(yùn)用混合遺傳算法對(duì)機(jī)械手大臂和小臂重力矩平衡裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定氣動(dòng)桿的最佳安裝位置以及所需的推力的大小，為物理樣機(jī)提供數(shù)據(jù)支持。再次，利用ADAMS對(duì)各自由度進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真并輸出力矩曲線，得到各關(guān)節(jié)所需要的驅(qū)動(dòng)力矩，為舵機(jī)的選擇提供理論依據(jù)。最后使用ANSYS對(duì)機(jī)械手中各關(guān)鍵零部件進(jìn)行靜力分析，得到相應(yīng)的應(yīng)力、應(yīng)變和位移等靜力學(xué)參數(shù)，為機(jī)械手零件的改進(jìn)提供依據(jù)，保證其工作的安全性。

簡(jiǎn)介：機(jī)械手是一種自動(dòng)化裝置，可以實(shí)現(xiàn)物料的抓取和搬運(yùn)。在結(jié)合數(shù)控機(jī)床使用的自動(dòng)化生產(chǎn)線上，它能夠協(xié)助完成從取料、上料及卸料回收的全過程，很大程度上節(jié)約了人力，對(duì)提高生產(chǎn)效率有著很大的意義。隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器人、機(jī)械手也不斷更新?lián)Q代，得到了更廣泛的應(yīng)用。某企業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一種應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)線的數(shù)控機(jī)床，采用桁架機(jī)械手作為上下料裝置，利用數(shù)控程序控制其動(dòng)作。對(duì)于機(jī)械手的調(diào)試一直采用實(shí)物組裝完畢后實(shí)際試運(yùn)行方法，效率較低，且可能發(fā)生碰撞干涉引起不必要的損失，因此需要一個(gè)虛擬仿真平臺(tái)以便安全、快捷地實(shí)現(xiàn)調(diào)試目標(biāo)。本文作者圍繞廠家這一實(shí)際需求，對(duì)適用于自動(dòng)線桁架機(jī)械手的仿真平臺(tái)進(jìn)行探索開發(fā)，主要工作如下1在充分的實(shí)地調(diào)研以及查閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了自動(dòng)線用桁架機(jī)械手仿真平臺(tái)的需求分析，明確了平臺(tái)的開發(fā)任務(wù)以及功能，提出了平臺(tái)的開發(fā)方案，對(duì)其主要框架以及其功能模塊進(jìn)行劃分并確定了平臺(tái)的開發(fā)環(huán)境及編程語言2研究了AUTODESKINVENT的文件數(shù)據(jù)交換、模型裝配輕量化相關(guān)知識(shí)，完成了建模及裝配過程分析比較了INVENT運(yùn)動(dòng)仿真相關(guān)功能，確定了模型驅(qū)動(dòng)方案并進(jìn)行相關(guān)配置工作，為三維模型的驅(qū)動(dòng)奠定了基礎(chǔ)3研究了一般數(shù)控程序的結(jié)構(gòu)、格式、常用指令，對(duì)比分析本課題桁架機(jī)械手?jǐn)?shù)控程序的具體情況以及常用指令，同時(shí)與INVENT驅(qū)動(dòng)約束相關(guān)參數(shù)需求相結(jié)合，提出了數(shù)控程序解析的方案并設(shè)計(jì)了相關(guān)算法4根據(jù)INVENTAPI及幫助文檔，對(duì)AUTODESKINVENT的二次開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，確定了平臺(tái)開發(fā)形式ADDIN，并與INVENT建立通信整合NC程序解析模塊，對(duì)仿真平臺(tái)進(jìn)行交互界面的設(shè)計(jì)5通過實(shí)例測(cè)試仿真平臺(tái)的使用。

簡(jiǎn)介：本文是針對(duì)絲網(wǎng)印刷行業(yè)而提出研制的新型半自動(dòng)絲印機(jī)取料機(jī)械手控制系統(tǒng)研究。本控制系統(tǒng)以ATMEGA128為微處理器核心，以C語言編程的形式實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，采用指數(shù)S型加減速算法來實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)加減速運(yùn)動(dòng)，通過文本顯示器來編輯實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面，主要的研究?jī)?nèi)容及工作如下首先從半自動(dòng)絲印機(jī)取料機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)入手，接著引出與機(jī)械結(jié)構(gòu)相匹配運(yùn)行的控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的研究和設(shè)計(jì)?？刂葡到y(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)又包括微處理器模塊、電氣控制接線模塊、氣動(dòng)檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì)。