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簡介:針對目前我國在城市窨井清淤方面的不足,如大多數(shù)城市仍采用人工清淤的方式、清淤不徹底、工人勞動強(qiáng)度大、存在著安全隱患等這些問題,提出了一種實(shí)用的窨井清淤機(jī)械手的機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)可以在清淤過程中實(shí)現(xiàn)高效率、操作簡便、機(jī)械代替人工的目的,并對這種窨井清淤機(jī)械手進(jìn)行了設(shè)計(jì)與研究。1)根據(jù)功能需求分析,對窨井清淤機(jī)械手提出了設(shè)計(jì)方案,并對可更換抓斗進(jìn)行了概述與設(shè)計(jì),最后確定了各部分機(jī)構(gòu)的尺寸參數(shù),通過三維建模軟件SOLIDWKS對窨井清淤機(jī)械手進(jìn)行了三維模型的建立并進(jìn)行了模型的裝配。2)對機(jī)器人運(yùn)動學(xué)理論進(jìn)行了概述,在運(yùn)動學(xué)理論基礎(chǔ)上利用DH法,對機(jī)械手建立了連桿坐標(biāo)系并進(jìn)行了機(jī)械手運(yùn)動學(xué)分析,得出正逆運(yùn)動學(xué)方程。3)對窨井清淤機(jī)械手的主要部位做了力學(xué)分析,建立有限元模型,用ANSYS有限元分析軟件對水平伸縮臂和升降臂的受力較大的部位做了有限元分析,最后得出等效應(yīng)力云圖和等效應(yīng)變云圖。4)對窨井清淤機(jī)械手進(jìn)行了液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并對各個液壓缸技術(shù)參數(shù)做了計(jì)算;對窨井清淤機(jī)械手進(jìn)行了控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。研究成果對我國城市窨井清淤過程中減小勞動強(qiáng)度、提高作業(yè)自動化水平、消除工人作業(yè)過程中的安全隱患等方面具有重要意義。
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簡介:對于整個磨機(jī)系統(tǒng)而言,襯板是數(shù)量最大的零部件之一,也是受磨損破壞量最多的零部件之一。傳統(tǒng)采用人工的方式更換襯板耗時長,工人的勞動強(qiáng)度也大且還存在安全隱患,這嚴(yán)重影響磨機(jī)的作業(yè)效率。因此,研制出性能穩(wěn)定、工作可靠的磨機(jī)換襯板專用機(jī)械手對解決礦山磨機(jī)襯板更換問題,將產(chǎn)生重大意義。本文以某礦山選礦廠筒體直徑為48M的球磨機(jī)為對象,針對初期設(shè)計(jì)的磨機(jī)換襯板專用機(jī)械手撓度過大的問題,采用連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化的方法對其進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì),得到的磨機(jī)換襯板專用機(jī)械新手結(jié)構(gòu),并通過仿真分析進(jìn)行驗(yàn)證。本研究主要內(nèi)容包括⑴分析磨機(jī)換襯板專用機(jī)械手的原理及組成,設(shè)計(jì)其運(yùn)動系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)與最大負(fù)載下四個不同工況。對比分析各工況,并針對其中三個相對較危險(xiǎn)工況做了結(jié)構(gòu)靜力分析,以確定危險(xiǎn)工況。同時,為確定對整機(jī)撓度變形影響較大的零部件,對主要組成部件吊臂與爪具體也進(jìn)行了具體的撓度變形分析。結(jié)果表明安裝離機(jī)械手最遠(yuǎn)且俯仰角最小位置的襯板時對應(yīng)的工況3的應(yīng)力與變形都是最大的,即確定工況3為危險(xiǎn)工況;危險(xiǎn)工況下,整機(jī)最大變形量為7713MM,即撓度變形過大、剛度不足;且吊臂與爪具體單部件獨(dú)的變形量都大,則知它們對整機(jī)的撓度變形影響度很大。由此得到的結(jié)論為后文磨機(jī)換襯板專用機(jī)械手拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)指明了方向。⑵在HYPERWKS軟件的優(yōu)化模塊OPTISTRUCT中,基于SIMP方法的拓?fù)鋬?yōu)化模型以體積分?jǐn)?shù)為約束、最小柔度為目標(biāo)的方法,對磨機(jī)換襯板專用機(jī)械手的吊臂與爪具體分別做了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì),得到新結(jié)構(gòu)。最后針對危險(xiǎn)工況做了整機(jī)的剛度驗(yàn)證。結(jié)果表明經(jīng)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)后,整機(jī)的撓度變形減小到4228MM,且應(yīng)力仍小于材料許用應(yīng)力值,機(jī)械手準(zhǔn)確抓取并對位安裝襯板的可靠性得到提高。