基于人机交互的机械臂位姿自动监视系统设计

为了提高机械臂位姿自动监视和控制能力,提出一种基于人机交互的机械臂位姿自动监视系统设计方法,系统设计包括机械臂的位姿自动控制算法设计和系统硬件设计两部分,采用粒子滤波位姿跟踪方法进行机械臂的动态定位位姿参数信息采集和融合处理,在动态和静态环境下,结合加速全局定位方法进行机械臂位姿自动监视的人机交互设计,构建机械臂人机交互的动态定位控制模型,采用自适应位姿跟踪方法实现对机械臂的位姿自动监视,通过捕捉未知目标的质量特性参数,实现机械臂的位姿自动监视和人机交互设计。通过DSP和嵌入式ARM实现对机械臂位姿自动监视系统的硬件设计。测试结果表明,采用该方法进行机械臂位姿自动监视的自动化水平较高,智能性较好,提高了机械臂的位姿自动监视和控制能力。     

基于LabVIEW的机械臂控制与仿真系统

基于LabVIEW的机械臂控制与仿真系统利用三维参数曲面图形显示控件对机械臂进行静态建模和动态仿真;使用NIUSB₆211数据采集卡作为机械臂的控制单元;采用软件编程的方式解决了仿真模型与实际模型同步运行及舵机平滑转动等问题。     

基于STM32的力反馈型康复机器人控制系统设计

研究了一种基于STM32的力反馈型康复机器人控制系统的设计。采用位置传感器和扭矩传感器检测康复机器人机械臂的位置信息以及机械臂与患者的相互作用力信息,将位置信息与作用力信息送入基于ARM-M3内核的STM32微控制器进行处理,从而实现康复机器人中驱动电机的控制。该系统硬件处理电路包括了扭矩信号的信号调理单元、微控制器控制单元、电机驱动单元以及USB接口单元。经实验验证,本系统可以实现康复机器人的平稳安全的控制。     

一种基于总线的移动探测机器人控制系统设计与实现

针对机械臂定位相关的控制算法缺乏合适验证平台的问题,将移动机器人技术和机械臂控制技术相结合,在分布式控制系统结构的基础上设计并实现了移动探测机器人原型样机。该系统由一个中央主控单元和多个从控制单元构成,单元之间通过总线相连,以实现探测机械臂各部分的模块化。该控制系统已经成功应用于实验室的探测机器人中。该设计能够完成对机械臂运动控制任务,可以用于移动探测机器人平台的建立以及相关算法的实现。     

仿象鼻机械臂的运动学分析及实验

提出了一种由形状记忆合金(SMA)驱动的仿象鼻机械臂,它由多个2自由度(DOF)软体单元串联形成,该机械臂具有重量轻、结构紧凑、运动灵活等优点.对软体单元和多单元串联机械臂的运动学模型进行了分析,并对软体单元进行了开环控制实验以验证运动学模型的可靠性.对软体单元进行了闭环控制实验以验证软体单元闭环控制的可行性.     

基于模糊PID的悬吊式机械臂重力补偿控制系统设计

针对悬吊式机械臂在工作过程中受起吊荷载的影响而产生的重心不稳现象,在模糊PID控制算法的支持下,进行悬吊式机械臂重力补偿控制系统设计研究。硬件方面,改装主控制器、传感器和通信模块,加设重力补偿装置及驱动电机设备。在此基础上完成软件设计,根据机械臂的组成结构以及工作原理,构建悬吊式机械臂数学模型。在该模型下,检测悬吊式机械臂实时位姿,针对不同位姿建立相应的重力平衡方程。计算机械臂负载力矩,利用模糊PID算法求解机械臂重力补偿控制量,实现悬吊式机械臂重力补偿控制功能。实验结果表明：与传统重力补偿控制系统相比,优化设计系统的控制误差降低了0.056kN,机械臂的稳定系数提升了0.14,即优化设计系统可提高补偿控制效果,具有一定应用价值。     

文献扫描机器人多关节机械臂滑膜控制系统设计

为提升机器人机械臂关节的传动性能,使其处于良好的反步自适应工作环境,设计文献扫描机器人多关节机械臂滑膜控制系统。利用关键控制电路,实现机械臂全局PID滑膜控制器与机器人多关节滑膜控制器间的定向连接,完成新型控制系统的硬件运行环境搭建。通过机器人控制传感器标定操作,建立等效控制及动态滑膜方程,并利用上述计算结果界定机械臂滑膜的动态品质,实现新型控制系统的软件运行环境搭建,结合软、硬件运行单元,完成文献扫描机器人多关节机械臂滑膜控制系统设计。模拟文献扫描机器人多关节机械臂运行状态,设计对比实验结果表明,与传统系统相比应用新型滑膜控制系统后,机械臂关节的传动能力得到有效提升,反步自适应参数最大值可达到1.70     

