簡介：工業(yè)機(jī)器人或稱機(jī)械手，在物流配送分揀領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。真空技術(shù)常用于機(jī)械手夾持抓取工件的部位；機(jī)械手夾持裝置安裝于機(jī)械手的末端，和工件直接接觸，夾持裝置的性能直接影響到機(jī)械手的性能，對生產(chǎn)效率影響很大。影響機(jī)械手搬運(yùn)可靠性的關(guān)鍵因素為搬運(yùn)動力來源和搬運(yùn)平臺機(jī)構(gòu)，因此本文研究的重點(diǎn)放在了機(jī)械手的真空系統(tǒng)和搬運(yùn)平臺機(jī)構(gòu)這兩個方面，研究發(fā)現(xiàn)呈直線排列的吸盤組合吸力同時失效的概率較大，同時相同面積上多吸盤的組合在生產(chǎn)現(xiàn)場應(yīng)得到更廣泛的應(yīng)用。機(jī)械手夾持裝置對機(jī)械手搬運(yùn)可靠性有著直接的關(guān)系，通過對比選型，針對選用的FX真空夾持裝置系統(tǒng)，吸盤布置和起吊吸力進(jìn)行分析計(jì)算，并對空托盤抓鉤機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，以提高搬運(yùn)可靠性。相應(yīng)地對所用的機(jī)械手控制程序進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，使其符合抓取要求。最后，通過實(shí)際運(yùn)用的效果驗(yàn)證，分揀機(jī)械手改進(jìn)項(xiàng)目取得了預(yù)想的使用效果。

簡介：隨著注塑行業(yè)的快速發(fā)展三軸與五軸機(jī)械手已廣泛用于注塑生產(chǎn)中。由于結(jié)構(gòu)簡單、能耗小、動作快、精度高等優(yōu)點(diǎn)伺服機(jī)械手已經(jīng)成為注塑機(jī)機(jī)械手的主流。本文以注塑機(jī)機(jī)械手為研究對象根據(jù)機(jī)械手當(dāng)前成熟工藝流程設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)了一款基于WINDOWSCE嵌入式系統(tǒng)和MFC單文檔模版設(shè)計(jì)的手控器軟件系統(tǒng)。首先介紹了注塑機(jī)機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)主要包括主控制器、手控器、伺服控制系統(tǒng)及EU67接口板等組成。然后分析了早期和當(dāng)前成熟的注塑機(jī)機(jī)械手的工藝流程并將當(dāng)前的工藝流程進(jìn)行了模塊化的處理根據(jù)其功能的不同劃分為取件、合格品放置、不良品放置、取嵌件以及檢驗(yàn)?zāi)K然后對各個模塊進(jìn)行獨(dú)立介紹。使用藍(lán)海微芯的LJDEWIN7000觸摸屏開發(fā)了注塑機(jī)機(jī)械手的人機(jī)界面確定了注塑機(jī)機(jī)械手人機(jī)界面的總體結(jié)構(gòu)。并根據(jù)注塑機(jī)機(jī)械手的工藝流程的特性將示教系統(tǒng)將示教系統(tǒng)分成若干獨(dú)立的功能模塊然后分別對這些模塊進(jìn)行編程設(shè)計(jì)然后設(shè)計(jì)了直觀、友好的人機(jī)交互界面。最后通過對注塑機(jī)機(jī)械手控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證和工廠驗(yàn)證來驗(yàn)證機(jī)械手控制系統(tǒng)的功能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

簡介：隨著自動化生產(chǎn)進(jìn)程的推進(jìn)以及對自動控制系統(tǒng)研究的深入再加上近年用工荒的問題日益嚴(yán)重對工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械手的研究和應(yīng)用必將成為今后的趨勢其中多軸機(jī)械手靈活度高能靈活完成多道工序它的應(yīng)用必將會節(jié)省大量人力勞動同時也能提高生產(chǎn)效率進(jìn)而提升企業(yè)的核心競爭力。為了提高多軸機(jī)械手在作業(yè)過程中的準(zhǔn)確度和速度同時提升其靈活性本文在分析國內(nèi)外機(jī)械手作業(yè)和機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)難點(diǎn)的基礎(chǔ)上并結(jié)合實(shí)際考察主要針對多軸機(jī)械手多點(diǎn)定點(diǎn)作業(yè)時的路徑規(guī)劃問題對已知阻隔物進(jìn)行避讓問題連續(xù)小直線段路徑中速度反復(fù)回零的問題以及多軸機(jī)械手控制系統(tǒng)中人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)等問題進(jìn)行了細(xì)致的研究取得的成果如下1、通過對多軸機(jī)械手控制系統(tǒng)整體架構(gòu)的分析采用兩塊STM32系列芯片分別實(shí)現(xiàn)顯示和運(yùn)動控制功能并結(jié)合軌跡規(guī)劃和速度控制算法提升機(jī)械手性能的方案。2、研究了BEZIER曲線和B樣條曲線算法針對多點(diǎn)定點(diǎn)快速運(yùn)動提出了基于反算控制點(diǎn)的B樣條自適應(yīng)算法通過仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了算法的有效性。