與控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)相匹配，文中通過比較探究幾種常用步進(jìn)電機(jī)的加減速算法原理，總結(jié)出一種指數(shù)S型加減速算法的實(shí)現(xiàn)方法和步驟，接著通過分析設(shè)計(jì)取料機(jī)械手的具體實(shí)現(xiàn)動(dòng)作步驟，選擇以C語言編程的形式來完成控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，緊接著詳細(xì)介紹了控制系統(tǒng)上位機(jī)人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)，選擇以文本顯示器OP320為載體來設(shè)計(jì)開發(fā)人機(jī)交互界面，論述了人機(jī)交互界面所設(shè)計(jì)各參數(shù)的具體意義和作用以及具體設(shè)計(jì)方法步驟。通過以上各部分的研究和設(shè)計(jì)，已經(jīng)研制出了本款半自動(dòng)絲印機(jī)取料機(jī)械手，并且已經(jīng)投產(chǎn)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證取得了良好效果，有著很好的市場(chǎng)前景。

簡(jiǎn)介：隨著海洋開發(fā)進(jìn)程的加快，水下機(jī)械手等水下作業(yè)裝備的研究和應(yīng)用愈顯重要。隨著水下作業(yè)任務(wù)的復(fù)雜性及控制的自主性要求不斷提高，對(duì)水下機(jī)械手的自主作業(yè)能力及控制性能也提出了更高的要求。水下裝備工作在復(fù)雜的海洋環(huán)境，受海流等隨機(jī)干擾，同時(shí)，水下裝備自身的非線性性能使得其控制技術(shù)與陸上裝備相比又有很大不同，研究水液壓機(jī)械手及其控制技術(shù)對(duì)于提高水下裝備智能化水平，加快其實(shí)用化進(jìn)程具有重要的研究意義和實(shí)用價(jià)值。本文以水液壓水下機(jī)械手為研究對(duì)象，在分析總結(jié)了基于油液壓及電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手的控制方式的基礎(chǔ)上，考慮本文所研究的水下機(jī)械手作業(yè)需要，研究水液壓驅(qū)動(dòng)水下機(jī)械手液壓系統(tǒng)及其控制技術(shù)，分析了機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)，研究了運(yùn)動(dòng)控制算法，在研制的試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了相關(guān)的控制試驗(yàn)。本文分析了國(guó)內(nèi)外水下機(jī)械手系統(tǒng)，從驅(qū)動(dòng)方式及控制系統(tǒng)等方面總結(jié)了現(xiàn)有機(jī)械手的優(yōu)缺點(diǎn)，為本文所研究的水液壓水下機(jī)械手系統(tǒng)指明方向；總結(jié)了水下機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制方法，分析了不同控制方式的特點(diǎn)及不足，為本文的控制技術(shù)研究奠定基礎(chǔ)。為了研究水液壓水下機(jī)械手控制技術(shù)，本文設(shè)計(jì)了水液壓系統(tǒng)，研制了其控制系統(tǒng)。通過研究液壓系統(tǒng)調(diào)速、鎖緊等液壓回路，確定了液壓系統(tǒng)總體方案，分別設(shè)計(jì)了各液壓回路，研究各液壓元件的電氣特性；根據(jù)各液壓元件的電氣特性及機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制要求，研制機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，劃分軟硬件控制系統(tǒng)的各功能模塊，設(shè)計(jì)了各功能模塊電路，基于主、從控制方式設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)，在主、從控制器中完成了相應(yīng)的軟件編程。研究水下機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)及軌跡規(guī)劃問題，作為水下機(jī)械手自主作業(yè)及運(yùn)動(dòng)控制的基礎(chǔ)。本文通過DH法分析了機(jī)械手正向運(yùn)動(dòng)學(xué)，建立正向運(yùn)動(dòng)學(xué)運(yùn)動(dòng)方程；通過PAUL等人提出的反變換法分析了機(jī)械手逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)，建立逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；通過MSION公式及拉格朗日方程分析水下機(jī)械手的水下動(dòng)力學(xué)，建立機(jī)械手動(dòng)力學(xué)模型；以運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、速度變化連續(xù)及時(shí)間最短為原則，規(guī)劃水下機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)軌跡。水下機(jī)械手系統(tǒng)為高精度、強(qiáng)耦合、參數(shù)時(shí)變系統(tǒng)，本文以模糊PID控制方法作為手下機(jī)械手的控制方法。