簡介：工業(yè)機(jī)器人是一類比較經(jīng)典的機(jī)電一體化設(shè)備，其運用領(lǐng)域廣泛，附加值比較高。工業(yè)機(jī)器人是信息化社會的朝陽產(chǎn)業(yè)，也是未來先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)鍵支柱，對于社會的進(jìn)步與生產(chǎn)力的發(fā)展有著至關(guān)重要的影響。在了解了各種典型機(jī)械手臂的基礎(chǔ)上，自行建立了一款六自由度的機(jī)械手臂PROE三維模型，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點得出其DH參數(shù)，根據(jù)DH法建立機(jī)械手臂的運動學(xué)方程，研究其運動學(xué)正解、運動學(xué)逆解以及雅克比矩陣。通過所建模型得出其基本參數(shù)，分別計算出機(jī)械手臂的哥氏力、向心力與重力項系數(shù)，運用拉格朗日方法建立其動力學(xué)方程?；贛ATLAB的ROBOTICSTOOLBOX工具箱與修改的DH法，建立機(jī)械手臂的數(shù)學(xué)模型，并通過可視化仿真與調(diào)用相關(guān)函數(shù)的方法分別對其進(jìn)行正運動學(xué)與逆運動學(xué)仿真。在MATLAB環(huán)境下基于蒙特卡洛方法對機(jī)械手臂的工作空間進(jìn)行了分析，同時采用五次多項式的方法對機(jī)械臂關(guān)節(jié)空間的進(jìn)行軌跡規(guī)劃，并編制程序進(jìn)行仿真。更加直觀地顯示機(jī)械手臂各關(guān)節(jié)的運動情況，得到搬運工作情況下的機(jī)械手臂各關(guān)節(jié)角度變化曲線。利用機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)軟件ADAMS與PROE之間的轉(zhuǎn)換模塊，把在PROE中的三維模型導(dǎo)入ADAMS中，創(chuàng)建了機(jī)械手臂的虛擬樣機(jī)。將軌跡規(guī)劃仿真數(shù)據(jù)作為驅(qū)動，對機(jī)械手臂在一般工況下進(jìn)行動力學(xué)仿真，得出各個軸所受力矩變化情況，并進(jìn)行有限元分析。

簡介：隨著自動化技術(shù)的快速成長，機(jī)器人也更多地使用在工業(yè)領(lǐng)域中。作為工業(yè)機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，工業(yè)機(jī)械手爪的設(shè)計很大程度上影響了工業(yè)機(jī)器人的操作能力。由于工作對象、操作環(huán)境以及勞動條件的千差萬別，面向特定對象的工業(yè)機(jī)械手爪設(shè)計研究顯得尤為重要。本文針對兩種特定對象和具體應(yīng)用，研究設(shè)計了兩套工業(yè)機(jī)械手爪。對于機(jī)器人下料手爪，本文首先對特定的工況和工件的具體情況進(jìn)行了分析，提出了電磁吸附結(jié)合真空吸附的抓取結(jié)構(gòu)，并且確定了兩點抓取的抓取方案，選取了合適的抓取點。然后根據(jù)模塊化設(shè)計原理，對下料機(jī)械手爪的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計，共分為抓取單元模塊、手爪框架模塊、姿態(tài)微調(diào)模塊、抓取反饋模塊、真空模塊五個模塊，而且校核了下料手爪的抓取力。最后，本文通過手爪抓取實驗和機(jī)器人自動下料實驗驗證了下料機(jī)械手爪的可行性和可靠性。對于拆垛手爪，本文首先對貨車上袋裝貨物的拆垛任務(wù)中遇到的困難進(jìn)行了分析，提出了本文拆垛手爪結(jié)構(gòu)設(shè)計的方案原理，即通過平面連桿結(jié)構(gòu)實現(xiàn)手爪的翻轉(zhuǎn)和收縮運動。然后根據(jù)設(shè)計方案對拆垛手爪進(jìn)行了模塊化設(shè)計，共分為框架模塊、手爪模塊、驅(qū)動模塊、傳動模塊、同步模塊、吸盤模塊六個模塊。最后，本文通過ANSYS有限元仿真分析了手爪在負(fù)載時的應(yīng)力應(yīng)變情況，驗證了拆垛手爪設(shè)計的合理性。