3、提出了三點(diǎn)圓弧算法以及特征點(diǎn)求值算法在實(shí)現(xiàn)對已知阻隔避讓的同時保證路徑的平滑連續(xù)性。4、設(shè)計(jì)了多段預(yù)處理速度規(guī)劃算法并與直線加減速控制相結(jié)合作為機(jī)械手的速度控制策略解決了多段小直線段路徑中反復(fù)回零速度的問題通過仿真驗(yàn)證了算法有效性。5、設(shè)計(jì)并完成了基于STM32系列主控芯片和迪文人機(jī)界面交互模組的多軸機(jī)械手控制系統(tǒng)詳細(xì)介紹了系統(tǒng)主要硬件電路數(shù)據(jù)傳輸格式及解析系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)以及人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)。6、對研究工作總結(jié)提出有待改進(jìn)的內(nèi)容。

簡介：當(dāng)下，浙江中小企業(yè)正陷入艱難的產(chǎn)業(yè)升級泥潭中，單純通過低成本來贏利已無法繼續(xù)這一現(xiàn)實(shí)，因而塑造獨(dú)特鮮明的品牌識別作為企業(yè)提高自我價(jià)值的重要手段已成為企業(yè)普遍共識。強(qiáng)勢清晰的品牌識別可以給用戶帶來深刻的印象，然而用戶通過使用產(chǎn)品來形成產(chǎn)品識別的認(rèn)知與品牌識別的認(rèn)知往往不一致，甚至相矛盾，更無法加深對品牌的認(rèn)知甚至品牌的忠誠度。同時，企業(yè)設(shè)計(jì)師對如何找出正確的切入點(diǎn)設(shè)計(jì)出貼合企業(yè)目標(biāo)品牌形象的產(chǎn)品來鞏固既有的品牌識別又將品牌形象融入產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，還處于苦苦探索階段中。本研究主要基于實(shí)際項(xiàng)目偉立公司機(jī)械手項(xiàng)目，嘗試從用戶的角度入手，試圖借用感性工學(xué)的因子分析法，線性回歸法將用戶的感性認(rèn)知量化探討品牌、產(chǎn)品、用戶三者之間的內(nèi)在關(guān)系，引入產(chǎn)品識別一致性認(rèn)知指數(shù)作為品牌識別和產(chǎn)品識別一致性的評判標(biāo)準(zhǔn)，找出目標(biāo)學(xué)習(xí)性企業(yè)，并繪制關(guān)系圖譜，縱向比較兩者相互關(guān)系，建立與影響產(chǎn)品識別一致性的主要感性意象相對應(yīng)機(jī)械手造型設(shè)計(jì)要素庫，為企業(yè)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出符合用戶認(rèn)知的產(chǎn)品造型提供了設(shè)計(jì)依據(jù)與切入點(diǎn)。研究最后依據(jù)實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)設(shè)計(jì)建議，對機(jī)械手產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)，通過語義差異實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案以及方法的可行性。本次研究的主要內(nèi)容是對現(xiàn)有方法的整合及流程的改進(jìn)，結(jié)果最終也獲得了企業(yè)及設(shè)計(jì)師的肯定，使得設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品不僅鞏固既有的品牌識別又提高了與品牌識別的一致性。通過結(jié)合感性工學(xué)研究相關(guān)的方法，為企業(yè)及設(shè)計(jì)師提供了更為可靠地理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。

簡介：航空輪胎性能的優(yōu)劣直接影響到飛機(jī)起飛和降落的安全性。為了提高輪胎的安全性能航空輪胎生產(chǎn)商迫切需要掌握輪胎內(nèi)部溫度的情況以根據(jù)其改進(jìn)輪胎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料配方。近年來隨著機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展機(jī)器人得到了廣泛的應(yīng)用用來代替人類在危險(xiǎn)的作業(yè)環(huán)境中工作。針對目前的機(jī)械手存在操作困難、作業(yè)效率低等問題本文以測量輪胎溫度為目的設(shè)計(jì)了一種基于雙目視覺的機(jī)械手。該機(jī)械手系統(tǒng)結(jié)合了雙目立體視覺技術(shù)使機(jī)械手能夠?qū)崿F(xiàn)自動定位能自動完成對輪胎溫度的測量以提高機(jī)械手的智能性、作業(yè)效率以及定位的精確性。本文介紹了基于雙目視覺的輪胎溫度測量機(jī)械手的系統(tǒng)的總體框架重點(diǎn)研究了機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、運(yùn)動學(xué)、雙目立體視覺技術(shù)、控制硬件及控制仿真等具體如下機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)方面首先根據(jù)動態(tài)模擬試驗(yàn)機(jī)的工作特點(diǎn)確定了輪胎溫度測量機(jī)械手的各項(xiàng)基本參數(shù)、結(jié)構(gòu)形式和驅(qū)動方式等對機(jī)械手整體機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了完整的設(shè)計(jì)。