本文在PID控制器的基礎(chǔ)上，采用二維模糊控制器，基于模糊控制理論設(shè)計(jì)模糊PID控制器。從軌跡跟蹤能力的角度出發(fā)，通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)模糊PID控制方法的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明與PID控制方法相比，設(shè)計(jì)的模糊PID控制器具有更高的調(diào)節(jié)精度、更快的響應(yīng)速度。為了驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的水液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及水下機(jī)械手控制系統(tǒng)的有效性，搭建了模擬實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。搭建水液壓系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的硬件控制電路，編制軟件控制系統(tǒng)。在陸上和水中分別進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)，分析跟蹤軌跡的幅值和頻率對(duì)跟蹤精度的影響；進(jìn)行機(jī)械手運(yùn)動(dòng)抗干擾實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析機(jī)械手控制系統(tǒng)的抗干擾能力。在實(shí)驗(yàn)中分別使用PID控制器及模糊PID控制器，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析，驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的模糊PID的有效性。

簡(jiǎn)介：肌電信號(hào)伴隨著肌肉的收縮而產(chǎn)生，這種生理電信號(hào)在神經(jīng)生理學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)、體育科學(xué)以及模式識(shí)別等領(lǐng)域都有很多應(yīng)用。目前肢體殘疾人的數(shù)量仍然很大，為了肢體殘疾人能得到更好的康復(fù)治療，越來越多的科研機(jī)構(gòu)著力于基于肌電的機(jī)械手控制系統(tǒng)的研究和探索。本文考慮到表面肌電信號(hào)幅值微弱、低頻易受干擾的特點(diǎn)，針對(duì)手部殘障人士設(shè)計(jì)了一款基于肌電的機(jī)械手控制系統(tǒng)。具體的實(shí)現(xiàn)方法包括采集電路的設(shè)計(jì)、采集軟件的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的算法處理以及對(duì)機(jī)械手的實(shí)時(shí)控制。其中，主要工作集中在肌電采集電路的設(shè)計(jì)，肌電采集電路包括模擬部分和數(shù)字部分。模擬電路中首先采用自穩(wěn)零型運(yùn)算放大器和具有高共模抑制比的儀用運(yùn)放構(gòu)成前置放大電路；然后設(shè)計(jì)了有源高通濾波電路濾除直流信號(hào)的影響，搭建了陷波電路去除工頻干擾；采用自穩(wěn)零型運(yùn)算放大器搭建了二階有源低通濾波電路。數(shù)字部分使用到16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器、DSP以及USB芯片。肌電信號(hào)在采集電路上首先經(jīng)過放大和濾波處理，然后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后交給DSP進(jìn)行預(yù)處理，并實(shí)時(shí)通過USB芯片將數(shù)據(jù)傳至PC機(jī)保存，之后在PC上進(jìn)行活動(dòng)段檢測(cè)、特征提取、模式分類等相應(yīng)的算法處理，獲得對(duì)各種手勢(shì)的識(shí)別結(jié)果，最后再將不同的手勢(shì)解析成相應(yīng)的命令進(jìn)行輸出，實(shí)時(shí)控制機(jī)械手臂。經(jīng)過多次測(cè)試，基于肌電的機(jī)械手控制系統(tǒng)可以有效采集到人體前臂處表面肌電信號(hào)，且對(duì)選取的六種手勢(shì)識(shí)別率在92％以上，識(shí)別率高。測(cè)試結(jié)果說明本文設(shè)計(jì)的基于肌電的機(jī)械手控制系統(tǒng)性能良好，在手部殘障人士的康復(fù)訓(xùn)練，聾啞人的手勢(shì)判別，以及基于虛擬手控制的智能家居、娛樂游戲、軍事訓(xùn)練等方面，都有很大的應(yīng)用前景。

簡(jiǎn)介：隨著氣動(dòng)技術(shù)的飛速發(fā)展，氣動(dòng)機(jī)械手在機(jī)械加工、食品配送及仿生機(jī)器人研發(fā)等方面有著越來越廣泛的應(yīng)用。根據(jù)校企共建氣動(dòng)研究中心建設(shè)規(guī)劃，要求開發(fā)一種能夠集實(shí)驗(yàn)、展示于一體的氣動(dòng)機(jī)械手實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。通過對(duì)項(xiàng)目的調(diào)研、可行性分析及方案論證，確定對(duì)解魔方氣動(dòng)組合機(jī)械手進(jìn)行研究開發(fā)。