茄子采摘机器人结构参数的优化设计与仿真

果蔬采摘机器人是一类工作于非结构环境中的复杂光机电一体化产品,其结构和控制都比一般工业机器人要求更高.按照采摘对象茄子的生长分布空间和作业要求,进行机器人本体结构参数优化设计.采用基于Matlab的数值解法求解了机器人的工作空间,并进行了仿真.仿真结果表明:设计开发的4自由度采摘机器人能够满足温室栽培模式下茄子采摘的要求,验证了结构设计的合理性.     

基于遗传算法的医药码垛机器人结构参数优化研究

针对应用在医药包装生产线上的码垛机器人的工作空间狭小和臂长冗余的问题,提出了一种结合图解法和解析法来分析求解的新方法。建立了码垛机器人的D-H正运动学理论模型,并验证了模型的正确性。在此基础上考虑实际工况,通过遗传算法工具箱对其臂长和工作空间进行了多目标参数优化,获得了符合工作要求的优化设计变量。最后通过Sim Mechanics模块对码垛机器人进行了结构建模和工作空间仿真。研究结果表明,所获得的优化设计变量满足预期的设计要求,码垛机器人的有效臂长明显缩短,工作空间显著提高且没有内腔,具有很好的工作性能,同时为码垛机器人的结构设计和参数优化提供了理论依据。     

适用于无人加油机器人的汽车通用油箱内盖

设计了一种适用于无人加油机器人的汽车通用油箱内盖,介绍了其结构,分析了其工作工程.应用这一汽车通用油箱内盖,可以提高无人加油效率和无人加油过程中的动作精准度.     

立柱式SCARA型码垛机器人设计与分析

针对中小型货物搬运,设计了一种立柱式SCARA型码垛机器人,可实现一转动、三平移的4自由度运动。设计了SCARA码垛机器人的结构模型,采用D-H矩阵理论推导了其运动学正解模型。机器人的可达工作空间为以臂长和为半径、以移动行程为高度的圆柱体,以工作空间要求为目标,确定了机器人机构的相关几何参数。采用UG对码垛机器人进行三维实体建模,采用ANSYS Workbench软件对其进行静态分析,得到大臂、小臂的应变图。结果表明该机器人的结构强度和应变量满足使用要求,为整体结构的优化设计提供了依据。     

码垛机器人运动学分析

针对四自由度码垛机器人采用的四连杆机构进行结构分析,利用D-H法建立机器人运动学模型进行运动学分析,包括机器人的正运动学、逆运动学、作业空间和灵活性的分析,利用MATLAB软件进行了作业空间的仿真,并在实验室环境下对码垛样机进行了试验验证,试验结果验证了机器人作业空间和工作能力的可行性。     

自动加油机器人的关键技术设计分析

针对大型运输设备加油操作需求,设计了一款自动加油机器人。如果将橡胶油管捆绑在传统工业机器人本体上作业,受到橡胶油管弯曲抗力的影响,会给机器人运动带来额外的阻力,本文所设计的自动化防爆加油机器人,创新性地利用转动接头连接金属油管实现内置输油管线,避免了橡胶油管弯曲抗力影响;对机器人进行运动学和动力学仿真,验证机器人设计合理性。最后简要介绍机器人视觉引导系统,确定机器人各模块的控制和通信方式。     

架空高压输电线路走廊树枝修剪机器人研究

在对高压巡线机器人多年的研究基础上,设计了一种架空高压线路走廊树枝修剪作业机器人构型。该机器人通过超长绝缘操作臂携带末端工具可以实现对高压线路走廊下方及两侧机器人作业半径内超长树枝的修剪。同时研究末端工具与树枝作业机理,提出了一种新的树枝修剪机器人作业方法,并完整设计了机器人的机械结构,对机器人进行了实体建模以及典型工况的运动仿真,验证了机器人作业过程中的运动学与动力学特性,为机器人的制造选型以及后期优化设计提供了重要参考。     

并联机构复合球副优化设计

分析了复合球副的结构及其工作空间,研究了复合球副结构夹角对6-RSS并联机构工作空间的影响.针对复合球副极限转角条件下无法满足并联机构工作空间指标要求这一问题,进行了复合球副的安装角度的优化设计,使得6-RSS并联机构工作空间不受复合球副工作空间的限制,并联机器人的工作空间算法限制因素减少、运动控制算法简单,提高了并联机器人的机构性能.     