機(jī)械手運(yùn)動學(xué)方面通過推算求出了由視覺坐標(biāo)系向世界坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法利用機(jī)械手運(yùn)動建模的DH方法進(jìn)行了正運(yùn)動學(xué)和逆運(yùn)動學(xué)的推算。其中在逆運(yùn)動學(xué)推導(dǎo)中利用一種簡化的逆運(yùn)動學(xué)算法可以很好的簡化求解過程和降低推算的復(fù)雜度。機(jī)械手控制部分的雙目立體視覺子模塊它是本系統(tǒng)重要的一部分包括圖像去噪、攝像機(jī)標(biāo)定、圖像匹配以及三維求距等研究內(nèi)容。本文詳細(xì)研究了雙目立體視覺模塊中圖像預(yù)處理和攝像機(jī)標(biāo)定的方法。以快速、準(zhǔn)確匹配為目標(biāo)提出了一種基于點(diǎn)基元灰度的圖像匹配算法。此算法在保證精度的前提下能大大提高算法的實(shí)時性。此外在考慮攝像機(jī)鏡頭畸變的基礎(chǔ)上分析了平行雙目視覺系統(tǒng)的三維目標(biāo)定位原理用平行光軸視覺系統(tǒng)對目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行了三維定位。機(jī)械手控制硬件和仿真方面對基于FPGA的PCI接口的運(yùn)動控制卡進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)對本文設(shè)計(jì)的機(jī)械手進(jìn)行了詳細(xì)的動力學(xué)分析并在此基礎(chǔ)上對機(jī)械手在控制上采用了PID控制技術(shù)通過仿真實(shí)驗(yàn)表明了該控制方法對輪胎溫度測量機(jī)械手進(jìn)行控制的有效性。

簡介：機(jī)械手爪是工業(yè)機(jī)器人的一個重要組成部分，大部分的工業(yè)生產(chǎn)任務(wù)都要靠機(jī)械手爪執(zhí)行和完成。在工業(yè)生產(chǎn)中，當(dāng)所抓取的物品形狀比較固定，外表比較堅(jiān)硬時，機(jī)械手爪可以按照預(yù)先設(shè)定的力去抓取物品，完成抓取任務(wù)。然而，當(dāng)抓取易碎、易變形的物品，這種方式有可能對所抓取的物品造成損傷甚至損壞物品。因此，工業(yè)生產(chǎn)中，在特定的情況下機(jī)械手爪抓取物品時要求具有軟抓取功能。針對這一現(xiàn)狀，本文提出并設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低的壓電式滑覺傳感器，并對該滑覺傳感器的性能和可應(yīng)用型進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析與研究。本文首先介紹了機(jī)械手爪的發(fā)展概況，分析了機(jī)械手爪在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用情況以及在生產(chǎn)實(shí)踐中存在的問題。其次，針對此問題并依據(jù)本課題的應(yīng)用要求設(shè)計(jì)和制作了滑覺傳感器，分析并設(shè)計(jì)其相關(guān)調(diào)理電路，計(jì)算滑覺傳感器輸出信號的接觸覺與滑覺的特征值。然后介紹了氣動伺服機(jī)械手爪系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理，在MATLAB環(huán)境下建立了氣動伺服機(jī)械手爪夾持力模糊自適應(yīng)PID控制系統(tǒng)的仿真模型，仿真結(jié)果表明了該方法的有效性。最后對本文所做的工作進(jìn)行總結(jié)，指出本文所做工作的不足和需要改進(jìn)的地方，并作一展望。

簡介：分類號密級UDC學(xué)號碩士學(xué)位論文20162016年6月3日磨機(jī)換襯板機(jī)械手虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)及分析磨機(jī)換襯板機(jī)械手虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)及分析THEVIRTUALPROTOTYPEDESIGNANALYSISOFLINERREPLACEMENTMANIPULATONBALLMILL學(xué)位類別全日制工程碩士全日制工程碩士作者姓名童樂童樂學(xué)科、專業(yè)機(jī)械工程機(jī)械工程指導(dǎo)教師劉祚時劉祚時教授教授研究方向機(jī)器人技術(shù)機(jī)器人技術(shù)江西理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要Ⅰ摘要球磨機(jī)是礦山工業(yè)中主要的礦料研磨設(shè)備，安裝在其內(nèi)部的襯板極易被磨損。在實(shí)際工作中，襯板是球磨機(jī)中更換量最大的零部件之一，更換的周期短，人工更換一次需要花費(fèi)很長時間。某選礦廠長期使用葫蘆吊的方式更換襯板，不僅效率低，而且需要人工輔助。