該機(jī)械手以解魔方的趣味化過程展示氣動(dòng)元件優(yōu)良性能，并為研究氣動(dòng)元件組合運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性、優(yōu)化氣動(dòng)組合機(jī)械系統(tǒng)提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。對(duì)比多種解魔方的常用方法，本課題開發(fā)研究的解魔方氣動(dòng)組合機(jī)械手以魔方基本還原原理為基礎(chǔ)，以適用于計(jì)算機(jī)編程的TM（THISTLETHWAITEMETHOD）為解算方法。模擬人類解魔方過程中肘關(guān)節(jié)的擺動(dòng)、小臂的推進(jìn)與擺動(dòng)、手指的夾持作用等基本動(dòng)作，對(duì)解魔方氣動(dòng)組合機(jī)械手進(jìn)行功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)氣動(dòng)元件進(jìn)行選型計(jì)算，采用氣爪、擺動(dòng)氣缸、帶導(dǎo)桿氣缸以及肘部標(biāo)準(zhǔn)氣缸完成對(duì)魔方的夾持、轉(zhuǎn)動(dòng)、機(jī)械臂推進(jìn)、擺動(dòng)等運(yùn)動(dòng)，使魔方每層得以旋轉(zhuǎn)。對(duì)比RGB，HSV，HIS三種常見顏色空間模型的特性及用途，選擇RGB模型完成顏色識(shí)別。以COMS攝像頭為主要視覺媒介，通過VISIOSTUDIO對(duì)捕獲到的魔方藍(lán)、紅、黃、綠、白、橙六色的R，G，B值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，劃分顏色判斷區(qū)域。利用C＃環(huán)境下EMGUCV工具，開發(fā)窗口互動(dòng)式視覺系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖像采集及顏色處理功能。以矩陣形式存儲(chǔ)魔方顏色狀態(tài)，通過點(diǎn)擊窗口按鍵，獲取該存儲(chǔ)顏色狀態(tài)并調(diào)入內(nèi)部解算系統(tǒng)，得到魔方解算方案。根據(jù)氣動(dòng)機(jī)械手的工作要求，以PLC為下位機(jī)，設(shè)計(jì)PLC控制程序并對(duì)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，完成PLC控制程序調(diào)試。通過對(duì)窗口互動(dòng)式魔方解算系統(tǒng)進(jìn)行分析測(cè)試，可正確完成魔方圖像處理、顏色存儲(chǔ)及魔方解算，驗(yàn)證了系統(tǒng)有效性及可靠性。該解算系統(tǒng)有利于學(xué)生進(jìn)行顏色處理實(shí)驗(yàn)。

簡(jiǎn)介：近年來，得益于相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和各國(guó)政策的推動(dòng)，機(jī)械手在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化解決方案中的使用量日益增長(zhǎng)。本文針對(duì)電子元器件插件作業(yè)自動(dòng)化，結(jié)合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)，設(shè)計(jì)一臺(tái)SCARA機(jī)械手，并對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的分析研究。首先，本文根據(jù)電子元器件裝配的實(shí)際生產(chǎn)需要，確定機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)，奠定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。通過對(duì)比相關(guān)器件性能優(yōu)劣，結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)情況，選定交流伺服電機(jī)和諧波減速機(jī)應(yīng)用于機(jī)械手的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)。在SOLIDWKS輔助設(shè)計(jì)軟件中，完成了各零件的具體設(shè)計(jì)和裝配。其次，本文采用DH法建立了機(jī)械手的坐標(biāo)系模型，根據(jù)機(jī)構(gòu)尺寸確定模型參數(shù)。以連桿在坐標(biāo)系中的描述和連桿間坐標(biāo)系變換理論為基礎(chǔ)，進(jìn)行正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，獲取機(jī)械手的正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。運(yùn)用代數(shù)法對(duì)正運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行逆向求解，得到相應(yīng)關(guān)節(jié)變量的逆解表達(dá)式。運(yùn)用MATLAB和ADAMS進(jìn)行仿真，共同驗(yàn)證了運(yùn)動(dòng)學(xué)求解方法的合理性和結(jié)果的正確性。接著，本文對(duì)靜態(tài)條件下連桿的受力平衡關(guān)系進(jìn)行分析，得到機(jī)械手的靜力學(xué)求解方程，在模擬受力條件下仿真關(guān)節(jié)受力。推導(dǎo)運(yùn)動(dòng)過程中連桿的速度、加速度等運(yùn)動(dòng)特征量表達(dá)式。