⑶針對危險(xiǎn)工況,對拓?fù)鋬?yōu)化后的磨機(jī)換襯板專用機(jī)械手做模態(tài)分析與瞬態(tài)分析,并與優(yōu)化前的分析結(jié)果作對比;同時在SOLIDWKSMOTION插件中做工作過程運(yùn)動仿真。結(jié)果顯示拓?fù)鋬?yōu)化后的磨機(jī)換襯板專用機(jī)械手的前兩階固有頻率得到提高,更好地避免低頻干擾共振的發(fā)生;在瞬態(tài)沖擊載荷作用下,優(yōu)化前的整機(jī)在16S后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),而優(yōu)化后僅在08S后就達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài),時間明顯縮短,整機(jī)的穩(wěn)定性更好;運(yùn)動仿真過程中位移、速度及加速度曲線均是光滑的,不產(chǎn)生零部件間的干涉碰撞,即拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)的整機(jī)在運(yùn)動性能方面結(jié)構(gòu)合理。
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簡介:在工業(yè)加工生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)由于工作的需要及環(huán)境的影響人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害增加了工人的勞動強(qiáng)度甚至于危及生命。用于代替、再現(xiàn)人手功能的技術(shù)裝置稱為機(jī)械手它可以模仿人手的部分動作按給定的程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動搬用、抓取等動作。自從機(jī)械手問世以來工人所面對的工作環(huán)境相應(yīng)的危害難題得到了很好的解決。本設(shè)計(jì)中簡單介紹了目前國內(nèi)外機(jī)械手的發(fā)展歷史、在工業(yè)中的應(yīng)用、工作原理以及研究現(xiàn)狀分析了PLC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、功能應(yīng)用和在機(jī)械手中的作用。在設(shè)計(jì)中對機(jī)械手教學(xué)模型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡單描述著重分析了機(jī)械手控制方式的選擇通過不同控制方式的比較可以在教學(xué)中加深學(xué)生對可編程立即控制器PLC、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)IPC、集散控制系統(tǒng)DCS以及與傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)備自動控制的優(yōu)缺點(diǎn)的理解。機(jī)械手的動作實(shí)現(xiàn)過程由編寫設(shè)計(jì)控制機(jī)械手的程序以及不斷調(diào)試來完成。在這個過程在??梢栽诮虒W(xué)中把機(jī)械手的動作進(jìn)行分解隨著教學(xué)知識的深入逐步來完成機(jī)械手的動作最后在組合為完整的程序。對組態(tài)軟件MCGS全中文工業(yè)自動化控制組態(tài)軟件進(jìn)行了簡單的介紹通過在組態(tài)軟件中工程的建立和變量的定義得過程學(xué)會了對軟件的部分操作。工程畫面的建立與動畫的連接對于機(jī)械手的程序調(diào)試有了更直觀形象的表達(dá)便于查找程序中的錯誤以及改正。利用組態(tài)軟件MCGS設(shè)計(jì)了機(jī)械手模型控制系統(tǒng)監(jiān)控界面提供了比較直觀、清晰、準(zhǔn)確的機(jī)械手運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)而為維修和故障診斷提供了多方面的可能性充分提高了系統(tǒng)的工作效率。
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簡介:康復(fù)工程學(xué)是生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)中的一個新的重要分支學(xué)科,將外骨骼機(jī)器人應(yīng)用于康復(fù)醫(yī)學(xué)是最近幾年來康復(fù)醫(yī)學(xué)的一個重要研究分支。其中外附骨骼機(jī)械手系統(tǒng)是外骨骼康復(fù)機(jī)器人當(dāng)中的一個組成部分,它是根據(jù)人手的各種運(yùn)動特征設(shè)計(jì)的,將其穿戴于手部生理機(jī)能喪失或者障礙的患者手上,可以輔助患者完成各種難以完成的動作。