為了提高更換襯板的效率，本論文針對該選礦廠某型號球磨機(jī)，設(shè)計(jì)與之配套的磨機(jī)換襯板機(jī)械手虛擬樣機(jī)，并通過理論及仿真模擬驗(yàn)證該機(jī)械手的可行性，主要完成了以下研究工作（1）確定球磨機(jī)筒體直徑、長度，入口直徑，最大襯板單重等實(shí)際數(shù)據(jù)，以及相關(guān)性能參數(shù)，在SOLIDWKS中建立磨機(jī)換襯板機(jī)械手三維模型，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是在機(jī)械手腕部添加了三個自由度，使其具有偏航、滾動、俯仰三個方向的姿態(tài)調(diào)整能力，這三個自由度協(xié)同工作可以更加準(zhǔn)確、快捷的更換襯板，而無需人工輔助，而末端夾持裝置是采取伸縮液壓缸驅(qū)動的方式來準(zhǔn)確夾取襯板。然后，采用插值法對機(jī)械手的工作過程進(jìn)行規(guī)劃，在MOTION插件中對機(jī)械手的工作過程進(jìn)行模擬，結(jié)果表明機(jī)械手可以完成給定工作目標(biāo)，驗(yàn)證了機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。（2）為了驗(yàn)證機(jī)械手各個連桿參數(shù)設(shè)置的是否合理，采用DH方法對機(jī)械手結(jié)構(gòu)和連桿參數(shù)做出分析，構(gòu)建了運(yùn)動學(xué)方程。依據(jù)該方程，利用MATLAB對磨機(jī)換襯板機(jī)械手進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真，獲取機(jī)械手末端從任意點(diǎn)到達(dá)某一特定位置的軌跡曲線以及關(guān)節(jié)位移、速度曲線，驗(yàn)證了運(yùn)動學(xué)方程建立的正確性。在運(yùn)動學(xué)方程的基礎(chǔ)上，介紹了機(jī)械手雅可比矩陣、靜態(tài)特性相關(guān)理論，計(jì)算出機(jī)械手在末端受載的靜態(tài)情況下，為保持機(jī)械手平衡各個關(guān)節(jié)所受到的力及力矩。經(jīng)過理論計(jì)算與仿真，證明了機(jī)械手各個連桿參數(shù)設(shè)置的合理性。（3）研究了有限元模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)、模態(tài)提取方法及分析過程，在不影響分析結(jié)果的前提下簡化了機(jī)械手三維模型，導(dǎo)入WKBENCH中，對機(jī)械手進(jìn)行了模態(tài)分析，提取前五階模態(tài)，得到其固有頻率和振型。通過對結(jié)果的觀察可知，該機(jī)械手容易在4050HZ的激振源下引發(fā)共振，且出現(xiàn)共振情況時容易在末端部位產(chǎn)生變形，為避免在工作中發(fā)生共振提供了理論依據(jù)。（4）在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上，對機(jī)械手進(jìn)行了瞬態(tài)動力學(xué)分析。通過分析確定了機(jī)械手在動載荷最大的提升襯板瞬間的位移及應(yīng)力響應(yīng)，主要集中在機(jī)械手末端，其他部位影響較小，最大應(yīng)力及位移響應(yīng)發(fā)生在腕部位置，通過對結(jié)果的觀察和分析，證明了該機(jī)械手強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞磨機(jī)換襯板機(jī)械手；運(yùn)動學(xué)；靜態(tài)特性；模態(tài)分析；瞬態(tài)動力學(xué)分析

簡介：隨著國力的增強(qiáng)和世界競爭力的不斷增大，機(jī)器人的發(fā)展也越來越受到國家的重視，特別是機(jī)械手領(lǐng)域的發(fā)展更為突出。機(jī)械手不僅應(yīng)用于傳統(tǒng)制造業(yè)如采礦，冶金，石油，化學(xué)，船舶等領(lǐng)域，同時也已開始擴(kuò)大到核能，航空，航天，醫(yī)藥，生化等高科技領(lǐng)域以及家庭清潔，醫(yī)療康復(fù)等服務(wù)業(yè)領(lǐng)域中。本文主要介紹了一種人機(jī)交互式的跟蹤目標(biāo)的機(jī)械手，并以機(jī)器人智能上假肢為例詳細(xì)介紹了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。假肢主要以一種微型工控機(jī)作為其控制主板，并以一種高性能機(jī)器人專用舵機(jī)作為假肢的驅(qū)動裝置。針對假肢分析并建立了DH坐標(biāo)系，并根據(jù)此坐標(biāo)系推導(dǎo)出了假肢的正運(yùn)動學(xué)方程。其次介紹了假肢的整體空間模型，主要由兩個位姿傳感器和激光測距傳感器組成。兩個位姿傳感器一個安裝在佩戴者肩部，一個安裝在頭部，通過比較這兩個位姿傳感器的角度可以得出頭部的轉(zhuǎn)動和俯仰角度。通過激光測距傳感器確定目標(biāo)物的位置以及距離，并通過一定的空間坐標(biāo)變換舉證，得出了一種能對空間隨機(jī)目標(biāo)進(jìn)行坐標(biāo)定位的算法。由于求解逆運(yùn)動學(xué)方程往往會出現(xiàn)多解或者無解的情況，所以本文提出了一種利用GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求逆解的新型智能算法，此算法有效的避免了以往運(yùn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)離不開MTALAB的困境，使得在普通單片機(jī)上運(yùn)行成為可能。另外為了提高假肢的運(yùn)行速度和穩(wěn)定性，針對舵機(jī)的性能，提出了一種比例控制舵機(jī)速度和柔性的算法，有效的提高了假肢的運(yùn)行速度和穩(wěn)定性。論文還介紹了一種運(yùn)用智能手機(jī)語音識別和手機(jī)藍(lán)牙控制假肢的新型控制方法。最后介紹了假肢控制系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)方法和操作流程圖。