基于改进PRM的采摘机器人机械臂避障路径规划

针对采摘机器人机械臂在不确定的环境中进行采摘作业的要求,提出了一种基于改进概率地图(PRM)算法的机械臂避障路径规划方法。将机械臂工作空间分割成离散单元集合,通过遍历的方法,获得机械臂工作空间中任意离散单元与机械臂有撞位姿之间的映射关系。将空间障碍物分割成离散单元,并通过索引映射关系获得与障碍物有撞的所有机械臂位姿信息,并以此建立关节构形空间。通过PRM算法在关节构形空间中快速搜索机械臂避障路径。仿真结果表明:相比传统PRM算法,改进算法速度提高22. 2%,能够有效地实现机械臂无碰撞路径规划。     

运动控制芯片MCX314在全自动生化分析仪系统中的应用

简述了全自动生化分析仪系统的总体设计方案，介绍了运动控制芯片MCX314在反应单元控制模块中对机械臂步进电机的控制原理和实现方法，最后对该系统的安全和可靠性进行了分析。     

基于JAVA技术平台的气动轻量机械臂伺服控制系统设计

针对目前设计的气动轻量机械臂伺服控制系统存在控制稳定性较差、控制效果不理想,无法应对外界环境的变化等问题。设计了基于JAVA技术平台的气动轻量机械臂伺服控制系统。系统硬件主要设计了电机模型、关节双闭环控制器、速度环、位置环。确定直流电机等效电路,分析电机常数,调整机械臂灵敏度,确保电机正常运行。设置关节双闭环控制器,通过PCI1711数据传输器传输数据,速度环以PI控制为基础。调节带宽比例项,采用微分控制法增加系统阻尼,消除局部静差,在位置环外环上串联一个适当比例的校正环节,以抵消系统主回路中的局部静差。设计数据采集器,实现信息转换和读取,通过数据处理器、微控制器和串行通信模块,设计数据处理单元,保证数据处理效率和精度。系统软件利用JAVA平台实现补偿控制,建立机械臂模型控制机械臂运动,根据采集的图像,提取目标物体的显著性特征,并在数据库中进行特征匹配,从而实现高精度、高效率的目标物体识别。实验结果表明,设计的基于JAVA技术平台的气动轻量机械臂伺服控制系统具有较好的控制稳定性和控制效果,能够更好地适应外界环境变化,完成抓取动作。     

门架式机械手在低压电流互感器自动检定系统中的应用

介绍了一种已在低压电流互感器自动检定系统中成功应用的门架式机械手。该机械手采用PL C作为控制系统,利用伺服电机控制器和气动电磁阀分别控制机械手运动电缸和重载型平行气爪,实现了机械手直角坐标运动、腕部电缸旋转和气爪的张开和闭合,能够完成互感器抓取和搬运的动作。现场应用证明其可靠性高,运行平稳精准,能够满足低压电流互感器自动检定系统的使用要求。     

物探井自动测量系统的设计

本系统是对8口物探井深度的自动集中测量,可达到自动采集、存储、处理数据信息,以及定时向测量中心传送测量数据的目的。系统的构成主要由终端井深测量仪、数码相机模块、中心管理计算机、GPS卫星定位模块、手机短信收发模块等组成。系统具有参数测量灵活,能自动纠错,操作人员对测量参数无法人为更改的优点。     

TE主减速器自动试车控制系统的设计与开发

针对TE直升机主减速器科研与出厂试车的需求,开发了一种新型的自动试车控制系统。采用基于CANopen与Profibus-DP协议的总线测量技术,实现对多种类型信号的数据采集。基于TwinCAT PLC的Soft-PLC控制技术完成系统的自动报警监控、试车工艺自动编程,以及自动化的系统自检与载荷加载,并且利用TwinCAT的温度控制模块完成对TE主减速器油池温度的自动化调节,以实现系统的安全保护与自动试车控制功能,同时通过ADS通信将所有试车数据上传给上层管理软件,满足了TE主减速器的自动试车需求。     

航空发动机轴承试验机测控系统的设计

为了分析新型材料航空发动机轴承的失效原因并提高轴承的使用寿命和可靠性,研制了一台能够模拟航空发动机工况的轴承疲劳试验机,设计了基于西门子S7-1500PLC的远程测控系统.测控系统通过PLC控制模块、驱动器和变频器等,实现了动力系统、润滑系统和加载系统的控制和试验载荷谱线的自动运行.试验主参数信号通过高速高性能模拟量A/D模块进行采集,并通过以太网传输至上位机.上位机软件对数据进行实时处理、存储和绘制曲线.通过试验验证,所设计的轴承试验机测控系统设计合理、运行可靠,为航空发动机轴承寿命研究和性能试验提供了基础平台和数据支撑.     