本文研究的外附骨骼機(jī)械手系統(tǒng)是在參考以往各種外骨骼機(jī)械手以及康復(fù)醫(yī)學(xué)理論基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)一只能夠幫助患者抓起一個水杯并能完成喝水動作的外骨骼機(jī)械手。以往應(yīng)用于康復(fù)醫(yī)學(xué)中的外骨骼機(jī)械手系統(tǒng)的研究,主要致力于輔助患者完成手部運(yùn)動,如張開和握緊,以達(dá)到活動手部肌肉,完成康復(fù)的目的。本文在本外骨骼機(jī)械手的設(shè)計(jì)中,加入了一個完成抓起水杯的動作,使機(jī)械手在達(dá)到恢復(fù)手部肌肉生理機(jī)能的目的同時還能夠完成簡單的日常動作。本文主要研究內(nèi)容包括第一,基于PROE完成了外骨骼機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)。并針對外骨骼機(jī)械手輔助人手完成抓起水杯動作的設(shè)計(jì)目的,以及人手的尺寸等實(shí)際情況,對外骨骼機(jī)械手系統(tǒng)的尺寸進(jìn)行了優(yōu)化。第二,選用了氣缸驅(qū)動作為機(jī)械手的主要驅(qū)動,打破了外骨骼機(jī)器人中對電機(jī)驅(qū)動和人工肌肉驅(qū)動的依賴。第三,對外骨骼手系統(tǒng)的運(yùn)動進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)分析。針對本外骨骼機(jī)械手抓握水杯的設(shè)計(jì)目的,對其進(jìn)行了正向和逆向的位姿分析,通過一系列的位姿矩陣方程獲得了氣缸推桿與機(jī)械手終端的位姿關(guān)系,為二指型機(jī)械手設(shè)計(jì)的尺寸綜合提供了依據(jù)。最后,基于ANSYS對其中的重要零件的應(yīng)力以及變形進(jìn)行了相應(yīng)的有限元分析。通過分析,確定外骨骼機(jī)械手的制造材料和機(jī)械結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求。
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簡介:N個接觸點(diǎn)抓持任意形狀物體的抓持力求解問題是當(dāng)前機(jī)械手抓持領(lǐng)域所面臨的關(guān)鍵性問題之一。本文針對N點(diǎn)抓持任意形狀物體時所面臨的抓持穩(wěn)定性問題、最小抓持力求解、驗(yàn)證問題進(jìn)行了相關(guān)研究。提出了抓持穩(wěn)定性的判斷流程介紹了一種基于物理的最小抓持力計(jì)算模型,并通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)證實(shí)了該模型能夠較好的解決N個接觸點(diǎn)抓持任意形狀物體時最小抓持力計(jì)算的問題。論文的主要內(nèi)容如下第一章對N點(diǎn)抓持任意形狀物體時最小抓持力計(jì)算及真實(shí)性評價問題進(jìn)行了簡單的論述,對國內(nèi)外學(xué)者在該問題所進(jìn)行的研究進(jìn)行了簡要介紹,分析了目前抓持力計(jì)算領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和重難點(diǎn),明確了本論文的研究方法和研究內(nèi)容。第二章首先對基于物理的最小抓持力計(jì)算模型進(jìn)行了推導(dǎo)和介紹;其次對多指抓持穩(wěn)定的判斷問題進(jìn)行了總結(jié)和推導(dǎo),并基于力封閉和形封閉相關(guān)理論,明確了抓持封閉性和抓持穩(wěn)定性之間的關(guān)系;最終利用形封閉相關(guān)理論,總結(jié)出判別三指抓持穩(wěn)定性的一般性方法及判斷流程。第三章以基于物理的最小抓持力計(jì)算模型為研究對象,著重對計(jì)算結(jié)果的真實(shí)性進(jìn)行研究。搭建了人手以及機(jī)械支架抓持力測量平臺,進(jìn)行了一系列抓持力測量實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)測量值與模型計(jì)算值之間的對比,證實(shí)了最小抓持力計(jì)算模型所計(jì)算結(jié)果的合理性、真實(shí)性和準(zhǔn)確性。第四章將本文提出的基于物理的最小抓持力計(jì)算模型與其他抓持力計(jì)算模型進(jìn)行對比評價,通過對相同模型相同抓持點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果之間的比對,從真實(shí)性和準(zhǔn)確性這兩個方面對本文所提出的計(jì)算模型進(jìn)行評價。第五章介紹了基于物理的力觸覺生成算法的計(jì)算程序,包括求解關(guān)鍵參數(shù)的方法以及抓持力求解的相關(guān)步驟,并對軟件界面以及界面選項(xiàng)的相關(guān)功能進(jìn)行了簡要介紹。第六章總結(jié)與展望。