簡介：基于注塑機(jī)的伺服機(jī)械手的研究學(xué)位論文完成日期指導(dǎo)教師簽字答辯委員會成員簽字基于注塑機(jī)的伺服機(jī)械手的研究II

簡介：自動化裝箱可以減少工人勞動強(qiáng)度、改善勞動環(huán)境、提高安全系數(shù)、降低生產(chǎn)成本，是提高生產(chǎn)企業(yè)效率的必然選擇，利用氣動機(jī)械手是裝箱行業(yè)中一種較常用的手段。然而，目前自動化程度較高的機(jī)械手一般價(jià)格昂貴，而我國的一些私人企業(yè)顧及成本不愿購買。本文設(shè)計(jì)一種適合我國裝箱行情的實(shí)用性高、價(jià)格低廉的機(jī)械手。本文詳細(xì)介紹了氣動式裝箱機(jī)械手的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，在裝箱機(jī)械手設(shè)計(jì)過程中堅(jiān)持在保證功能的前提下盡量降低成本的設(shè)計(jì)理念，完成裝箱機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)和氣路系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。利用ADAMS軟件根據(jù)裝配圖生成虛擬樣機(jī)模型，對裝箱碼放作業(yè)進(jìn)行了動作規(guī)劃和運(yùn)動仿真。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)氣動式裝箱機(jī)械手的功能，設(shè)計(jì)了基于PLC的控制系統(tǒng)，對其軟硬件進(jìn)行了選型與電路設(shè)計(jì)，完成了軟件梯形圖的設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，完成了氣動裝箱機(jī)械手的制造、安裝與調(diào)試。本文通過模塊化設(shè)計(jì)，研制了一套比較經(jīng)濟(jì)適用的裝箱機(jī)械手，該機(jī)械手以氣動系統(tǒng)為主體，提供了一種可行的工業(yè)制造方案，也拓展了氣動技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍。

簡介：隨著我國城市化進(jìn)程的日益加快，各種市政管道施工工程在不斷增加。而目前我國的管道施工技術(shù)還停留在人機(jī)混合作業(yè)的狀態(tài)下，在施工中起重機(jī)和挖掘機(jī)經(jīng)常用來配合工人進(jìn)行管道吊裝和對接工作。由于管道埋設(shè)比較深，極易出現(xiàn)溝槽的塌方，每年因此造成的人員傷亡事故時有發(fā)生。因此，如何減少管道施工的傷亡事故，提高管道施工的效率，使管道施工與現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)有機(jī)結(jié)合是目前管道施工行業(yè)急需解決的問題。本文研究的管道施工機(jī)械手是用于城市建設(shè)中大型地下管網(wǎng)施工的現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備，它的應(yīng)用在提高管道施工效率的同時會大大提高地下管道施工的安全性。本文主要針對管道施工機(jī)械手的機(jī)械原理、基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的管道施工機(jī)械手動力學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)分析，機(jī)械手的光電定位技術(shù)和機(jī)械手的控制策略等方面進(jìn)行了研究。論文重點(diǎn)研究工作、創(chuàng)新及其特色如下1、管道施工機(jī)械手的機(jī)械原理研究根據(jù)我國市政建設(shè)中地下管道鋪設(shè)的現(xiàn)場狀況，本文研究設(shè)計(jì)了帶有自鎖功能的管道施工機(jī)械手。該機(jī)械手以挖掘機(jī)為載體，具有4個自由度，由回轉(zhuǎn)連接機(jī)構(gòu)、十字導(dǎo)軌和叉式提升機(jī)構(gòu)等組成，借助于挖掘機(jī)，該機(jī)械手可以實(shí)現(xiàn)管道在空間范圍內(nèi)的姿態(tài)調(diào)整。叉式提升機(jī)構(gòu)能利用管道的重力自動鎖緊管道，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手與管道的固定。管道放下后，利用彈簧使叉手自動復(fù)位。為了防止管道被壓潰，對自鎖卡手作用在管道上的卡緊力進(jìn)行了分析，得出了計(jì)算卡緊力的公式和影響卡緊力大小的參數(shù)，為保證機(jī)械手的正常工作提供基本的依據(jù)。利用DH方法建立了機(jī)械手的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)模型，為機(jī)械手的控制策略研究奠定基礎(chǔ)。2、管道施工機(jī)械手虛擬樣機(jī)建模與動力學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)分析為了能夠準(zhǔn)確模擬機(jī)械手的工作過程，為物理樣機(jī)的設(shè)計(jì)和制造提供參數(shù)依據(jù)，聯(lián)合采用SOLIDWKS、ANSYS、ADAMS軟件建立機(jī)械手的虛擬樣機(jī)。