簡介：近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)和機(jī)械手研究的迅速發(fā)展，不同用途的機(jī)械手在各自領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。本文在介紹電解銅生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)外機(jī)械手發(fā)展和研究現(xiàn)狀，對應(yīng)用于銅冶煉行業(yè)的機(jī)械手進(jìn)行設(shè)計和分析。應(yīng)用情況說明，機(jī)械手應(yīng)用于電解銅制造加工過程中，提高了生產(chǎn)自動化水平，降低了成本，節(jié)約資源，其應(yīng)用前景廣泛，對傳統(tǒng)電解銅技術(shù)改進(jìn)和幫助具有重要的實際意義。首先，根據(jù)銅電解生產(chǎn)工藝的技術(shù)要求，確定電解銅機(jī)械手的各項基本技術(shù)參數(shù)，為機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)。在參考相關(guān)機(jī)械手結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了電解銅機(jī)械手的整體方案和作業(yè)節(jié)拍。電解銅機(jī)械手是四自由度關(guān)節(jié)型機(jī)械手，所有關(guān)節(jié)均采用轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，確定采用伺服電機(jī)和諧波減速器的傳動方案。運用UG軟件對機(jī)械手進(jìn)行了具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計，進(jìn)行了幾何模型構(gòu)造、裝配。其次，運用DH法建電解銅機(jī)械手的數(shù)學(xué)模型，在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上利用齊次變換矩陣推導(dǎo)出該機(jī)械手的運動學(xué)方程，求解其運動學(xué)正解和逆解，得到合理的關(guān)節(jié)參數(shù)。運用UG和ADAMS對設(shè)計的電解銅機(jī)械手模型進(jìn)行運動仿真，主要是對該機(jī)械手進(jìn)行逆向運動分析，在ADAMS后處理模塊中輸出數(shù)據(jù)，得到電解銅機(jī)械手各關(guān)節(jié)角速度、角加速度曲線，仿真結(jié)果表明，電解銅機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足功能要求，機(jī)構(gòu)運行平穩(wěn)。運動學(xué)仿真驗證了運動學(xué)理論推導(dǎo)的合理性，表明運用ADAMS軟件對電解銅機(jī)械手進(jìn)行運動學(xué)仿真的正確性。最后運用HYPERWKS軟件對電解銅機(jī)械手關(guān)鍵部位進(jìn)行靜力學(xué)有限元分析，例如大臂和小臂。目的是為了檢驗電解銅機(jī)械手結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度和剛度上是否能夠滿足工作的要求。為了驗證電解銅機(jī)械手在每一個工作節(jié)拍內(nèi)的動態(tài)性能是否合理，對電解銅機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析，得出了電解銅機(jī)械手結(jié)構(gòu)的前幾階的固有頻率和振型。

簡介：隨著汽車輕量化要求越來越高，高強(qiáng)度鋼板熱沖壓成形技術(shù)逐步得到發(fā)展。在熱沖壓生產(chǎn)線中，高強(qiáng)鋼板坯料需要加熱到930℃以上并在高溫下進(jìn)行沖壓成形，從坯料出爐到上模之間的輸送速度及時間，對坯料溫度的急劇下降有重要影響，因此對生產(chǎn)節(jié)拍和生產(chǎn)質(zhì)量有很大影響。直角坐標(biāo)機(jī)械手動作簡單快速，在熱沖壓生產(chǎn)線中得到采用。熱成形坯料的高速輸送，對各機(jī)械手的高效、快速、連續(xù)穩(wěn)定和協(xié)同工作功能提出了更高的技術(shù)要求，并為進(jìn)一步研究如何實現(xiàn)生產(chǎn)線的智能輸送奠定了基礎(chǔ)。快速性指標(biāo)是指機(jī)械手群以最快的速度完成冷熱坯料的輸送。