机器人末端执行器的系统研究

用系统学观点探索机器人末端执行器构型的确定方法，并对末端执行器进行了系统化研究。     

机器人末端执行器姿态轨迹规划研究

研究了以四元数样条曲线作为插补曲线对机器人末端执行器姿态进行插补的相关算法,并进行了姿态轨迹规划。机器人末端姿态的表示方法一般有欧拉角、旋转矩阵等,但存在万向锁、插值困难等问题。引入四元数样条曲线,同时通过增加示教点,使四元数样条曲线适用于对机器人末端执行器姿态进行插补,并研究了基于S型的姿态轨迹规划算法,最后进行了多姿态示教点仿真实验。实验结果表明,所提出的算法规划出来的轨迹平滑,满足机器人末端姿态轨迹规划的要求。     

机器人末端打磨执行器设计与开发

轨道交通车辆车体人工打磨方式存在诸多弊端,通过研究机器人打磨等核心技术,设计并开发了一种集成恒力控制装置的机器人末端打磨执行器。从打磨执行器功能需求出发设计了基本结构;具体阐述了打磨执行器接触力恒力控制组件的工作原理以及吸尘组件的设计过程;对打磨执行器框架进行静动态特性分析,验证了结构的合理性;最后通过打磨执行器可行性验证实验对该打磨执行器恒力控制和吸尘效果进行了评估,实验结果表明接触力恒力控制组件可以保证打磨过程中打磨执行器与工件接触面的法向力基本恒定,补偿作用明显。打磨执行器吸尘效果良好,保证了车间清洁,能够满足轨道交通车辆车体表面打磨制造要求。     

工业机器人末端执行器的柔顺示教研究

随着工业机器人应用越来越广泛,工业机器人被要求具有更高柔顺性的示教功能。提出一种柔顺示教的控制方法,以常用的20公斤级的工业机器人为研究对象,通过六维力传感器采集力信息,经过柔顺控制算法和基于位置的力位控制算法结合控制机器人,实现柔顺示教功能。先介绍了柔顺示教的硬件平台结构和软件结构,建立一个柔顺示教控制的模型,并利用该模型设计一个柔顺示教的控制算法,最后将笔作为机器人末端执行器并在白纸上画图案以验证示教的柔顺性。实验结果表明通过该柔顺示教控制,操作者可以对机器人末端执行器自由拖动,实现柔顺示教的功能。     

6自由度液压机器人末端执行器控制策略

为提高6自由度液压机器人末端执行器位置跟踪精度,设计了增量式非线性逆控制方法,并对机器人末端执行器位置跟踪误差进行仿真验证。创建了6自由度液压并联机器人简图,对液压驱动系统进行建模,推导出液压流量方程式。针对传统非线性逆控制方法进行改进,设计了增量式非线性逆控制方法。采用Matlab软件对6自由度液压机器人末端执行器跟踪误差进行仿真,并与传统非线性逆控制方法对比。结果显示：采用非线性逆控制方法,机器人末端执行器运动位置跟踪误差较大;采用增量式非线性逆控制方法,跟踪误差较小。采用增量式非线性逆控制方法,可提高机器人末端执行器运动的稳定性和输出精度。     

中医推拿机器人末端执行器的结构设计与分析

首先,针对中医推拿手法中的推法、按法、揉法和滚法,分析了每一种推拿手法的特征,得出要实现这4种推拿手法机构所需的自由度;其次,根据机构所需的自由度,提出了机构的总体设计方案,并对并联机构执行器进行了拓扑结构设计与自由度分析;最后,讨论了并联机构的位置正反解,对并联机构进行了三维建模和运动学仿真。结果表明,该并联机构不仅结构简单、位置分析求解容易,而且能够满足上述各种推拿手法的要求,为后续中医推拿机器人的实际应用提供了理论支撑。     

高锁螺母自动化安装机器人末端执行器设计

飞机装配连接中高锁螺栓应用量大,借助机器人进行自动化安装,可大大减轻工人工作量。根据高锁螺母自动化安装工艺需求,设计机器人末端执行器,主要包括螺母输送换位装置、套筒扳手拧紧传动装置和止动工具装置、线性进给传动装置,可完成自动化输送、换位、对位、吸附、进给、拧紧和止动等一系列动作。该末端执行器可安装于工业机器人之上,结合视觉测量和控制装置,构成高锁螺母自动化安装系统。     

常见工业机器人末端结构性执行器定位形式

总结研究机器人末端结构性操作器的设计方法,通过合理设计执行器零件的结构及相互之间的装配形式,同时满足末端操作器工作时具备六自由度限位能力。这样能够解决在自动化生产线调试时,因机械加工尺寸公差所产生的微小误差,及有效提高结构性执行器的快速更换及维修效率。同时,本文简要说明执行器中所必需的传感器,提供必要的反馈信号,保证末端执行器工作可靠有效,以提升自动化生产线的整体开动率。     

一种打磨机器人末端执行器的设计与分析

针对发动机缸体后处理的打磨过程中存在的问题,提出了一种Y型双工位的末端执行器的设计方案,分析了其结构组成、工作原理,设计了末端执行器的结构和砂轮尺寸,在PTC Creo Parametric软件平台上建立了末端执行器的三维模型,在Simulate中校核了其关键部件的刚度与强度,在Robot Studio中规划了打磨路径,并在相应的工作空间之内,分析了其位姿及路径的可抵达性,最后通过仿真实验检验了其规划的路径的合理性。分析结果表明:该末端执行器结构稳定、设计合理,机器人在工作区域的路径规划中,各关节可抵达性为100%,且不与其他工件干涉,能够实现对缸体端面和凸台面的自动化打磨任务;可为其样机的研制提供理论依据,为打磨路径的优化提供参考。     