虛擬樣機(jī)建模過程中主要采用了如下方法考慮到機(jī)械手在工作過程中部分構(gòu)件的形變對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響，虛擬樣機(jī)采用剛?cè)狁詈辖７绞剑θ嵝詷?gòu)件的應(yīng)力與應(yīng)變進(jìn)行了分析為了避免冗余約束的產(chǎn)生，使模型中導(dǎo)輪與導(dǎo)軌之間的作用力更接近實(shí)際工況，機(jī)械手模型在導(dǎo)輪之間添加了過渡軸為了真實(shí)模擬機(jī)械手工作時摩擦力的狀態(tài)，針對傳統(tǒng)添加摩擦力的方法不能準(zhǔn)確時時跟蹤摩擦力的變化，采用了添加外力等效運(yùn)動副中的摩擦力的方法。利用仿真數(shù)據(jù)提供的設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)制造了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果的對比驗(yàn)證了機(jī)械手虛擬樣機(jī)建模正確，與實(shí)驗(yàn)樣機(jī)高度相符。3、管道施工機(jī)械手的光電定位技術(shù)研究針對管道施工機(jī)械手的實(shí)際工作情況，本文研究了不同工況下機(jī)械手在鋪設(shè)管道時的光電定位技術(shù)，并設(shè)計(jì)開發(fā)出了機(jī)械手的光電定位系統(tǒng)。利用逆坐標(biāo)變換理論分別建立了單靶定位、雙靶定位和三靶定位時光電定位系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，該模型為控制系統(tǒng)控制機(jī)械手的運(yùn)動提供了控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)管道的對接與安裝。對光電定位系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析與實(shí)驗(yàn)研究并通過實(shí)驗(yàn)分別測試了光電定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和無線傳輸數(shù)據(jù)能力，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，得出了影響光電定位系統(tǒng)工作能力的因素。通過對光電定位系統(tǒng)的仿真和實(shí)驗(yàn)測試，表明該光電定位系統(tǒng)能夠滿足機(jī)械手完成管道鋪設(shè)任務(wù)的要求。4、管道施工機(jī)械手的控制策略研究管道施工機(jī)械手是一個多輸入、多輸出的非線性、強(qiáng)耦合的機(jī)械系統(tǒng)，且機(jī)械手在鋪設(shè)管道過程所握持水泥管節(jié)和機(jī)械手自身位姿的時刻變化對機(jī)械手系統(tǒng)影響很大，傳統(tǒng)的跟蹤控制和抗干擾控制已不能滿足機(jī)械手運(yùn)動穩(wěn)定性和抗干擾性要求。本文在對機(jī)械手動力學(xué)特性進(jìn)行了分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種基于RBF的10輸入、5輸出的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器，給出了一種不同于傳統(tǒng)算法的新型模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法，并利用改進(jìn)的遺傳算法對隸屬函數(shù)和模糊控制規(guī)則進(jìn)行優(yōu)化，對控制器進(jìn)行了仿真研究。仿真結(jié)果表明優(yōu)化后的控制器動態(tài)性能良好、在輸出信號控制下，各個關(guān)節(jié)可以很好的動態(tài)跟蹤輸出軌跡，完全能夠滿足機(jī)械手安裝水泥管節(jié)的精度要求。

簡介：本文綜述了近年來電子產(chǎn)品行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，我國現(xiàn)在仍有一些企業(yè)采用手工進(jìn)行電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制造，這在一定程度上出現(xiàn)工作強(qiáng)度大，安全性差，難以長期保證電子產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子產(chǎn)品制造的自動化逐漸被廣泛應(yīng)用，機(jī)械手也成為這一領(lǐng)域里的重要組成部分。在國內(nèi)南方的一些揚(yáng)聲器生產(chǎn)企業(yè)，面對當(dāng)今員工工資水平不斷提高的趨勢，最大化的提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益刻不容緩。隨著機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)，氣動，液壓元件的不斷優(yōu)化，運(yùn)動控制卡，PLC等控制元件的不斷發(fā)展及改進(jìn)，機(jī)械手在揚(yáng)聲器生產(chǎn)線的半自動化和自動化起著舉足輕重的作用。本文結(jié)合揚(yáng)聲器生產(chǎn)線的實(shí)際生產(chǎn)要求，即提高產(chǎn)品生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)周期。