机器人滚边技术的研究与应用

本文通过分析机器人滚边工艺及主要其滚边设备,着重研究实际应用中出现的滚边质量缺陷,总结归纳机器人滚边质量的控制方法,为车身制造中机器人滚边零件质量控制提供参考。     

近水面AUV自适应输出反馈控制器设计

近水面航行的自治水下机器人(AUV)受到较强的波浪干扰,此干扰可进入测量输出信号,影响AUV的实际位置和姿态。若此干扰进入控制设计环节,必然增大控制输出,降低控制精度、浪费燃料,严重时可破坏驱动装置。针对此问题,设计了自适应输出反馈控制器,用以实现强干扰下的AUV水平面轨迹跟踪控制。首先设计观测器将系统输出信号中的干扰过滤掉,使其无法进入控制设计环节。然后采用局部逼近的径向基神经网络对不确定水动力系数和径向、横向及艏向角速度耦合产生的非线性结构进行补偿。利用Lyapunov稳定性理论证明闭环系统的稳定性。仿真实验表明控制器对粘性阻尼系数和未知非线性结构具有很好的自适应性;对附加质量不确定性和干扰的变化有很强的鲁棒性。     

高速无舵翼水下机器人运动控制研究

通过改进传统水下机器人体系结构中的执行层、控制层和感知层,提出了无舵翼水下机器人的运动控制系统,使得水下机器人的运动控制系统在保持原有精确定位的功能外,也能完成远距离高速航行等任务.具体的改变包括执行层中的推进器布置方式以及推力分配方案、控制层中的控制方法以及在感知层中加入局部目标规划器,这些改变解决了高速航行给无舵翼水下机器人带来的一系列问题.海上进行的对比试验和远距离长航试验,验证了无舵翼水下机器人在所提出的运动控制系统控制下是可以满足任务要求的.     

四元数法在AUV六自由度仿真中的应用

AUV六自由度仿真几乎无一例外都是基于欧拉角方法来求解运动微分方程,这种方法可以很直观地得到AUV的位置和姿态角,不过在纵倾角±90°的情况下会产生奇异点,使仿真无法进行下去.为克服上述不足,采用了四元数法取代欧拉法.仿真结果表明,四元数法可以进行任意角度的仿真.     

四自由度RPPR型机器人的建模与仿真分析

以圆柱坐标式四自由度RPPR型机器人为研究对象,通过Solidworks建立机器人三维实体模型,并采用有限元分析软件ANSYS Workbench进行机器人关键结构件静力学分析。根据静力学分析结果,确定RPPR型机器人的薄弱环节,并对其变形量较大的J_2和J_4臂进行结构优化设计。该优化设计提高了机器人运行时的安全性和可靠性,为其结构改进提供了理论基础和参考依据。     

仿树袋熊爬杆机器人的结构设计与仿真分析

分析树袋熊的攀爬步态,获得树袋熊关节角度的变化规律,揭示树袋熊的攀爬机理.根据树袋熊的攀爬特性,利用仿生学原理,提出爬杆机器人的结构设计,用于清洗和维护电线杆、路灯杆和斜拉桥等高层杆状建筑.采用三维建模软件Creo建立爬杆机器人的三维模型,利用动力学仿真软件ADAMS进行爬杆机器人的仿真分析.结果表明,爬杆机器人上层底板与下层底板在竖直方向的移动距离均为150 mm,爬杆机器人上层底板与下层底板在竖直方向的速度变化范围均为0～20 mm/s,爬杆机器人齿轮与齿条的最大接触力950 N,为后续的结构优化提供参考.     

智能果蔬分拣机器人系统设计

农业机器人的广泛应用是农业机械化得以实现的必由之路与重要标志，也是我国跻身世界农业强国之列的基本前提。基于虚拟样机与3D打印技术，研究建立果蔬分拣机器人运动模型，设计一种多功能欠驱动末端执行器，可对条形和类球形果蔬实施有效抓取；采用运动仿真等相关软件对重要工作部件进行结构分析和优化，确定其最佳参数值；最后搭建试验平台进行验证，并对农业机器人的发展前景进行展望。     

黄骅港矿石机械化采制样系统中工业机器人的应用

黄骅港矿石码头在新建的矿石机械化采制样系统中引入了工业机器人。工业机器人的引入简化了矿石采制样设备的工艺流程,使粒度测定、水分测定、样品制备实现了在线测定与制备,不仅减小了工人劳动强度更重要的是减少了人为因素的干扰及误差。     

隧道检修一体化机器人系统设计及关键技术分析

机器人作为一种能替代人工且能大幅度提高工作效率的创新技术,在隧道维护方面的应用倍受关注。近年来,研究者基于机器人系统开发了各种隧道检测设备,但难以同步实现隧道修复的功能。目前,我国运营隧道的检测与维修均是分开进行的,且维修过程仍以传统的人工维修为主,导致一些较为严重的隧道结构病害未及时修复而产生巨大安全隐患,同时检修与维修作业人员会长时间处于复杂、密闭的隧道环境中而不利于身体健康。基于此,本文提出一种隧道检修一体化机器人系统概念,并对该系统三维成像结构形式和技术、隧道检修优化方法进行分析,可解决隧道病害成像、修复定位、修复能力等关键检修问题。结合当前隧道机器人检测系统,设计了检修一体化机器人系统,为我国运营隧道的检修与维修方法提供新的思路。