本文基于現(xiàn)生產(chǎn)試驗線進(jìn)行研究，建立各機(jī)械手的運動軌跡方程，針對生產(chǎn)線工作現(xiàn)場出現(xiàn)的問題，對熱沖壓生產(chǎn)線輸送機(jī)械手的結(jié)構(gòu)及布局進(jìn)行優(yōu)化，有效的提高生產(chǎn)線快速性指標(biāo)，關(guān)鍵的熱坯料輸送耗時由95S縮短到67S，總體生產(chǎn)節(jié)拍由24S縮短到16S。穩(wěn)定性指標(biāo)即機(jī)械手末端位移精度指標(biāo)，以其振動性能評判，是保證生產(chǎn)順利、連續(xù)、安全的重要指標(biāo)。本文將熱沖壓生產(chǎn)線智能輸送機(jī)械手末端夾具三維結(jié)構(gòu)簡化為懸臂梁模型，建立其振動方程，通過參數(shù)分析，并運用有限元模態(tài)分析和動力學(xué)仿真，結(jié)合工況條件下的實驗，對機(jī)械手夾具進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，減小了各機(jī)械手夾具末端振幅，提高了輸送穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明，通過對直角坐標(biāo)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，能很好的提高生產(chǎn)效率及零件質(zhì)量，滿足熱沖壓生產(chǎn)線輸送要求。

簡介：自動裝填機(jī)械手在彈藥自動裝填系統(tǒng)中是一項關(guān)鍵技術(shù)，其設(shè)計的合理性與工作的可靠性、精確性在一定程度上對于火炮的射速、可裝填角度、彈丸種類選取準(zhǔn)確度，自動化程度和可靠性等技術(shù)指標(biāo)和性能方面有較大的影響。本文以某基礎(chǔ)科研項目為科研背景，通過運用功能原理設(shè)計、運動學(xué)、動力學(xué)、有限元等現(xiàn)代設(shè)計理論設(shè)計了某自動裝填系統(tǒng)中的機(jī)械手結(jié)構(gòu)，對其進(jìn)行了運動學(xué)、動力學(xué)建模與分析仿真，并針對加工出的物理樣機(jī)在實驗過程中所表現(xiàn)出的問題，進(jìn)行了分析與改進(jìn)。主要工作如下1裝填機(jī)械手的設(shè)計根據(jù)自動裝填系統(tǒng)對機(jī)械手部分的具體要求，確定了裝填機(jī)械手的各項結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定了裝填機(jī)械手的驅(qū)動方案、傳動方案等，設(shè)計了能夠與自動裝填系統(tǒng)其它部件接口對接的機(jī)械手結(jié)構(gòu)，運用UG軟件對機(jī)械手進(jìn)行了三維模型的建立和裝配。2機(jī)械手的運動學(xué)分析與仿真利用DH參數(shù)方法建立了機(jī)械手系統(tǒng)的運動學(xué)模型，并求得機(jī)械手的運動方程。在MATLAB環(huán)境下，利用ROBOTICSTOOLBOX工具箱編制了程序語句，對機(jī)械手的軌跡規(guī)劃進(jìn)行了仿真，直觀地顯示了機(jī)械手各關(guān)節(jié)的運動學(xué)參數(shù)及軌跡。3機(jī)械手的動力學(xué)分析與仿真介紹了動力學(xué)建模與分析理論，利用拉格朗日方法與凱恩方法建立了機(jī)械手的動力學(xué)模型。建立了機(jī)械手的虛擬樣機(jī)模型，運用動力學(xué)分析軟件RECURDYN得出了模型在抓卸彈動作中，各個關(guān)節(jié)所受力和力矩，為控制系統(tǒng)設(shè)計與電機(jī)選型提供了依據(jù)。4機(jī)械手物理樣機(jī)所反映問題的分析與改進(jìn)在前面章節(jié)對機(jī)械手的正確設(shè)計與分析基礎(chǔ)上，加工出了機(jī)械手的物理樣機(jī)并投入工程試驗。在試驗中發(fā)生機(jī)械手抱彈連桿與電磁鐵連接處零件發(fā)生斷裂、托彈板變形下斜現(xiàn)象，針對以上問題利用動力學(xué)仿真軟件與有限元分析軟件進(jìn)行了詳細(xì)分析，并對結(jié)果進(jìn)行了理論分析，找出了造成此類問題的原因，對機(jī)械手的設(shè)計方案進(jìn)行了改進(jìn)。