本文對原有生產(chǎn)線進(jìn)行分析研究，并針對揚(yáng)聲器生產(chǎn)線上揚(yáng)聲器充磁工序和極性測試工序采用人工操作，成本高，質(zhì)量效率等難以保證等實(shí)際問題，進(jìn)行自動充磁機(jī)械手的研究設(shè)計(jì)。根據(jù)對公司揚(yáng)聲器生產(chǎn)線揚(yáng)聲器加工過程中的實(shí)際需要，整體按照“提出問題分析問題解決問題”的模式，理論聯(lián)系實(shí)際，查閱相關(guān)資料及文獻(xiàn)，與指導(dǎo)老師及工程人員討論分析所設(shè)計(jì)內(nèi)容等，最終確定機(jī)械手采用機(jī)、電、氣一體化的方案，參考機(jī)械手的動作流程，設(shè)計(jì)機(jī)械手機(jī)械系統(tǒng)方案，驅(qū)動傳動系統(tǒng)及控制系統(tǒng)方案。采用氣缸執(zhí)行元件為機(jī)械手機(jī)械主體，以其它機(jī)械設(shè)計(jì)零部件為輔組成機(jī)械系統(tǒng)選用電機(jī)和外滑式直線驅(qū)動模組的組合方式作為驅(qū)動傳動系統(tǒng)的主體，充分運(yùn)用伺服電機(jī)的位置控制模式和外滑式直線驅(qū)動模組的高速平穩(wěn)特性運(yùn)用PLC和觸摸屏的組合方式作為控制系統(tǒng)控制主體，輔助以繼電器，電磁閥等電氣元件組成控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)研究充分結(jié)合揚(yáng)聲器生產(chǎn)線生產(chǎn)車間實(shí)際工作條件及環(huán)境，并結(jié)合公司對材料，電子元器件，各機(jī)械部件等的科研條件，設(shè)計(jì)制作各種方案，反復(fù)試驗(yàn)，制作樣機(jī)，不斷改進(jìn)，充分利用氣動機(jī)械手安全使用，操作維修方便等優(yōu)點(diǎn)，與PLC進(jìn)行運(yùn)動控制相結(jié)合，最終成功研制自動充磁機(jī)械手，現(xiàn)在揚(yáng)聲器生產(chǎn)線實(shí)際生產(chǎn)中正常運(yùn)行，它簡單實(shí)用，專用性強(qiáng)，僅為揚(yáng)聲器生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)對揚(yáng)聲器的充磁測試操作。自動充磁機(jī)械手的適應(yīng)性較強(qiáng)，它可以根據(jù)生產(chǎn)線的速度，揚(yáng)聲器，充磁臺的位置，進(jìn)行測試位置、時間等作相應(yīng)改變。自動充磁機(jī)械手在揚(yáng)聲器生產(chǎn)線對揚(yáng)聲器生產(chǎn)線由手工方式向半自動化，自動化轉(zhuǎn)變，減少工人數(shù)量，提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高安全性，提升工廠車間形象等發(fā)揮重要作用。最后，總結(jié)全文，總結(jié)了揚(yáng)聲器自動充磁機(jī)械手的設(shè)計(jì)研究概況，通過自動充磁機(jī)械手的正常工作運(yùn)行，表明本文自動充磁機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案是可行的。展望中對課題研究提出一些需改進(jìn)或完善的方面，以便共后續(xù)研究參考。本課題是一個機(jī)、電、氣緊密結(jié)合的工廠實(shí)際項(xiàng)目，重在實(shí)用，具有較強(qiáng)的理論意義、實(shí)用價(jià)值，深刻的學(xué)術(shù)研究內(nèi)涵。

簡介：碩士學(xué)位論文噴丸式復(fù)雜型面強(qiáng)化設(shè)備機(jī)械手的設(shè)計(jì)作者姓名趙一霽學(xué)科、專業(yè)機(jī)械制造及其自動化學(xué)號212010080201002指導(dǎo)教師費(fèi)凌教授完成日期2013年5月密級噴丸式復(fù)雜型面強(qiáng)化設(shè)備機(jī)械手的設(shè)計(jì)分類號密級UDC密級西華大學(xué)生碩士學(xué)位論文西華大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明華大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明作者鄭重聲明所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，也不包含其他已申請學(xué)位或其他用途使用過的成果。與我一同工作的同志對本研究所做的貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。若有不實(shí)之處，本人愿意承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任。學(xué)位論文作者簽名指導(dǎo)教師簽名日期日期西華大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書西華大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)屬于西華大學(xué)，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱，西華大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)印手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密的論文在解密后遵守此規(guī)定學(xué)位論文作者簽名指導(dǎo)教師簽名日期日期