长距离输水工程自动监测系统优化设计

为了提高长距离输水工程的自动监测和控制能力,设计长距离输水工程自动监测系统,结合对输水工程的水流、水压以及输水管道的状态进行自动监测和控制,提出一种基于FPGA的自动监测系统设计方法。系统主要由输水管道的工况检测模块、AD模块、信息集成处理模块、监测过程控制模块和人机交互模块组成,采用可编程逻辑处理芯片进行长距离输水工程的自动监测系统的处理器设计。设计长距离输水工程监测的自动控制算法,采用程序加载过程控制方法进行监测系统的指令设计,在DSP和FPGA集成处理环境中实现长距离输水工程自动监测系统的硬件开发设计。系统测试结果表明,采用该方法进行长距离输水工程监测的自动性能较好,监测数值与实际值拟合度高于传统方法,误报率低,系统稳定可靠。     

The design of automatic loading-and-unloading material manipulator for telescopic punch

To reduce the amount of labor in the sheet metal stamping industry, improve the processing efficiency and safety factor and realize the automatic production of stamping, this paper designs a new type of overall plan about automatic loading and unloading material manipulator for telescopic punch which can realize the telescopic movements with two degrees. The mechanical structure of the manipulator includes a lifting device and a telescopic device. Using PLC control program, the control system can automatically achieve continuous beat actions of drawing and stacking for the processing raw materials. According to the mechanical structure, the paper analyzes the working principle and control strategy of each component in the loading-and-unloading material manipulator systems.     

基于压力反馈控制的车间机械手智能防碰撞监测系统设计

针对目前提出的车间机械手智能防碰撞监测系统监测精准度低,防碰撞效果较差的问题,提出基于压力反馈控制的车间机械手智能防碰撞监测系统。硬件系统引入自动调心装置,在机械手内部加入两个避碰开关,将避碰开关与报警器相连接,如果出现碰撞,则发出警报,引用JCQ1工作监测器与机械手串联,确定机械手的工作状态和动作次数。软件部分依据机械臂运动的特点,设置机械手双动式液压缸和臂架单活塞杆双动式液压缸,通过压力反馈计算活塞直径得到液压缸直径,判断最大流量,将判断结果与阈值进行对比,完成防碰撞软件监测。实验结果表明,基于压力反馈控制的车间机械手智能防碰撞监测系统能够更加精准地控制机械手智能防碰撞监测数据,防碰撞控制精度较高,说明所设计系统能够有效实现间机械手智能防碰撞。     

用于生态环境微传感节点的光电能量转换系统设计

设计了一种用于森林生态环境传感节点的光电转换系统,以MSP430作为主要控制器件,设计双轴跟踪实现位置控制,并通过GPS模块进行辅助控制;采用遮光技术,提高传感器的量程;通过遮光板,采用阴影法增大传感器的测量差值,提高控制精度;采用最大功率点跟踪方法对锂电池充电,并通过电源管理模块对电能进行合理分配,提高利用率。实验结果表明：设计的控制系统能够实现光自动跟踪,提高了光伏的转换率,实现传感节点的无间断工作,具有较高的应用价值。     

基于SOPC的高精度超声波温度计设计

根据在介质中超声波的传播速度随温度变化而变化的特点为设计原理,以基于Nios II处理器软核的可编程系统级芯片(SOPC)为控制核心,设计了高精度超声波温度计。在SOPC上同时实现了高频信号发生器模块、高速信号电路控制模块、信号自动采集控制模块以及Nios II软核处理器模块,缩小了体积,并降低了成本。传播时间的精确测量采用软件细分插补算法,经过理论分析和实验验证,该方法能够达到ns级超声波传播时间的测量,使设计的超声波温度计能够实现分辨率优于0.001℃的温度测量。     

铁路快速定量装车站控制系统的开发

针对基于轨道衡计量方式和人工或单片机控制方式的传统煤矿装车系统存在的速度慢、精度低等问题,介绍了一种铁路快速定量装车站的组成及工艺流程,阐述了该装车站控制系统的配置以及定量装车、自动给料控制策略,并对该控制系统进行了工业性测试。采用该控制系统后,快速定量装车站对单节车厢及整列列车的装车精度均小于0.1%,单节装车时间小于45s,实现了快速精确装车。