簡介：機(jī)械手廣泛應(yīng)用在工業(yè)、醫(yī)療業(yè)和汽車制造業(yè)等領(lǐng)域，六關(guān)節(jié)串聯(lián)機(jī)械手屬于機(jī)械手中最典型的一種結(jié)構(gòu)。目前在激光加工技術(shù)中，六關(guān)節(jié)串聯(lián)機(jī)械手能夠?qū)崿F(xiàn)加工件三維的切割和焊接。本論文以激光加工技術(shù)為背景，對機(jī)械手的運動學(xué)做出了詳細(xì)的分析求解，最終做出可視化機(jī)械手運動學(xué)仿真軟件。本軟件能避免制造中誤加工帶來的風(fēng)險，也能作為示教使用。本文主要研究了1闡述了機(jī)器人技術(shù)在工業(yè)及生活中的廣泛應(yīng)用，分析機(jī)械手仿真技術(shù)的背景及現(xiàn)階段的發(fā)展趨勢。針對目前市場上仿真軟件中存在的一些問題以及機(jī)械手在激光加工技術(shù)中的應(yīng)用，提出了本仿真軟件開發(fā)的重要意義。2對激光加工中六關(guān)節(jié)串聯(lián)機(jī)械手CNC2000的實物具體分析，針對仿真技術(shù)中圖像顯示的技術(shù)設(shè)計了兩種不同的幾何建模方案并分別編碼實現(xiàn)，做出了機(jī)械手和加工場景的幾何模型。分析了兩種方案各自的特點，結(jié)合本次課題的背景選擇了最為適合的幾何建模方案。3對機(jī)械手的運動行為建立了數(shù)學(xué)分析模型，求解了機(jī)械手運動過程中的正運算和逆運算。以求解的結(jié)果驅(qū)動機(jī)械手的幾何模型運動，從而實現(xiàn)了機(jī)械手加工軌跡的生成從而達(dá)到機(jī)械手運動軌跡仿真的效果。利用運動過程中的特殊位姿的軟件顯示，驗證了運動學(xué)正運算和逆運算的正確性。4分析并設(shè)計了軟件的總體結(jié)構(gòu)，對軟件中的各個功能模塊逐一編碼實現(xiàn)并調(diào)試運行。利用MFC應(yīng)用程序框架制作出交互性良好的顯示界面，闡述了軟件的功能及簡單的操作方法。最后利用本軟件仿真了一個激光加工的實例，驗證了軟件的仿真效果能夠達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

簡介：點擊查看更多仿人體3D運動的機(jī)械手臂運動軌跡自動生成的研究.pdf精彩內(nèi)容。

簡介：本設(shè)計研究的內(nèi)容是來源于某企業(yè)一生產(chǎn)流水線上搬運工料的項目。根據(jù)企業(yè)的計劃書，設(shè)計出一種適用于該生產(chǎn)線上工作的機(jī)械手。工業(yè)機(jī)器人作為近些年飛速起步的高新技術(shù)產(chǎn)品，它在各大領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。在我國，本土的機(jī)械手企業(yè)們在面對著占據(jù)極大市場份額的大量優(yōu)秀的國外企業(yè)，具有非常嚴(yán)峻的競爭壓力。如今我國正在從一個“制造大國”向“制造強(qiáng)國”轉(zhuǎn)型，中國制造業(yè)必將與國際接軌，自動化水平提高迫在眉睫，機(jī)械手的發(fā)展必將為工業(yè)化注入新的血液。由于液壓驅(qū)動相對其他驅(qū)動方式具有負(fù)載大，工作可靠的特點。所以本課題設(shè)計的機(jī)械手采用液壓驅(qū)動來作為它的驅(qū)動方式。在綜合各方面因素以及用戶所要求的基礎(chǔ)上，再根據(jù)企業(yè)需求及現(xiàn)實情況本設(shè)計總體方案是采用四自由度的機(jī)械手，主要通過CATIA軟件對機(jī)械手的構(gòu)件進(jìn)行三維建模。具體分析了運動原理和工作循環(huán)，完成了液壓系統(tǒng)的設(shè)計，如液壓執(zhí)行元件驅(qū)動力的計算對液壓缸壓力與流量的計算以及液壓缸的選型等繪制出液壓系統(tǒng)原理圖對液壓元件如液壓泵，管道，油箱的計算與選取對液壓系統(tǒng)工作性能的驗證用AMESIM對液壓系統(tǒng)進(jìn)行動力學(xué)分析對機(jī)械手建模并且運用ADAMS對其開展運動學(xué)仿真以確保設(shè)計的可行性。