中医推拿机器人末端执行器结构优选与运动学分析

针对中医推拿中振法、按法、揉法、滚法等按摩操作手法,分析要实现这四种按摩手法所需的施力方向和运动自由度。根据其所需自由度,提出总体设计方案,对并联机构执行器进行了多种机型设计,借助ADAMS软件从按摩手法中的滚法所需的摆动幅度以及同等按摩力度所需的驱动力参数等方面进行机型优选,并对优选机型进行了三维建模和模型制作。通过运动学分析与仿真验证,说明该机构具有良好的运动学性能,且位置正反解分析简单,为后续的机器人控制以及机器人的产品化提供了理论依据。     

自动钻孔机器人末端执行器的对刀方法

自动数控制造设备对制造业的影响越来越显著,作为对制造质量起决定作用的校准和对刀功能是很重要的。通过对自动钻孔机器人末端执行器的对刀校准装置的结构原理进行说明,介绍传感器校准和对刀的功能。     

锅炉热交换器承压管管外检测机器人末端执行器的研究

介绍了一种适用于火电站锅炉承压管管道外检测机器人的新型柔性臂及其定位机构，该柔性臂占用体积小，工作空间大，能够深入到管道组细长缝隙内检测，它的最大特点是能够进行刚柔转化，详细叙述了其转换原理，建立了柔性臂各关节的力学模型；定位机构提高了柔性臂的稳定性，为安装各种检测设备提供了一个可靠的操作平台，对该机构的可行性、工作原理和避障能力进行了分析，为设计和控制提供了理论基础。     

新型拼装机器人运动仿真与末端执行器微运动分析

根据生产实际要求,设计了一种新型拼装机器人.利用三维参数化设计软件建立与物理样机相似的三维实体装配模型,对整体机构运动进行了实体运动仿真.编制Matlab仿真计算程序,对机器人末端执行器的微运动进行运动学正、逆问题分析.     

基于双机器人装配系统的多功能末端执行器设计

根据翼面类部件装配的特殊需求,设计了一种用于双机器人装配系统的多功能末端执行器。阐述了其结构设计及工作原理,并运用DELMIA软件对末端执行器的应用环境进行了仿真,提出了手工装配工装的改进意见。分析表明该末端执行器能够保证双机器人柔性装配系统无干涉地完成翼面类部件的制孔、送钉及电磁铆接等装配任务,可增加飞机装配的效率及质量,具有显著的工程应用价值。     

一种工业机器人喷涂末端执行器设计及控制

针对特种喷涂任务提出一种安装于工业机器人末端的喷涂执行器。首先对完成执行器结构设计,通过齐次坐标变换矩阵得到工业机器人末端至执行器喷枪头部的坐标表达并实现激光测距传感器至喷枪头部的坐标换算。其次搭配硬件实现满足各部件间高速通讯及计算结果实时输出的电子控制系统。接着通过模态分析得到末端执行器前六阶振型,利用谐响应分析在0-150Hz范围内扫频并施加外部集中力激励得到振动位移、振动加速度随频率变换曲线。最后,提出一种拟合扫描点并拆分拟合轨迹得到末端执行器移动路径点集的路径规划方法,可有效避免干涉碰撞,通过实验验证此方法有效。     

执行器行业的现状和展望

一执行器行业经济指标分析 2005年全行业销售收入27．52亿，其中10个国有企业．销售收入共6．8亿元，占24．7％；3个外资企业．占15．26％；13个重点企业占有40％的市场；185个民营企业，占60％的市场。     

电力系统机器人的研究现状与展望

本文对机器人在电力系统中的运用进行了研究,介绍了机器人在不同的电力系统中的使用及存在的问题。并对机器人在电力系统中的不足之处做了分析。     

一种欠驱动苹果采摘机器人末端执行器的设计

提出了一种实用型欠驱动苹果采摘机器人三指末端执行器,并运用Unigraphics NX进行了机构设计及三维模型的创建。通过设计多指节手指和腱绳结构,以达到提高机构抓取灵活性的目的。基于手指抓取动作的运动原理,分析了腱绳力与关节转矩之间的关系。以保证不损伤苹果表面的极限载荷为设计约束条件,以实现机构运动的可靠性和灵活性为目标,设计了抓取机构的关键零件扭簧,确定了扭簧的结构参数。这种新型欠驱动末端执行器可以有效提高机构的灵活性和适用性,对不同尺寸、近球状的其他果实,具有一定的抓取适用性。     

一种机器人末端执行器的运动学分析和实际应用

首先,介绍了一种新型推拿机器人末端执行器,运用螺旋理论分析了该末端执行器并联机构自由度及动平台的运动特性,通过理论分析可以实现相应中医推拿的动作要求。其次,用矢量封闭形方法对并联机构进行位置正反解分析,得到相应的位置方程,并对其求导得到了机构的速度、加速度正反解数学表达式。最后,采用MATLAB与ADAMS进行了联合仿真,证明了该中医推拿机器人末端执行器可以实现中医推拿操作,为该中医推拿机器人末端执行器的动力学建模和实际应用提供了理论基础。