码垛机器人结构设计与模态分析

随着科技进步和生产自动化水平的提高,码垛机器人在自动化领域应用越来越广泛。而码垛机器人技术在解决劳动力不足、提高劳动生产效率、降低生产成本和工人劳动强度、改善生产环境等方面具有很大潜力。根据码垛机器人的现场作业要求,设计了四自由度的混联机器人,机器人能够实现抓手在三维空间的移动以及围绕机械臂末端的转动。该机器人结构简单,动作范围大,承载能力强,运行速度快。为使机器人具有更合理的结构和动态特性,利用三维建模软件UG建立码垛机器人的三维模型,并导入ANSYS WORKBENCH中进行模态分析,找到机器人振动薄弱的部位,为结构的优化设计提供可靠的理论依据。     

考虑静动力学性能的钢质壁面作业机器人小臂结构拓扑优化

钢质壁面作业机器人主要在垂直或倾斜的高空环境下进行清洁、探伤、焊接、除锈等作业，具有较高的轻量化和稳定性要求。机器人机械手小臂是连接大臂和执行末端的重要部件，具有外形尺寸大、板材厚度小和质量占比高的特点，整体受力大且长期处于振动状态，对结构的强度、刚度和振动等结构特性有较高要求。为对钢质壁面作业机器人机械手的小臂结构进行减重及提升结构特性，基于变密度法的优化算法，利用ANSYS Workbench有限元软件实现小臂结构的拓扑优化，进行轻量化设计。分析不同优化方案，得到同时考虑结构静、动力学性能的双目标能有效优化小臂结构。小臂结构优化设计后的质量下降了6.84%，等效应力降低了40.70%，总变形缩小14.43%,1阶固定频率增幅1.73%，达到轻量化降重效果，结构特性同时得以明显改善。研究结果有助于避免结构设计的盲目性，为下一步机器人整体结构的设计与优化提供思路，可为同类产品结构设计提供参考。     

核电站多功能水下机器人结构设计与分析

研制了一种集监控、打捞功能于一体,可在高辐射、空间狭小、水体呈弱酸性的核电站反应堆水池底部进行作业的核电站多功能水下机器人。结合机器人功能需求,简述了机器人的结构及其特点。针对机械手的工作空间、水作用力分析等设计过程中的关键问题进行了详细分析,并通过仿真对分析结果进行了验证。样机试验结果表明机器人结构设计合理,能够满足设计要求。     

某飞机地面压力加油接头舱的优化设计

采用优化设计的方法对某飞机加装地面压力加油系统的加油接头舱进行设计。在考虑结构的强度、刚度和方便可操纵性 ,并尽量使结构外露部分美观的基础上 ,建立该设计优化的数学模型。以参数型惩罚函数形成增广的目标函数 ,然后以鲍威尔法为基本的优化方法进行了优化设计 ,得到了加油接头舱的优化设计参数。优化结果在实际改装中得到了运用     

机器人操作机结构尺寸优化设计

机器人操作机结构尺寸优化设计赵占芳（北京理工大学机器人中心）在设计机器人的新型样机时，对机构学的分析和研究是必不可少的，尤其对影响其工作空间构成的关键因素更是如此。机器人的结构尺寸确定，直接影响到机器人工作空间的大小，是新型样机设计时必须首先确定的。...     