簡介：現(xiàn)代工業(yè)中，勞動力越來越緊缺，尤其是在繁重、環(huán)境惡劣的工業(yè)生產(chǎn)中，這種情況尤為突出。一直以來科研工作者們致力于工業(yè)自動化技術(shù)的提升，而機(jī)械手是工業(yè)自動化中的關(guān)鍵機(jī)械設(shè)備。但由于自身的非線性、強(qiáng)耦合等特性，對其研究仍然是任重而道遠(yuǎn)。對機(jī)械手的研究，首先要分析的是機(jī)械手的運動學(xué)、動力學(xué)。本文用DH法對機(jī)械手運動學(xué)做了推導(dǎo)，然后用拉格朗日法建立了機(jī)械手的動力學(xué)方程?？紤]到關(guān)節(jié)空間機(jī)械手軌跡跟蹤問題，采用高階多項式插值方法，即以運動平滑為原則，對機(jī)械手關(guān)節(jié)空間進(jìn)行合理有效的軌跡規(guī)劃。滑模變結(jié)構(gòu)控制因為切換項的存在使得在力矩的輸出上產(chǎn)生抖振。針對這一問題，提出采用改進(jìn)的控制系統(tǒng)設(shè)計方案。首先設(shè)計了一種改進(jìn)的雙冪次趨近律。另外，考慮到線性滑模面在滑?？刂浦械牟蛔?，提出采用一種非線性滑模面。仿真表明，該控制策略不僅可有效的抑制抖振，而且保證了機(jī)械手對期望軌跡的快速跟蹤，具有較好的趨近特性和收斂特性。當(dāng)考慮系統(tǒng)不確定性或有外部擾動的時候，基于反演的機(jī)械手滑?？刂品椒ň陀兄黠@的優(yōu)勢。首先，設(shè)計了基于反演的滑?？刂破?，其次，考慮到滑?？刂破魇諗克俣嚷r間長、抖振嚴(yán)重等，采用改進(jìn)了的趨近律來提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的設(shè)計方案，同時，針對外部擾動的不確定性，利用自適應(yīng)方法對不確定性進(jìn)行估計，并用李雅普諾夫理論驗證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，仿真結(jié)果表明，該控制方法不僅滿足了機(jī)械手關(guān)節(jié)空間的快速跟蹤，而且對抖振的抑制也有很大改善，具有較強(qiáng)的魯棒性。

簡介：人工方式掏取家禽內(nèi)臟生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，安全隱患大，采用智能凈膛機(jī)械手可以很好地解決這些問題，使家禽加工自動化程度得到顯著提高，機(jī)械手可以較為靈活地掏取家禽內(nèi)臟，保證凈膛效率和減少內(nèi)臟破損。目前我國在家禽加工裝備領(lǐng)域的研究較為缺乏，應(yīng)用于家禽自動凈膛技術(shù)的機(jī)械手種類較為單一，適應(yīng)性較差，課題關(guān)于家禽凈膛機(jī)械手手指的設(shè)計與仿真分析可以為家禽凈膛加工領(lǐng)域提供經(jīng)驗和參考。本文研究的機(jī)械手末端執(zhí)行器采用一種多自由度腱繩齒輪驅(qū)動的連桿結(jié)構(gòu)，通過對末端執(zhí)行器幾何建模及運動學(xué)、裝配接觸強(qiáng)度仿真模擬，明確裝置運動能力和力學(xué)性能，評估機(jī)械手指的工作能力，為配合機(jī)械手臂的運動和路徑實現(xiàn)家禽凈膛提供技術(shù)支持。本文對結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行虛擬裝配，分析出零部件結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理性，避免手指之間發(fā)生干涉；使用DH法建立手指的運動學(xué)數(shù)學(xué)模型，利用MATLABROBOTICSTOOLBOX工具箱相關(guān)計算功能，對模型進(jìn)行目標(biāo)解析，驗證模型的可靠性，在此基礎(chǔ)上，采用蒙卡特羅法和定步距角法得到手指的工作空間，使用SIMMECHANICS和MATLAB機(jī)器人工具箱求出手指的運動軌跡，通過分析比較各方法的優(yōu)點，得到適合該對象的有效研究方法，同時由SOLIDWKS和ADAMS的聯(lián)合建模分析，明確手指工作過程中運動參數(shù)的變化情況；運用ANSYSWOKBENCH軟件對末端執(zhí)行器的關(guān)鍵零部件進(jìn)行裝配接觸強(qiáng)度分析，反映出機(jī)械手末端執(zhí)行器各結(jié)構(gòu)部分的力學(xué)狀態(tài)，綜合以上因素分析該方案的可行性。