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簡介:手作為人體重要的器官之一,在日常的生活、工作中具有無可替代的作用,然而其運(yùn)動功能會由于創(chuàng)傷或腦卒中等因素而受損,需借助科學(xué)的康復(fù)訓(xùn)練來恢復(fù)。機(jī)器人技術(shù)在康復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用給康復(fù)理論的發(fā)展和臨床康復(fù)技術(shù)的進(jìn)步注入了新的動力。目前,對手部康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的研究已成為醫(yī)療機(jī)器人研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。本文重點(diǎn)對康復(fù)機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)及其控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),并深入進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)分析、虛擬樣機(jī)仿真分析、數(shù)據(jù)測量實(shí)驗(yàn)平臺的搭建及物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)。首先,本文通過探索正常成年男性手指運(yùn)動規(guī)律,擬合出手指三關(guān)節(jié)彎曲角度的變化函數(shù)。在分析人手生物學(xué)特性的基礎(chǔ)上,本文對穿戴式康復(fù)機(jī)械手的手指訓(xùn)練執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)及下位機(jī)控制系統(tǒng)等模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)與研究。其中,為解決手指的彎曲伸展運(yùn)動與內(nèi)收外展運(yùn)動而設(shè)計(jì)了2自由度的手指訓(xùn)練機(jī)構(gòu)該訓(xùn)練機(jī)構(gòu)將患者手指作為機(jī)構(gòu)的一部分,使機(jī)械手外骨骼關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)中心軸線與患指關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)中心軸線重合,避免發(fā)生患指與機(jī)構(gòu)之間的滑移現(xiàn)象,此外還能夠適應(yīng)不同尺寸手指的患者使用為簡化控制系統(tǒng)及節(jié)省患者手部的使用空間,采用了單一電機(jī)的驅(qū)動形式。其次,為獲得相應(yīng)理論運(yùn)動參數(shù)及方便后續(xù)控制,本文建立了手指訓(xùn)練執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型并對其進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)分析。結(jié)合閉鏈級聯(lián)式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),本文提出主體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)分析方法,即根據(jù)各個外骨骼閉鏈的結(jié)構(gòu)關(guān)系分別建立運(yùn)動學(xué)方程,求解所需參數(shù)。接著,為進(jìn)行樣機(jī)實(shí)驗(yàn),本文搭建了相關(guān)數(shù)據(jù)測量實(shí)驗(yàn)平臺。該實(shí)驗(yàn)平臺主要由霍爾式角度傳感器、壓阻式力傳感器、端子板及工控機(jī)等部分組成。各傳感器主要用來反饋實(shí)驗(yàn)過程中的關(guān)節(jié)彎曲角度、壓力信號,并傳輸給工控機(jī)進(jìn)行后續(xù)分析。其中,為獲得較為準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),力傳感器在使用前進(jìn)行了標(biāo)定實(shí)驗(yàn),具體通過調(diào)整驅(qū)動電壓和反饋電阻阻值來獲得最佳壓力測量范圍與最佳壓力測量精度。最后,本文對康復(fù)機(jī)械手進(jìn)行了虛擬樣機(jī)仿真分析及物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)研究。仿真分析包括對機(jī)械手主體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)仿真進(jìn)行分析。將ADAMS仿真得到的軌跡曲線與MATLAB求解得到的軌跡曲線進(jìn)行對比,驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的正確性。