簡介：隨著工業(yè)生產(chǎn)自動化程度的不斷提高，機(jī)械手在生產(chǎn)現(xiàn)場的流水線中扮演著越來越重要的作用，已成為現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。由于臥式注塑機(jī)便于體現(xiàn)自動化的優(yōu)勢，與臥式注塑機(jī)配合使用的通用機(jī)械手得到廣泛運(yùn)用。各個廠家生產(chǎn)的與該注塑機(jī)配合的機(jī)械手都已經(jīng)相對統(tǒng)一，結(jié)構(gòu)與功能已趨于完善。但個別廠家由于各種條件限制，使用的是立式注塑機(jī)，且不想使用人力來進(jìn)行取件和放件操作，也希望通過機(jī)械手來提高生產(chǎn)效率。面對國內(nèi)生產(chǎn)的側(cè)取機(jī)械手不夠穩(wěn)定，進(jìn)口的側(cè)取機(jī)械手存在價(jià)格昂貴等問題。這對開發(fā)側(cè)取機(jī)械手有著重要的意義。本輪文以側(cè)取機(jī)械手控制系統(tǒng)為研究對象，對氣動控制技術(shù)、伺服控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)進(jìn)行了研究，運(yùn)用歐姆龍PLC和觸摸屏分別完成了側(cè)取機(jī)械手控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)和界面設(shè)計(jì)，并通過現(xiàn)場調(diào)試和試驗(yàn)完成了機(jī)械手的可靠性論證。本論文的主要工作側(cè)重于對側(cè)取機(jī)械手的運(yùn)動控制設(shè)計(jì)以及觸摸屏監(jiān)控設(shè)計(jì)。首先對機(jī)械手各個部分的機(jī)構(gòu)及動作流程進(jìn)行分析，確定總體控制方案。然后分別對系統(tǒng)輸入電路、氣動控制電路以及伺服控制電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。該部分內(nèi)容主要有氣壓驅(qū)動中的中間繼電器、電磁閥、氣缸控制線路設(shè)計(jì)伺服電機(jī)選型、傳動比、電子齒輪比的計(jì)算以及伺服驅(qū)動器與PLC的連接方式等。然后是對系統(tǒng)軟件控制流程的制定和控制程序的編寫，該部分包括對原點(diǎn)復(fù)歸程序的設(shè)計(jì)、手動控制程序的設(shè)計(jì)、自動控制程序的設(shè)計(jì)、報(bào)警、急停程序的設(shè)計(jì)以及觸摸屏控制程序的設(shè)計(jì)等。最后，通過現(xiàn)場調(diào)試，驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性使用光電檢測儀對系統(tǒng)的重復(fù)定位精度進(jìn)行了測量驗(yàn)證。

簡介：隨著社會的發(fā)展以及科技水平的不斷進(jìn)步，微小環(huán)境操作機(jī)械手的應(yīng)用越來越廣泛。針對目前微小操作機(jī)械手普遍存在的一些問題，本文提出了將套索傳動技術(shù)與比例映射控制技術(shù)應(yīng)用于微小操作機(jī)械手的開發(fā)上以改善其操作性能。套索傳動是由拉索和套管組成的柔軟傳動副，它具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、成本低、可遠(yuǎn)程傳動和傳動路線靈活等優(yōu)點(diǎn)。比例映射控制是一種主從式控制方法，它可以簡化機(jī)械手的控制系統(tǒng)。為了將套索傳動技術(shù)及比例映射控制技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械手上，本文先從對這兩項(xiàng)技術(shù)的研究出發(fā)，依次提出了了拉索端部固定方法、套索張緊機(jī)構(gòu)、機(jī)械手模型、機(jī)械手主手與從手的初步映射比例、基于套索傳動的比例映射控制模式。在上述研究的基礎(chǔ)上，為了展示將套索傳動技術(shù)及比例映射控制技術(shù)應(yīng)用在微小操作機(jī)械手上的優(yōu)越性，本文研制了一個具有直線移動、左右偏轉(zhuǎn)、上下俯仰、繞主軸翻轉(zhuǎn)和夾持五個自由度的套索驅(qū)動機(jī)械手樣機(jī)，并對該樣機(jī)進(jìn)行了基本動作演示實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該機(jī)械手樣機(jī)能很好地完成各項(xiàng)指定操作任務(wù)。對機(jī)械手進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析，包括正運(yùn)動學(xué)分析和逆運(yùn)動學(xué)求解，求取了機(jī)械手頭部執(zhí)行器的雅克比矩陣和工作空間，并求取了該工作空間的凹、凸邊界。將比例映射控制模式應(yīng)用于機(jī)械手裝置，針對比例映射的實(shí)現(xiàn)問題，從理論上對頭部執(zhí)行器和尾部操作盒各對應(yīng)關(guān)節(jié)之間的運(yùn)動映射關(guān)系進(jìn)行推導(dǎo)，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。