簡介：分類號分類號TP241TP241密級公開UDCUDC單位代碼單位代碼1042410424學(xué)位論文多機(jī)械手協(xié)作系統(tǒng)運動協(xié)調(diào)與多機(jī)械手協(xié)作系統(tǒng)運動協(xié)調(diào)與智能混合跟蹤控制研究智能混合跟蹤控制研究閆楠楠閆楠楠申請學(xué)位級別申請學(xué)位級別工學(xué)工學(xué)碩士碩士專業(yè)名稱專業(yè)名稱機(jī)械電子工程機(jī)械電子工程指導(dǎo)教師姓名指導(dǎo)教師姓名蘇春建職稱副教授山東科技大學(xué)二○一七年一七年五月RESEARCHONMULTIMANIPULATORCOOPERATIONSYSTEMMOTIONCOORDINATIONANDINTELLIGENTHYBRIDTRACKINGCONTROLADISSERTATIONSUBMITTEDINFULFILLMENTOFTHEREQUIREMENTSOFTHEDEGREEOFMASTEROFPHILOSOPHYFROMSHANDONGUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYBYYANNANNANSUPERVISORASSOCIATEPROFESSORSUCHUNJIANCOLLEGEOFMECHANICALANDELECTRONICENGINEERINGMAY2017

簡介：伴隨著工業(yè)40時代的發(fā)展，各國制造業(yè)自動化和智能化水平得到了極大的提高，這與工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計和使用息息相關(guān)。然而，目前國內(nèi)中小企業(yè)無力購買大量工業(yè)機(jī)器人，尤其滾絲工藝的上下料任務(wù)仍由人工完成，存在效率低下、安全系數(shù)低以及自動化水平低的問題。在這一研究背景下，本文在了解了國內(nèi)外滾絲機(jī)及上下料機(jī)械手的最新發(fā)展情況的基礎(chǔ)上，通過掌握滾絲機(jī)的各項技術(shù)參數(shù)和軌跡要求，在考慮成本的前提下，設(shè)計出經(jīng)濟(jì)、適用的機(jī)械手系統(tǒng)，并對其進(jìn)行理論研究和仿真分析。首先，本文介紹了上下料機(jī)械手的研究背景、意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，根據(jù)滾絲機(jī)實際的工藝要求，在SOLIDWKS中對上下料機(jī)械手主要零部件的結(jié)構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計，包括所用步進(jìn)電機(jī)和減速器的選型，完成了上下料機(jī)械手機(jī)械系統(tǒng)部分的設(shè)計，為下文運動學(xué)和動力學(xué)仿真提供了一定的基礎(chǔ)。然后，通過機(jī)器人的三維模型建立其DH坐標(biāo)系，運用代數(shù)法計算機(jī)器人的正、逆向運動學(xué)方程，在MATLAB中運用SIMMECHANICS工具箱對其進(jìn)行虛擬桿件建模，通過仿真計算得到機(jī)器人的工作空間，從而有利于機(jī)器人位置的合理布置。運用MATLAB中的ROBOTICSTOOLBOX工具箱對其進(jìn)行正、逆向運動學(xué)仿真，驗證了運用代數(shù)法求得運動學(xué)方程的正確性。選取一段路徑對其進(jìn)行關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃，為下文整條路徑的軌跡規(guī)劃提供了參考意義。再次，根據(jù)機(jī)械手與滾絲機(jī)的空間布局求出了機(jī)械手上下料軌跡中一些關(guān)鍵點的坐標(biāo)，通過MATLAB求出其逆解，運用3次B樣條曲線對各關(guān)節(jié)角度進(jìn)行插值，得到的角度與時間的曲線作為ADAMS動力學(xué)仿真中的驅(qū)動函數(shù)，通過動力學(xué)仿真得到機(jī)械手末端的軌跡曲線、運動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)。其中，運動學(xué)參數(shù)表明機(jī)械手能滿足滾絲機(jī)的上下料要求；動力學(xué)參數(shù)表明機(jī)械手能平穩(wěn)運行以及各關(guān)節(jié)電機(jī)選型合理。最后，通過繪制機(jī)械手詳細(xì)的動作流程圖來確定機(jī)械手控制系統(tǒng)的IO數(shù)，在此基礎(chǔ)上對其進(jìn)行地址分配及PLC選型，運用STEP7MICROWIN軟件對其進(jìn)行編程，給出了主程序和部分自動運行程序的梯形圖，實現(xiàn)了上下料機(jī)械手的托盤規(guī)格的柔性化，從而為后續(xù)物理樣機(jī)的實現(xiàn)提供一定的控制基礎(chǔ)。總體來說，本文通過對機(jī)器人學(xué)的理論研究，設(shè)計出一種由電氣驅(qū)動的4自由度機(jī)械手。通過對其進(jìn)行仿真分析和軟件編程，表明該機(jī)械手能順利地完成滾絲工藝的上下料任務(wù)，為后續(xù)物理樣機(jī)的制造提供了寶貴的基礎(chǔ)。