用牛頓歐拉公式計(jì)算運(yùn)動(dòng)過程中連桿的慣性力和力矩，建立新的受力平衡關(guān)系以求解動(dòng)力學(xué)方程。同樣，使用ADAMS和MATLAB仿真驗(yàn)證求解方法的合理性和結(jié)果的正確性。然后，本文基于滑模控制對(duì)機(jī)械手前兩關(guān)節(jié)的軌跡跟蹤控制策略進(jìn)行研究。選取線性滑模面，設(shè)計(jì)了基于等效控制形式的控制器，通過比較不同參數(shù)條件下的誤差變化，確定了合理的滑模面參數(shù)，并對(duì)該控制策略進(jìn)行仿真。以指數(shù)趨近律為對(duì)象，研究趨近律在控制策略中的應(yīng)用。對(duì)比在不同參數(shù)下的關(guān)節(jié)跟蹤誤差和S曲線，研究指數(shù)趨近律參數(shù)對(duì)控制效果的影響。在雙冪次趨近律基礎(chǔ)上，結(jié)合指數(shù)趨近律組成新的趨近律，設(shè)計(jì)了相應(yīng)控制器。通過仿真可直觀地看出新趨近律條件下誤差趨近于零的速度明顯加快，表明其控制效果得到改善。最后，在仿真分析基礎(chǔ)上，課題組聯(lián)合電子科技大學(xué)東莞研究院對(duì)機(jī)械手樣機(jī)進(jìn)行開發(fā)，并配套開發(fā)控制單元。本文對(duì)所開發(fā)樣機(jī)的實(shí)體構(gòu)型以及控制單元作了簡(jiǎn)單介紹。

簡(jiǎn)介：點(diǎn)擊查看更多智能紗架機(jī)械手系統(tǒng)研制.pdf精彩內(nèi)容。

簡(jiǎn)介：隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)步伐的進(jìn)一步加快，混凝土濕噴技術(shù)越來越多的在大型工程中應(yīng)用，其相對(duì)干噴工藝具有高效、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)越性?；炷翝駠姍C(jī)械在中國(guó)的起步較晚，設(shè)備的可靠性等相關(guān)技術(shù)還不夠成熟，其發(fā)展前景可觀。混凝土濕噴機(jī)械手的性能直接決定了施工的效果，因此很有必要對(duì)混凝土濕噴機(jī)械相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容有1針對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)混凝土濕噴機(jī)械手的不足之處，討論了混凝土濕噴機(jī)將來的發(fā)展方向。從混凝土濕噴機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)要求出發(fā)，分析了當(dāng)前機(jī)械手模型，采用了六動(dòng)作機(jī)械手模型作為原型，確定了混凝土濕噴機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，利用SOLIDWKS軟件對(duì)主要部件進(jìn)行了建模2建立了混凝土濕噴機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，利用MATHCAD對(duì)簡(jiǎn)化機(jī)械手模型運(yùn)動(dòng)空間求解得到濕噴機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)空間并仿真，基于SOLIDWKS對(duì)機(jī)械手進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真并與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較3運(yùn)用ANSYSWKBENCH對(duì)關(guān)鍵部分的小臂和中臂進(jìn)行了強(qiáng)度校核，針對(duì)臂架鉸鏈處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中的情況，進(jìn)行了理論分析并得到了改進(jìn)的結(jié)果4分析了混凝土濕噴機(jī)械手的遙控控制系統(tǒng)，采用了優(yōu)于傳統(tǒng)方法的控制流程，從混凝土濕噴機(jī)械手的需求出發(fā)，利用控制器開發(fā)工具CODESYS對(duì)混凝土濕噴機(jī)械手工作動(dòng)作進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)，最后對(duì)設(shè)計(jì)的混凝土濕噴機(jī)械手進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試并分析。

簡(jiǎn)介：本文介紹了鈑金加工設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)、智能折彎系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀以及龍門式機(jī)械手在輔助折彎過程中的優(yōu)勢(shì)。實(shí)現(xiàn)鈑金件自動(dòng)化折彎對(duì)鈑金流水線化生產(chǎn)具有重要意義。本文對(duì)折彎?rùn)C(jī)械手的需求進(jìn)行技術(shù)調(diào)研，并根據(jù)調(diào)研結(jié)果確定折彎?rùn)C(jī)械手的基本參數(shù)（包括折彎?rùn)C(jī)械手的最大負(fù)載，被加工對(duì)象的最大尺寸，機(jī)械手5個(gè)軸的行程以及各軸的額定速度等），并進(jìn)行折彎?rùn)C(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建立折彎?rùn)C(jī)械手重要零部件的有限元模型，利用有限元軟件計(jì)算它在工作過程中的強(qiáng)度和剛度。