刀具磨损补偿用压电陶瓷微位移器的特性分析与实现方案

通过对所选择压电陶瓷微位移器的电压一位移关系进行实验分析,提出了针对刀具磨损补偿系统的有效方法来消除压电陶瓷非线性、迟滞和蠕变所带来的影响.采用基于平均曲线模型的方法建立补偿系统的数学模型,提出了可消除蠕变影响的针对进给系统的驱动方式.阐明了适用于实际生产的刀具磨损补偿控制系统的原理,为控制系统的设计提供了科学的依据.     

机器人的三维运动仿真

通过对一个机器人机械手三维实时运动仿真系统实例的介绍和分析，阐述了利用OpenGL图形库实现机器人运动仿真的有效方法，重点分析了机器人运动学模型的构建及仿真过程的动态显示，并且讨论了该仿真系统的主要功能模块构成。最后总结了该仿真系统的主要特点，指出了OpenGL在机器人运动仿真中的应用前景。     

压电陶瓷非线性断裂的有限元分析

提出了一个简单的包含有极化反转及电饱和影响的压电材料的本构模型。在此基础上实施了非线性有限元分析,并以局部Ｊ积分作为断裂准则,导出了作用电场与断裂载荷的关系曲线,其趋势与Ｐａｒｋ和Ｓｕｎ的实验观察现象相一致。     

基于PCI-7464采集卡的多通道压电陶瓷驱动电源的研制

利用PCI-7464数据采集卡提供的DLL动态连接库函数及VB中的Timer控件,实现了8路0～10 V的压电陶瓷驱动电源模拟控制信号的可编程输出,通过后续的放大电路,实现了0～300 V控制电压的输出.所设计电源具有低纹波、多通道、高精度等特点,满足压电陶瓷的驱动要求.     

平面二自由度冗余驱动并联机器人控制实验研究

对平面二自由度冗余驱动并联机器人进行了逆运动学分析,由末端执行器的位置计算得到主动关节角的位置.分别采用传统的PID控制方法和PID+速度前馈补偿+加速度前馈补偿的方法对并联机器人轨迹跟踪问题进行了实验研究.通过比较2种控制方法的轨迹跟踪效果和比较由连接在连杆上的加速度传感器测量的振动大小,证明了PID+速度前馈补偿+加速度前馈补偿的方法能更好地实现轨迹跟踪.     

双SCARA机器人运动模型仿真与控制系统

针对2台SCARA机器人协调运动时的干涉问题,运用D-H法建立双机器人连杆坐标系及其正、逆运动学方程,确定双机器人间的坐标变换关系。运用Robotics toolbox工具箱建立双机器人关节模型,使用蒙特卡罗法求出双机器人协调工作空间,制定双机协调工作任务,编写了PLC程序,并利用C#开发双机器人运动控制上位机,对双机器人避让策略进行设计。运行结果表明：该系统可实时显示双机器人的末端位置,实现有效的避让,运行精度在1 mm以内。     

下肢外骨骼机器人的刚度调控与仿真分析

老年人容易引起下肢偏瘫,下肢外骨骼机器人能够帮助老年人重新站立和行走,为了解决下肢外骨骼机器人与穿戴者的运动协同、刚度调控等问题,采用Motion Analysis三维动作捕捉分析系统,记录人体以不同速度在平地行走的运动过程,获得人体下肢的刚度特性.参考人体下肢的刚度特性,利用仿生学原理,设计下肢外骨骼机器人,根据外界环境和运动方式自适应调节刚度.利用三维建模软件Catia建立穿戴者与下肢外骨骼机器人的三维模型,进行动态仿真分析.研究结果表明:穿戴者与下肢外骨骼机器人以运动速度0.8 m/s在平地行走的过程中,下肢外骨骼机器人左侧大腿均值刚度增大6.84 kN/m,下肢外骨骼机器人右侧大腿均值刚度增大7.03 kN/m,为穿戴者提供稳定支撑;下肢外骨骼机器人左侧小腿均值刚度减小1.55 kN/m,下肢外骨骼机器人右侧小腿均值刚度减小1.26 kN/m,产生柔顺化的运动效果,缓冲和吸收地面的冲击力;下肢外骨骼机器人的刚度调控范围满足穿戴者下肢的刚度变化范围,能够提高穿戴者的运动灵活性.     