簡介：目前，核能在許多國家的能源領(lǐng)域中所占比例越來越大，由此帶來的核能安全問題也被提升到一個新的高度，利用先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)解決核電站中的設(shè)備檢測、管道維護(hù)、水下焊接等作業(yè)任務(wù)已成為工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的一個熱點。特別是核電站的反應(yīng)堆和乏燃料水池等具有高放射性，且關(guān)鍵設(shè)備多處于水中工作，水下檢測、堵漏和焊接等工作更是增加了工作人員的風(fēng)險，因此研究一款主從式水下作業(yè)機(jī)械手具有重要安全和實用價值。本文通過研究主從式機(jī)器人、水下機(jī)械手的發(fā)展現(xiàn)狀，針對中小型核電站反應(yīng)堆的水下檢測、焊接作業(yè)要求，設(shè)計了一款主從式水下機(jī)械手，并在此基礎(chǔ)上開展了機(jī)械手的運動學(xué)分析、主從尺度映射關(guān)系分析、機(jī)械手剛度分析、機(jī)械手末端誤差分析及單關(guān)節(jié)運動控制分析等，并通過DSPACE半物理仿真平臺開展了主從式機(jī)械手的兩關(guān)節(jié)仿真運動試驗研究，為主從式機(jī)械手控制方法研究提供了依據(jù)。針對水下作業(yè)環(huán)境的任務(wù)要求，開展了主從式水下機(jī)械手的詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計，分別設(shè)計了6自由度的主手和從手同構(gòu)機(jī)械手結(jié)構(gòu)。其中，對于主從手分別從構(gòu)型、外形尺寸、關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角、關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵零件方面進(jìn)行了設(shè)計分析，并利用三維建模軟件開展了主從式機(jī)械手虛擬建模研究。分析了從手的運動學(xué)及動力學(xué)。其中運動學(xué)通過經(jīng)典DH坐標(biāo)系法求解，利用MATLABROBOT工具箱進(jìn)行運動學(xué)建模和仿真研究，結(jié)果驗證了正、逆運動學(xué)方程的正確性和機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性；動力學(xué)通過拉格朗日法進(jìn)行近似建模，進(jìn)一步證實了從手各關(guān)節(jié)驅(qū)動的合理性。最后通過分析機(jī)械手工作空間，對比主從映射方法和映射系數(shù)大小，對主從尺度映射關(guān)系進(jìn)行了分析，為主從式控制方法研究提供了基礎(chǔ)。通過ANSYS軟件分析了主從手在運動過程中的受力及變形，并利用模態(tài)分析理論進(jìn)行模態(tài)分析后，本文針對分析結(jié)果利用ANSYS中優(yōu)化模塊對比較薄弱的關(guān)節(jié)連臂進(jìn)行了優(yōu)化，之后又對整機(jī)模態(tài)分析，改善從手模態(tài)性能。針對機(jī)械手末端的重復(fù)定位精度，本文通過微分法求解，采用MATLAB編程計算，最后得出各誤差因素如長度、角度、運動變量的影響大小，綜合誤差結(jié)果后來驗證機(jī)械手的末端精度。針對主從式機(jī)械手的結(jié)構(gòu)特點，開展了機(jī)械手運動控制系統(tǒng)研究，構(gòu)建了主從式水下機(jī)械手的控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、設(shè)計了控制系統(tǒng)工作流程等。同時，在機(jī)械手單關(guān)節(jié)驅(qū)動機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，針對水下作業(yè)任務(wù)和環(huán)境的多變性，設(shè)計了一種模糊PID控制器，通過仿真實驗表明，該控制方法相比PID控制具有更好地環(huán)境適應(yīng)性。最后，本文基于DSPACE半物理仿真平臺，搭建主從式兩關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，開展了機(jī)械手的主從跟隨運動實驗研究，驗證了控制算法的正確性和結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。

