簡(jiǎn)介：分類號(hào)密級(jí)UDC編號(hào)工學(xué)碩士學(xué)位論文水下作業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)學(xué)分析碩士研究生阿斯格爾指導(dǎo)教師王立權(quán)教授學(xué)科、專業(yè)機(jī)械工程論文主審人弓海霞副教授哈爾濱工程大學(xué)2015年6分類號(hào)密級(jí)UDC編號(hào)工學(xué)碩士學(xué)位論文水下作業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)學(xué)分析碩士研究生碩士研究生阿斯格爾指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師王立權(quán)教授學(xué)位級(jí)別學(xué)位級(jí)別工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)學(xué)科、專業(yè)機(jī)械工程所在單位所在單位機(jī)電工程學(xué)院論文提交日期論文提交日期2015年5月論文答辯日期論文答辯日期2015年6月學(xué)位授予單位學(xué)位授予單位哈爾濱工程大學(xué)

簡(jiǎn)介：與串聯(lián)機(jī)器人相比，并聯(lián)機(jī)器人（本文指代并聯(lián)機(jī)械手）具有運(yùn)動(dòng)慣量低、負(fù)載能力強(qiáng)、剛度大、動(dòng)態(tài)性能好等優(yōu)點(diǎn)，目前高速、輕型并聯(lián)機(jī)械手目前已廣泛應(yīng)用于電子、食品、包裝等輕工業(yè)領(lǐng)域。因此，自主研發(fā)滿足企業(yè)承載重、緩取緩放、運(yùn)動(dòng)精度高、低成本等特定需求的機(jī)械手，同時(shí)促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研之間的結(jié)合，加快其工業(yè)化進(jìn)程具有十分重要的實(shí)際意義。論文主要從以下幾個(gè)方面展開針對(duì)簡(jiǎn)化后的機(jī)械機(jī)構(gòu)，利用DH法，快速確定各連桿坐標(biāo)系及連桿參數(shù)，經(jīng)過坐標(biāo)系變換，根據(jù)相等矩陣對(duì)應(yīng)元素分別相等建立求解方程組，得到機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解；利用幾何法簡(jiǎn)單快速建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程組，求得機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)正解，并通過MATLAB編程驗(yàn)證求得位置模型的正確性。依據(jù)機(jī)械手在工作空間內(nèi)的需求，分別運(yùn)用五次多項(xiàng)式規(guī)劃算法及帶有拋物線的線性插值法對(duì)其軌跡進(jìn)行規(guī)劃；經(jīng)過編程驗(yàn)證得多項(xiàng)式規(guī)劃算法在運(yùn)動(dòng)過程中各點(diǎn)速度、加速度平滑、連續(xù)，末端產(chǎn)生振動(dòng)小；最終通過PROE50運(yùn)動(dòng)學(xué)速度仿真驗(yàn)證多項(xiàng)式軌跡規(guī)劃算法得合理性，同時(shí)再次驗(yàn)證前期建立的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的正確性。運(yùn)用“機(jī)器控制器PLC觸摸屏HMI”控制模式設(shè)計(jì)、開發(fā)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)整體系統(tǒng)框架、硬件總體架構(gòu)，并分別對(duì)PLC、伺服單元、檢測(cè)反饋單元進(jìn)行選配和設(shè)置；給出軟件主程序流程圖，采用PLC的相位控制，線性多段插值功能保證機(jī)械手兩驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間能搞進(jìn)行高效精確協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，并給出聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)核心算法流程圖。最后在搭建的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)基礎(chǔ)上，采集機(jī)械手在一次軌跡運(yùn)動(dòng)過程中兩電機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并與標(biāo)準(zhǔn)理論數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，排除系統(tǒng)存在的誤差、干擾等因素，末端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)曲線整體走勢(shì)與理論曲線一致，驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)搭建的正確性；同時(shí)指出系統(tǒng)后續(xù)改進(jìn)的方向和方法，以提高運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的合理性及研發(fā)高效性。