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括人手適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)、連續(xù)被動康復(fù)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)、主動康復(fù)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)、手指指面正壓力測量實(shí)驗(yàn)。通過人手適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械手樣機(jī)對不同尺寸手指的適應(yīng)性通過主被動康復(fù)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的合理性及穩(wěn)定性通過手指指面正壓力測量試驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械手樣機(jī)的安全性,即不會對患者手指造成二次傷害。
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簡介:由于六軸工業(yè)機(jī)械手可以在空間中使末端執(zhí)行器以任何角度工作所以在工業(yè)領(lǐng)域備受青睞。所以有關(guān)六軸工業(yè)機(jī)械手的軌跡規(guī)劃與控制問題的研究一直是工業(yè)領(lǐng)域中的常青樹。而且由于作業(yè)任務(wù)不同規(guī)劃出來的路徑也不盡相同。為了排除路徑中的奇點(diǎn)、優(yōu)化運(yùn)行軌跡等問題很多人提出各種不同方法用來滿足作業(yè)需求。本文在綜述了國內(nèi)外相關(guān)學(xué)術(shù)文獻(xiàn)及理論研究的基礎(chǔ)上針對六軸機(jī)械手的控制問題提出了一種基于獨(dú)立關(guān)節(jié)控制的六軸機(jī)械手控制方法。本文從運(yùn)動學(xué)分析、軌跡生成、動力學(xué)分析及控制系統(tǒng)四個方面對該問題進(jìn)行了研究。首先本文提出一種六軸工業(yè)機(jī)械手模型以該模型為基礎(chǔ)對該模型進(jìn)行正逆運(yùn)動學(xué)分析。其次針對機(jī)械手不同種類的軌跡規(guī)劃問題提出了五種軌跡規(guī)劃方法。并用MATLAB給出路徑仿真。然后介紹了兩種動力學(xué)建模的方法并用拉格朗日函數(shù)對該模型進(jìn)行動力學(xué)分析。最后基于環(huán)境條件的不同提出幾種運(yùn)動控制方法。文中提出的軌跡規(guī)劃方法相比于主流的軌跡規(guī)劃方法具有普遍性基本上可以滿足任何工業(yè)上的工作。而基于獨(dú)立關(guān)節(jié)控制方式對于受控關(guān)節(jié)獨(dú)立于其它關(guān)節(jié)的情況效果尤其好再利用負(fù)反饋將控制系統(tǒng)的輸出包括位置、速度等信息作為系統(tǒng)的輸入變量進(jìn)行控制使得機(jī)械手的運(yùn)動保持穩(wěn)定。
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簡介:現(xiàn)階段的名優(yōu)茶采摘主要依靠人工手動采摘,勞動力的短缺、人工成本高和效率低等問題成為了制約名優(yōu)茶產(chǎn)量的主要因素,因此結(jié)合圖像處理和運(yùn)動控制的機(jī)械手自動化采摘是名優(yōu)茶采摘的必然趨勢。目前針對茶葉的圖像處理大多基于PC設(shè)備,使用PLC控制機(jī)械手運(yùn)動,這使得設(shè)備造價昂貴,不便于推廣使用。使用嵌入式技術(shù)將茶葉的圖像識別和運(yùn)動控制相集成,是一種解決目前茶葉采摘存在問題的新途徑,對于實(shí)現(xiàn)茶葉采摘自動化具有較大的工程意義。本文主要的研究內(nèi)容如下1根據(jù)采茶機(jī)械手的需求,設(shè)計(jì)了基于嵌入式芯片的硬件系統(tǒng)。系統(tǒng)由DSP、攝像頭、伺服驅(qū)動器以及伺服電機(jī)組成,將圖像識別和運(yùn)動控制集成在一起。2在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下,設(shè)計(jì)了適用于DSP的茶葉圖像處理算法。通過嵌入式視覺裝置在實(shí)驗(yàn)室光照環(huán)境下采集茶葉圖像信息將彩色圖像中的G分量作為灰度圖對鮮葉和其他背景的灰度值進(jìn)行統(tǒng)計(jì),選擇合適的閾值區(qū)間對灰度圖進(jìn)行二值化,將茶葉鮮葉分割出來采用膨脹腐蝕算法來消除噪點(diǎn)以及干擾使用改進(jìn)的二值域圖像標(biāo)記算法對鮮葉的個數(shù)和位置進(jìn)行標(biāo)定,提取鮮葉的數(shù)量信息和位置信息。3將圖像坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為實(shí)際機(jī)械手坐標(biāo)系,通過設(shè)置DSP的EPWM模塊,配合伺服驅(qū)動器,使用鮮葉數(shù)量和位置控制電機(jī)按所規(guī)劃的路徑運(yùn)動,并對整個機(jī)械手采摘動作控制進(jìn)行了設(shè)計(jì)。