簡介：二十一世紀(jì)，隨著汽車輕量化的要求，高強(qiáng)鋼熱成形技術(shù)迅速發(fā)展。本文在研發(fā)智能、穩(wěn)定、高效的熱成形生產(chǎn)線的背景下，著重研究了熱成形生產(chǎn)線中多機(jī)械手協(xié)同輸送問題，分析了協(xié)同輸送的可行性和意義，并通過測試做出了優(yōu)化。熱沖壓生產(chǎn)線中，熱板料從加熱爐輸送到壓力機(jī)模具上的過程需要加熱爐下料機(jī)械手和壓力機(jī)上料機(jī)械手共同完成。若兩者采用協(xié)同輸送，則可以大大縮短熱板料從加熱爐輸送到模具上的時間，不僅可以提高生產(chǎn)效率，還能夠降低熱板料在空氣中的溫度損失，提高成型件的質(zhì)量。協(xié)同輸送的過程實際上是讓兩個機(jī)械手在運動過程中達(dá)到一段時間的絕對位置同步，然后在同步時間內(nèi)完成板料交接，這就要求在機(jī)械手在行程上有一段重合距離。要實現(xiàn)協(xié)同輸送，關(guān)鍵是要保證有足夠小的同步誤差和足夠完成板料交接的同步時間。本文以熱沖壓生產(chǎn)線中機(jī)械手輸送板料的實際情況為依據(jù)，分別從動力學(xué)和運動學(xué)角度對多機(jī)械手協(xié)同輸送問題進(jìn)行了建模分析，并建立了三軸協(xié)同輸送實驗平臺，實現(xiàn)了板料的協(xié)同輸送。實驗平臺測試發(fā)現(xiàn)，采用協(xié)同輸送相比于不采用協(xié)同輸送的確的可以大大縮短板料的輸送時間。增大兩軸的最大速度和加速度都可以縮短板料輸送時間。協(xié)同輸送的最優(yōu)解是保證同步時間恰好等于板料交接所需的時間的情況，重合距離越大，最優(yōu)解節(jié)約的輸送時間越多；加速度越大，最優(yōu)解節(jié)約的輸送時間越少；在重合距離較大的情況下，增大加速度能使最優(yōu)解節(jié)約更多的輸送時間。這為熱沖壓生產(chǎn)線中多機(jī)械手協(xié)同輸送的實現(xiàn)和優(yōu)化提供了指導(dǎo)和參考。

簡介：在當(dāng)今技術(shù)進(jìn)步的浪潮下，對于工業(yè)自動化的需求越來越高，工業(yè)機(jī)械手的市場應(yīng)用需求已經(jīng)變得相當(dāng)龐大，對自動化生產(chǎn)線也提出了更高的要求，即要滿足生產(chǎn)工藝要求，又必須要在冶金行業(yè)中可以代替人工吹氧以避免一些危險的因素。因此，需要設(shè)計出一種機(jī)械手，必須要具備較高的自動化水平，又使它能夠符合企業(yè)的生產(chǎn)需求。本論文所研究的就是為了滿足冶金行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的要求以及電弧爐煉鋼吹氧與增碳工藝所需的全自動碳氧槍機(jī)械手。電弧爐煉鋼用氧槍主要是由爐門自耗式碳氧槍及爐壁氧槍所組成，而其中主要吹氧工作是由的爐門自耗式碳氧槍來完成。爐門式碳氧槍一般采用組合式結(jié)構(gòu)，即由碳粉槍及12只氧槍組成其機(jī)械結(jié)構(gòu)采用以電動缸為驅(qū)動元件的機(jī)械手形式，并采用PLC編程進(jìn)行控制以滿足冶煉工藝中不同的工藝使用精度要求。本文首先介紹了當(dāng)代工業(yè)機(jī)器人發(fā)展的情況，并根據(jù)碳氧槍機(jī)械手現(xiàn)場布置的方案及實際冶煉中的工藝要求，來確定出碳氧槍機(jī)械手的總體方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計。并采用機(jī)械手運動學(xué)分析DH法及機(jī)械手動力學(xué)分析拉格朗日方程來確定了各個運動結(jié)構(gòu)件與三個末端碳粉槍與氧槍執(zhí)行器之前空間的位置與姿態(tài)相互的關(guān)系以及碳氧槍機(jī)械手各個關(guān)節(jié)運動與作用力之間相互的關(guān)系。還建立了三維模型進(jìn)行了動態(tài)仿真以驗證機(jī)械手設(shè)計的合理性，并對其中的一些重要結(jié)構(gòu)零件進(jìn)行了有限元分析。最后對機(jī)械手的控制方式及動作順序進(jìn)行PLC的編程，以達(dá)到最終的生產(chǎn)使用要求。