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空间并联机构自由度的终端约束分析理论与数学描述方法

机构自由度是机构学中的一个重要概念,是机构设计时首先要解决的关键问题。机构自由度的计算以Kutzbach Grübler公式最具有代表性,成为机构自由度分析的基本方法。100年来,包括Kutzbach在内的许多学者对Kutzbach Grübler公式进行过多次的修改,但随着空间复杂并联机构的大量涌现,研究者还是发现,用这些公式和方法对许多新构思设计的空间复杂并联机构进行自由度计算时经常发生与实际不符的情况,反映了这些公式和方法在理论上的不完整性,迫切需要进行理论完善以解决并联机构设计中所遇到的这些困难。同时,原来的自由度计算公式不区分系统和具体构件,这既容易造成概念上的混淆,也不适合现代复杂空间并联机构发展的需要。本文在对机构的运动几何约束进行统一数学描述的基础上,提出了研究空间并联机构自由度的终端约束分析理论与数学描述方法。首先,从概念上将机构系统自由度与机构中末端执行器的自由度相区分,在此基础上指出并联机构末端执行器的自由  (本文共207页) 本文目录 | 阅读全文>>

《农机化研究》2018年01期
农机化研究

T型开合槽型辅推机械式取苗末端执行器设计

0引言近年来,随着蔬菜穴盘育苗技术的发展[1],以及劳动力成本的上升,推动了自动移栽机械的研制开发工作,已开发出多种形式的自动取苗机构[2-3]及末端执行器[4-6]。这些研究工作为我国蔬菜种植机械化生产做出了重要贡献。取苗末端执行器作为全自动移栽机的核心工作部件,是直接接触作业对象的装置[5],而作业对象又是有生命的柔性苗-根-基质组成的复合体,其机构参数设计是影响自动取苗移栽质量的重要因素之一,必须进行适应对象结构特性的夹取设计研究。为了自动高效移栽,发明了多指多针气动取苗技术[6-7],具有取苗操作迅速、夹取灵活可控等特点。但这种气动取苗方式依赖气源动力,在纯机械式取苗机构[2-3]上需要配置空压机及气动控制元件等附件,生产应用中受到限制。本文考虑蔬菜苗钵结构特性,兼顾自动取苗与投苗作业要求,提出一种随动推苗环缩进夹苗、伸出推苗的机械式夹钵取苗方法,进行取苗末端执行器结构参数设计,开展自动取苗试验研究,分析其工作效能。1蔬...  (本文共5页) 阅读全文>>

《山东工业技术》2017年16期
山东工业技术

循环箱体的拆跺机器人末端执行器设计研究

“机器人的末端执行器是安装在移动设备或者机器人手臂上,使高效性,又借助夹具机构的稳定性,最终确保整套末端执行器稳定高效。其能够拿起一个对象,并且具有处理、传输、夹持、放置和释放对象到一个准确的离散位置等功能的机构” [1]。仅烟草行业每年回收利用2 机械结构设计的循环烟箱总量超过2千万个,由于循环烟箱已经历了多个周期的运  拆跺机器人末端执行器的机械结构设计要点包括:一是适应上下输、挤压以及瓦楞纸板本身的强度衰减,其抗压强度以及接触面的平升降、左右旋转、前后移动六个基本动作;二是适应各种外形尺寸的整性等都已降低,这也对循环烟箱的拆跺机器人末端执行器的应用性循环烟箱;三是能够承载至少50kg 以上的物体的静态和动态重量;能提出了更高要求。 四是整个机械结构重量要轻量化,降低机器人本体的运行负荷;五是机械结构应适应气动驱动的需求,与气动元件能够良好配合,并为气1 总体分析动元件提供必要的安装空间;六是整套机械结构牢固稳定。  循环烟...  (本文共2页) 阅读全文>>

《农业机械学报》2017年08期
农业机械学报

多功能蜓爪式仿生末端执行器设计与试验

引言利用农业智能装备摘取和分选果蔬的过程中,末端执行器作为机器人接触果实的重要工作部件被安装于机械手臂前端,其工作对象的外表较为脆弱,形状及生长状况也十分复杂。因此,末端执行器的设计通常被认为是农业机器人的核心技术之一[1-3]。20世纪90年代,KONDO等[4]设计了一种采用吸盘和两指夹持器结合并带有软衬垫的末端执行器;刘继展等[5-6]设计了一种番茄采摘末端执行器,并进行了试验;HAYASHI等[7]为了推广草莓自动化收获,设计了一种草莓末端执行器;傅隆生等[8]设计了猕猴桃采摘机器人末端执行器;中国农业大学刘长林等[9]设计了一种采摘茄子的末端执行器。由此可见,国内外在针对单品种果蔬末端执行器的研究中取得了较大进展,但国内外果蔬采摘机器人的末端执行器基本上都是专用的[10-17],只对一种形状果蔬进行收获是影响采摘机器人工作效率的主要因素,更是制约采摘机器人未来发展与应用推广的瓶颈[18]。此外,姬伟等[19]研究了果蔬...  (本文共11页) 阅读全文>>

《制造技术与机床》2017年09期
制造技术与机床

飞机装配预连接紧固件自动化安装末端执行器设计

在飞机装配过程中,金属材料的壁板类组件或机身、机翼类大部件,从组件开始到部件装配完成,几乎每个环节都经过以下装配流程:零件或部件定位—制初孔—预连接紧固件预连接—制大量终孔—选择部分终孔连接—拆卸预连接紧固件—初孔扩到终孔—分解、涂胶—复位最终连接。从上述装配流程中可以看出,预连接是整个装配过程的重要一环,且影响了后续的装配环节,故预连接质量对飞机装配具有重要意义[1-3]。传统的预连接紧固方法,采用的是穿心夹或普通螺栓紧固预连接件,定位精度低,对飞机孔壁周边表面有明显的损伤痕迹,夹紧力无法精确控制。目前先进飞机数字化、自动化装配技术逐渐替代传统的工装定位装配模式,在先进装配技术中较为成熟的是飞机部件数字化定位调姿对接技术[4-6]、机器人自动化制孔技术[7-10]等方面的研究和运用。在飞机构件数字化定位后、批量自动化制孔之前,对于如何实现预连接紧固件的自动化安装,提高飞机装配效率;如何实现预连接紧固件夹紧力的控制,提高飞机装配...  (本文共4页) 阅读全文>>

《教育现代化》2017年32期
教育现代化

教学型工业机器人末端执行器的设计与实现

一 概述2.末端执行器的质量要尽可能地轻、并力求结构紧凑。机器人技术是一门复杂的高新综合学科,是体3.正确对待末端执行器的万能性与专用性。现一个国家科学技术发展水平的重要学科。工业搬运机器人是指能在工业生产中完成自动化搬运作业的机二 工作站机器人末端执行器的设计器人。搬运作业是指用一种机械装备抓取并固定加工工业机器人搬运工作站机器人搬运的工件是平对象,并将对象从一个工位搬运到另一个工位的作业面板材,尺寸30×30×5,重量≦0.5Kg。所以采用过程。给搬运机器人安装不同类型的末端执行器,真空吸盘来夹持工件,且断电后吸紧的工件不会掉落。可以完成不同形态和姿态的工件搬运工作。工业机器(一) 真空吸盘的选择人的末端执行器也叫做机器人手爪,它是装在工业机真空吸盘的选择主要从以下几个方面考虑。器人手腕上直接抓握工件或执行作业的部件。1.了解所吸工件的重量,确定吸盘的盘径(S=Mg/(一) 末端执行器的设计和选用要求P)。手爪设计和选用最主...  (本文共3页) 阅读全文>>