压电双晶片执行器驱动位移有限元分析与实验研究

采用有限元分析软件对压电悬臂梁驱动位移进行静态分析,同时对驱动器静态位移进行理论计算与实验测试.将有限元分析与理论分析结果和实验测试结果进行对比分析,三者的结果具有良好的一致性,证明了利用有限元分析软件对双晶片悬臂梁结构静态驱动位移分析是正确的,为双晶片结构中压电片和弹性梁的优化设计提供了新方法.     

压电双晶片执行器驱动位移有限元分析与实验研究

采用有限元分析软件对压电悬臂梁驱动位移进行静态分析,同时对驱动器静态位移进行理论计算与实验测试.将有限元分析与理论分析结果和实验测试结果进行对比分析,三者的结果具有良好的一致性,证明了利用有限元分析软件对双晶片悬臂梁结构静态驱动位移分析是正确的,为双晶片结构中压电片和弹性梁的优化设计提供了新方法.     

足球机器人定点行走模型的研究

针对线性比例反馈控制的双轮车型足球机器人，引入模型系数的概念。建立其定点行走的运动学模型，并推导出此类型的机器人在稳定、准确行走的要求下，反馈系数应满足的方程。从理论上来解决反馈控制系数取值的未知性、盲目性问题．同时以此模型为基础。采用程序仿真的方式，分析了机器人在速度限制、角度调整方式等方面存在的隐患，提出了应对措施。较好地解决了机器人偏转不足、不够迅速等问题．最后，通过分析机器人行走的一个隐蔽的收敛性问题．给出了反馈控制系数的完整约束条件。     

并行机器人结构刚度有限元数值模拟

通过有限元数值模拟对并行机器人的结构刚度进行了分析。并行机器人的刚度可以通过有限元数值模拟方法对其进行分析．基于子结构的概念并鉴于大多数并行机器人都具有结构对称性特征。提出了一种有效的数值模拟方法——模块设计方法，并通过一个应用实例显示了这种方法的有效性．对数值模拟结果进行了整理并在此基础上绘制了Isoglide3-T3并行机器人的刚度图。     

机器人装配中轴和孔插装的装配力分析

给出了在机器人装配中轴孔装配的仿真模型,从力学角度对轴?孔装配过程的柔顺机理进行了理论分析,并用FORTRAN语言模拟轴?孔装配过程中装配力的变化,分析间隙?倾角?侧向偏差等各种因素对装配力的影响,用ORINGIN软件绘制出装配力的变化曲线,为基于力信息控制的机器人主动柔顺装配提供理论依据.     

机器人装配中轴和孔插装的装配力分析

给出了在机器人装配中轴孔装配的仿真模型,从力学角度对轴、孔装配过程的柔顺机理进行了理论分析,并用FORTRAN语言模拟轴、孔装配过程中装配力的变化,分析间隙、倾角、侧向偏差等各种因素对装配力的影响,用ORINGIN软件绘制出装配力的变化曲线,为基于力信息控制的机器人主动柔顺装配提供理论依据.     

基于Matlab的机械手运动学分析与仿真

在Solidworks中对上下料机械手进行三维建模,运用Craig版本的D-H法来描述机器人的连杆参数和关节变量,运用代数法求解出其运动学方程,在Marlab Robotics Toolbox中运用Link函数对其建模,并对其进行正向和逆向运动学仿真,从而验证数学方程的正确性。选取一小段路径对其进行轨迹规划,得出机械手末端执行器的空间轨迹以及各关节连续平稳的位移、速度和加速度曲线,延长了机器人的使用寿命,为机械手后期的动力学分析和控制研究提供了一定的理论基础。     

示教机器人分级控制系统的研究

本文提出了一种分级控制的示教机器人多微机控制系统的方案,同时设计了本系统的编程工具——示教盒和专用机器人语言。     

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...     

Kinematics Modeling of an Omnidirectional Autonomous Mobile Robot with Castor Wheels

The kinematics model of an omnidirectional wheeled mobile robot （WMR） platform with 3 castor wheels was built, which includes the actuated inverse solution and the sensed forward solution. Motion simulations verify the consistency between the actuated inverse solution and the sensed forward solution. Analysis results show that the WMR possesses 3 degrees of freedom, and its motion trajectory is a straight line. The ＂pushing＂ and ＂pulling＂ motion patterns of the WMR can be generated by using different wheel orientations. It can be used in the places where the space is limited.