4本文進(jìn)行了大量試驗(yàn),對圖像處理部分的鮮葉識別速度以及識別準(zhǔn)確率做出了統(tǒng)計(jì),對未識別圖像進(jìn)行分析,以及對機(jī)械手的采摘效率進(jìn)行了分析。本文利用嵌入式技術(shù),將鮮葉的圖像處理和電機(jī)控制集成于一個嵌入式芯片之上,實(shí)現(xiàn)了鮮葉的識別以及機(jī)械手控制,對名優(yōu)茶的自動化采摘進(jìn)行了可行性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明,所設(shè)計(jì)名優(yōu)茶集成采摘系統(tǒng)圖像處理速度為0766S幅,在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下識別成功率為83%,分析機(jī)械手控制部分采摘速度為105S片,為以后智能化采摘設(shè)備的研究和開發(fā)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
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上傳時間:2024-03-07
頁數(shù): 76
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簡介:腦電信息特征與腦功能、腦疾病的關(guān)系是腦功能研究的重要課題。其最佳研究方法是無創(chuàng)生理狀態(tài)下的動態(tài)觀察,現(xiàn)有研究手段主要局限于有創(chuàng)的電極預(yù)埋探測、刺激、局部組織破壞和離體腦組織灌流、腦膜片及組織標(biāo)本的神經(jīng)活性因子表達(dá)研究。誘發(fā)腦電作為腦功能及腦認(rèn)知研究的重要方法,主要通過電刺激、光刺激、磁刺激等方式對大腦進(jìn)行特定刺激,并利用相應(yīng)的誘發(fā)腦電進(jìn)行腦功能研究。本文利用超聲的無創(chuàng)聚焦定位特性,基于立體定位機(jī)械手建立了一套超聲深腦立體定位系統(tǒng),通過整合腦電采集分析系統(tǒng)搭建了一套以腦立體定位超聲誘導(dǎo)為手段、腦電信號采集分析為方法的腦功能研究系統(tǒng)。該系統(tǒng)可作為研究腦功能,及其與腦疾病關(guān)系的探索工具。聚焦超聲具有空間分辨率高、穿透能力強(qiáng)等特性。利用單振源凹球面聚焦型超聲換能器、相控陣聚焦換能器及添加聲透鏡的超聲換能器等均可得到有效聚焦的超聲波聲束,且在焦點(diǎn)處能量最大。此外超聲具有廣泛的超聲生物效應(yīng),其熱效應(yīng)、空化效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)及理化效應(yīng)均已得到廣泛的應(yīng)用。隨著超聲生物效應(yīng)研究的發(fā)展,其研究范疇正在從生物組織損傷向細(xì)胞分子生物效應(yīng)以及腦效應(yīng)拓展,超聲促血腦屏障的開放就是一個很好的應(yīng)用實(shí)例。相關(guān)研究表明,超聲在特定情況下可以促使基因進(jìn)入細(xì)胞膜并透過血腦屏障發(fā)揮其作用,還能在深腦定位中誘發(fā)腦細(xì)胞電活動信息的改變。本文從超聲探頭聲場掃描分析子系統(tǒng)、超聲腦立體定位機(jī)械手子系統(tǒng)、腦電采集保存分析子系統(tǒng)三個方面對基于深腦定位機(jī)械手的超聲誘導(dǎo)腦電信息采集分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了闡述,并對超聲穿顱特性進(jìn)行了探索。設(shè)計(jì)的基于深腦定位機(jī)械手的超聲誘導(dǎo)腦電信息采集分析系統(tǒng)對開發(fā)超聲腦效應(yīng)的相關(guān)應(yīng)用以及進(jìn)行腦功能的探索研究具有重要意義。
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上傳時間:2024-03-07
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簡介:自動分揀系統(tǒng)在提高分揀速度的同時又能保證分揀質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)對整個分揀系統(tǒng)的監(jiān)控。對于提高生產(chǎn)過程中需要重復(fù)分揀某些特征明顯物料的工作效率有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文基于機(jī)器視覺和機(jī)械手技術(shù),以精油灌裝工藝中灌裝瓶目標(biāo)定位和自動分揀為研究對象,利用德國MVTEC公司HALCON機(jī)器視覺軟件和三菱公司的RV4FLD型六軸機(jī)械手為實(shí)驗(yàn)平臺,對灌裝瓶定位和自動分揀過程中涉及的圖像處理、系統(tǒng)建模、軌跡規(guī)劃、智能控制以及系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)等工作進(jìn)行研究,具體內(nèi)容包括(1)通過視覺軟件HALCON對目標(biāo)灌裝瓶進(jìn)行了圖像處理、分割、特征值提取等操作,并對圖像處理中的各種算法進(jìn)行了分析與比對,確定了本文的處理方案。