冗余拟人双臂机器人的运动学及工作空间分析

文中对一种具有冗余结构的拟人双臂机器人进行研究。首先,采用D-H法建立机器人手臂的运动学模型,得到其运动学正解;其次,利用数值法在考虑各关节边界条件的基础上对其工作空间进行了分析,分别得到了单臂作业和双臂协同作业时工作空间的三维视图和二维截面图;最后,对其奇异性进行了分析。分析结果表明,该机器人双臂协同作业时具有较大的工作空间,为其后续的协同控制和轨迹规划提供理论依据。     

自动驾驶机器人关键技术及应用分析

随着人们生活水平的提高,对于汽车生产制造的性能也有着更高的要求。在汽车性能的测试中往往需要借助自动驾驶机器人来完成。自动驾驶机器人能够代替汽车驾驶员从事一些危险性、高精准度的车辆测试,也能够对汽车的可靠性与耐久性进行相应的测试,以此保证汽车的性能得到提高,为汽车优化设计提供重要的数据保障。因此,本文主要对自动驾驶机器人关键技术及应用进行研究分析,旨在通过对自动驾驶机器人、关键技术以及应用策略进行详细阐述,为以后类似的事件提供一定的参考价值。     

有机蔬菜大棚除草机器人研制

为了取代有机蔬菜大棚内人工除草作业,研制了一种新型除草机器人。该机器人通过原地转向机构实现狭小空间内零转弯半径行驶,并基于机器视觉和磁导航传感器实现智能杂草识别和全自主作业。基于力学分析和三维软件,设计了机器人本体结构、行走机构、原地转向机构、末端执行器等,并基于模糊控制实现机器人沿着设定路径行驶。实验结果表明机器人行驶时的偏移量小于4cm/500cm,满足使用要求;同时,机器人转向灵活并能够完成机械除草作业,验证了机器人设计方案的可靠性。     

三杆六自由度并联微动机器人的工作空间分析

针对提出的基于压电陶瓷驱动的三杆六自由度并联微动机器人,在分析其结构特点的基础上,通过坐标变换求出了其逆解方程.分析了影响并联微动机器人工作空间的约束条件,对定姿态工作空间采用一维搜索法求得边界点.用实例进行仿真计算,得到结构参数对工作空间的影响规律.与常规6-PSS并联微动机器人的定姿态工作空间进行了比较,说明了其工作空间分布的特点.所做的工作空间分析为机器人工作空间优化设计和机构尺寸设计提供了依据.     

输电铁塔攀爬机器人的结构分析与实验验证

首登输电铁塔检修人员缺乏完善的临时防坠保护装置,研发输电铁塔攀爬机器人替代首登人员登塔,可以保障登塔人员的人身安全。根据实际作业环境及其功能要求,结合仿生学原理,提出了一种基于仿生蚕特征的攀爬机器人模型。对机器人进行结构设计并分析攀爬过程中吸附的稳定性,建立机器人运动学模型;对其作业空间进行了仿真分析,验证了机器人结构的合理性。试制物理样机并进行相关攀爬实验,实验结果表明,该机器人具有替代首登人员登塔的可行性。     

基于给定工作空间的6R型机器人D-H参数优化设计

运用解析法分析并确定了影响6R型机器人工作空间的相关关节,进而运用图解法获得了6R型机器人工作空间边界曲线,并建立了6R型机器人工作空间的三维仿真模型。为了得到紧凑的结构,在给定工作空间的情况下,利用遗传算法对6R型机器人的D-H参数进行优化设计,得到了满足约束条件且使机器人连杆长度最小的最优解,并通过6R型机器人三维模型工作空间验证了优化结果的合理性。     

加油卷盘用四杆式液压升降机机构设计与实现

针对原有群车加油装备展收作业的不足,设计研究了一种适合于受限空间的加油卷盘用四杆式液压升降机,以实现新型展收作业。该升降机采用液压缸作为原动机直接推动平行布置的两个四杆机构运动,传动平稳、操作方便,易于调速。在介绍升降机总体结构及运动过程的基础上,分析了升降机起落机构和推拉机构的工作原理,给出了机构设计方案,并根据总体设计要求确定了升降机的一些关键参数。