建立折彎?rùn)C(jī)械手的簡(jiǎn)化模型，對(duì)其進(jìn)行模態(tài)分析，采用LANCZOS方法求出折彎?rùn)C(jī)械手的前六階固有頻率以及振型，并依據(jù)結(jié)果提出結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方案。對(duì)折彎工藝的隨動(dòng)動(dòng)作進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)特性分析（包括位移、速度、加速度分析）。根據(jù)分析結(jié)果，采用運(yùn)動(dòng)控制器對(duì)折彎?rùn)C(jī)械手進(jìn)行PVT模式控制，并采用仿真的方法進(jìn)行誤差分析，在對(duì)不同厚度不同尺寸的板料進(jìn)行的折彎試驗(yàn)中，均實(shí)現(xiàn)了跟隨動(dòng)作。對(duì)龍門式機(jī)械手的應(yīng)用進(jìn)行拓展，分析了其在其他行業(yè)中的應(yīng)用。通過分析、設(shè)計(jì)與改進(jìn)，最終完成該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。在樣機(jī)測(cè)試中，整機(jī)性能反應(yīng)良好，滿足使用需求，在后續(xù)的市場(chǎng)推廣中，也受到客戶的一致好評(píng)。

簡(jiǎn)介：本文針對(duì)液壓機(jī)械手回轉(zhuǎn)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)過程中存在機(jī)構(gòu)耦合因素及液壓系統(tǒng)本身的非線性不易被及時(shí)檢測(cè)和補(bǔ)償?shù)膯栴}設(shè)計(jì)液壓機(jī)械手雙馬達(dá)電液伺服同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)并在分析系統(tǒng)行星輪系耦合運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上建立了系統(tǒng)的非線性模型根據(jù)系統(tǒng)跟蹤性能和同步性能指標(biāo)引入定量反饋控制方法QFT提出了QFT伺服同步控制策略。液壓機(jī)械手實(shí)際操作結(jié)果顯示該策略比PID同步控制策略具有更好的驅(qū)動(dòng)性能和跟蹤性能可以解決液壓機(jī)械手雙馬達(dá)回轉(zhuǎn)平臺(tái)的同步驅(qū)動(dòng)控制問題。本文緒論部分介紹了同步驅(qū)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用的背景和研究的意義并分類介紹國(guó)內(nèi)外相關(guān)電液伺服同步驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究的發(fā)展現(xiàn)狀。最后提出了本文研究的電液伺服QFT同步控制策略并說明了研究?jī)?nèi)容。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)部分介紹了液壓機(jī)械手雙馬達(dá)同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的系統(tǒng)組成和工作原理機(jī)械設(shè)計(jì)部分說明了系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的組成和裝配形式液壓設(shè)計(jì)部分解釋了系統(tǒng)的液壓原理并進(jìn)行了元器件的計(jì)算與選型電氣部分解釋了電氣系統(tǒng)原理、擴(kuò)展的位置模塊和編碼器相關(guān)信息。系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型部分分析了液壓馬達(dá)單通道電液伺服建模過程建立非對(duì)稱閥閥芯位移馬達(dá)負(fù)載流量的數(shù)學(xué)模型、非對(duì)稱閥控液壓馬達(dá)的數(shù)學(xué)模型。最后考慮雙馬達(dá)的相互耦合建立雙馬達(dá)同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型?？刂撇呗圆糠纸榻B了定量反饋控制理論基本原理及單通道、多通道電液伺服控制系統(tǒng)的應(yīng)用并提出了應(yīng)用于實(shí)際機(jī)械手雙馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的同步控制策略并進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真研究。實(shí)驗(yàn)研究部分考慮實(shí)際工廠的生產(chǎn)環(huán)境搭建了液壓機(jī)械手系統(tǒng)平臺(tái)編寫PLC控制流程使用上位機(jī)監(jiān)控程序?qū)σ簤簷C(jī)械手雙馬達(dá)電液伺服同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究并且通過結(jié)果分析說明本文同步控制策略的有效性。結(jié)論與展望部分對(duì)文章的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行了分析歸納并展望了液壓機(jī)械手雙馬達(dá)同步驅(qū)動(dòng)電液伺服系統(tǒng)的研究方向。