最終通過單目攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)完成了對目標(biāo)的識別和定位。(2)針對機(jī)械手采用DH建模法完成模型的創(chuàng)建,確立了各個軸連桿坐標(biāo)系以及連桿矩陣,并且進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)分析求出了運(yùn)動學(xué)方程的正解、逆解。(3)設(shè)計(jì)了機(jī)械手的軌跡規(guī)劃器,根據(jù)點(diǎn)到點(diǎn)的運(yùn)動和通過一系列點(diǎn)的運(yùn)動在關(guān)節(jié)空間生成連續(xù)光滑的運(yùn)動軌跡。(4)設(shè)計(jì)了機(jī)械手運(yùn)動控制環(huán)節(jié),根據(jù)機(jī)械手關(guān)節(jié)模型的信息提出基于模型逼近的RBF網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)滑模控制和基于RBF網(wǎng)絡(luò)最小參數(shù)學(xué)習(xí)法的自適應(yīng)控制,并比較了兩種方案的控制結(jié)果,以確保機(jī)械手實(shí)現(xiàn)高精度的抓取。(5)明確了系統(tǒng)的功能,通過了解機(jī)器視覺系統(tǒng)和機(jī)械手系統(tǒng)的構(gòu)成來對其內(nèi)部組件進(jìn)行合理的選型,確保系統(tǒng)準(zhǔn)確穩(wěn)定的運(yùn)行。本系統(tǒng)在灌裝瓶分揀中的成功應(yīng)用,不僅節(jié)省了人力、物力,更重要的是保證了灌裝瓶的質(zhì)量,對于產(chǎn)品加工制造業(yè)具有重要的意義。同時,本系統(tǒng)對于其他類型灌裝產(chǎn)品的應(yīng)用具有推廣價值,同時對于物流等其他行業(yè)也有重要的借鑒意義。
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上傳時間:2024-03-06
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簡介:藥型是一種螺旋擠壓成型的武器發(fā)射推進(jìn)劑。為適應(yīng)不同射程需求,某軍工企業(yè)需不定期更換模具,以生產(chǎn)截面不同的藥型。在更換模具的卸模階段,由于模具型腔內(nèi)含有部分余藥,在出現(xiàn)點(diǎn)燃源的情況下,極易發(fā)生引燃或爆炸,造成生產(chǎn)安全事故。傳統(tǒng)的卸模工作采用多人現(xiàn)場操作的方式,卸模過程操作復(fù)雜、效率低下且容易出現(xiàn)誤操作產(chǎn)生點(diǎn)燃源,對現(xiàn)場工作人員的生命安全構(gòu)成極大威脅。針對人工卸模時,現(xiàn)場人員生命安全得不到保障的情況,本課題提出一種遠(yuǎn)程控制的卸模方法,采用防爆機(jī)械手、氣壓傳動、PLC控制等相關(guān)技術(shù),設(shè)計(jì)了防爆卸模機(jī)械手,替代工人進(jìn)行現(xiàn)場卸模。依據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場環(huán)境和人工卸模工作流程特點(diǎn),研究和設(shè)計(jì)了龍門框架式的防爆直角坐標(biāo)機(jī)械手,進(jìn)行現(xiàn)場卸模;為適應(yīng)卸模過程的復(fù)雜性,提高遠(yuǎn)程控制的可靠性和準(zhǔn)確性,防爆卸模機(jī)械手通過監(jiān)控視頻觀察、點(diǎn)動控制的方式進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。本文詳述了防爆卸模機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)方案,防爆機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選型,氣動控制設(shè)計(jì),異步電機(jī)的變頻參數(shù)設(shè)定和PLC控制程序設(shè)計(jì)。對研制的樣機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試,分析和解決升降過程中出現(xiàn)的升降抖動問題。此外,為確保卸模機(jī)械手運(yùn)行安全可靠,在整個防爆機(jī)械手設(shè)計(jì)過程中將控制點(diǎn)燃源作為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)考慮因素,避免機(jī)械、電氣方面的危險(xiǎn)源產(chǎn)生。
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上傳時間:2024-03-06
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