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簡(jiǎn)介：研究具有目標(biāo)識(shí)別并能進(jìn)行精準(zhǔn)抓取的搭載機(jī)械手的智能輪式小車，在當(dāng)今信息化、自動(dòng)化的世界中，其意義深遠(yuǎn)，實(shí)用性強(qiáng)。本文主要通過搭載在機(jī)械手臂上的攝像頭進(jìn)行采集圖像，并對(duì)圖像進(jìn)行處理以及目標(biāo)識(shí)別，從而控制機(jī)械手進(jìn)行目標(biāo)的抓取。近年來智能控制發(fā)展迅速，已廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)化，電子，醫(yī)療等各行各業(yè)。在應(yīng)用方面，具有視覺機(jī)能的搭載機(jī)械手的智能小車不僅可以在危險(xiǎn)地區(qū)進(jìn)行探查、搜救，而且可以應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)，照顧老年人和行動(dòng)不便的人等。理論上就機(jī)器人的智能而言大多是指兩個(gè)方面一是通過各種傳感器自動(dòng)感知周圍環(huán)境，二是在了解周圍環(huán)境的基礎(chǔ)上，自動(dòng)采取下一步行動(dòng)。本課題設(shè)計(jì)的搭載機(jī)械手的智能小車系統(tǒng)就是利用模式識(shí)別的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手與車體協(xié)調(diào)配合，完成抓取任務(wù)。理論上進(jìn)行研究和創(chuàng)新，將圖像處理和模式識(shí)別二者相互配合，共同完成從識(shí)別到抓取目標(biāo)的一系列任務(wù)。本課題，在可以循跡、紅外避障、語音播報(bào)、智能升降以及紅外遙控的智能輪式小車上，搭載了筆記本、攝像頭以及五自由度機(jī)械手。以筆記本作為目標(biāo)識(shí)別的主要平臺(tái)，對(duì)攝像頭采集到的圖像通過OPENCV庫函數(shù)進(jìn)行圖像預(yù)處理。采用“十二線段識(shí)別法”進(jìn)行特征值提取。將得到的特征55矩陣輸入ART神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法，進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別，判斷其是否為所抓取目標(biāo)。機(jī)械手以單片機(jī)為控制單元，它的運(yùn)動(dòng)軌跡是通過在以DH模型上應(yīng)用正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析以及雅克比矩陣獲得的。機(jī)械手臂擁有五個(gè)自由度，每個(gè)自由度由獨(dú)立電機(jī)控制以此達(dá)到抓、放、舉等動(dòng)作，控制單元接收目標(biāo)參數(shù)，進(jìn)行精準(zhǔn)的目標(biāo)抓取。通過實(shí)驗(yàn)，達(dá)到預(yù)期智能輪式小車在行駛途中可以識(shí)別字母物體并進(jìn)行抓取。

簡(jiǎn)介：水下機(jī)械手以水下機(jī)器人REMOTELYOPERATEDVEHICLE，簡(jiǎn)稱ROV為載體，能夠在水中進(jìn)行作業(yè)。本文在借鑒國(guó)外機(jī)械手的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一種五功能水下液壓機(jī)械手。通過理論分析和數(shù)值模擬仿真等方法，對(duì)該機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)、工作空間、動(dòng)力學(xué)和水動(dòng)力學(xué)等進(jìn)行了分析和研究。首先，根據(jù)水下機(jī)械手的設(shè)計(jì)指標(biāo)，確定了總體設(shè)計(jì)方案，完成了機(jī)械手本體結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)。分別對(duì)機(jī)械手手爪和關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)液壓缸的關(guān)鍵尺寸參數(shù)進(jìn)行多組數(shù)據(jù)對(duì)比，并確定了合理的尺寸。對(duì)機(jī)械手腕部進(jìn)行了密封設(shè)計(jì)。運(yùn)用SOLIDWKSSIMULATION軟件，對(duì)機(jī)械手的關(guān)鍵零件進(jìn)行了有限元分析。其次，以設(shè)計(jì)出的五功能水下機(jī)械手為研究對(duì)象。運(yùn)用DH法建立了連桿坐標(biāo)系，建立了機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)正解的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)正解的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的相關(guān)方程。同時(shí)，運(yùn)用ROBOTICSTOOLBOX工具箱對(duì)五功能水下機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)學(xué)建模的準(zhǔn)確性。然后，在機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)上，分析了其工作空間。根據(jù)機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍，分別運(yùn)用解析法、MONTECARLO法和仿真法研究了機(jī)械手的水平和俯仰工作空間。三種方法對(duì)比發(fā)現(xiàn)，仿真法最佳，且得出的結(jié)論更加完整、快速和準(zhǔn)確。最后，運(yùn)用NEWTONEULER方程，建立了機(jī)械手在空氣環(huán)境中的動(dòng)力學(xué)遞推模型，得到了關(guān)節(jié)力矩的遞推方程?？紤]到機(jī)械手的工作環(huán)境為深海中，主要考慮浮力、水阻力和附加質(zhì)量力對(duì)機(jī)械手關(guān)節(jié)力矩的影響，運(yùn)用MISON方程，對(duì)機(jī)械手建立了水動(dòng)力模型。為了研究機(jī)械手在空氣中和水中的動(dòng)力學(xué)特性，運(yùn)用拋物線過渡的線性插值的方法對(duì)機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)進(jìn)行了軌跡規(guī)劃，在此基礎(chǔ)上采用數(shù)值模擬和定量分析的方法，在一定條件下，研究了浮力、水阻力、定常流對(duì)水下機(jī)械手動(dòng)力學(xué)的影響。

簡(jiǎn)介：目前，激光加工技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造等多個(gè)領(lǐng)域，正在向著數(shù)控化和綜合化的趨勢(shì)發(fā)展。激光加工系統(tǒng)的精確性需要通過控制系統(tǒng)的精確定位來實(shí)現(xiàn)。由于六自由度機(jī)械手具有可重復(fù)性和精確度高的生產(chǎn)特征，因而被廣泛用作激光加工的控制平臺(tái)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下分析了機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解，通過DH法建立了機(jī)械手各個(gè)連桿的坐標(biāo)系，利用齊次坐標(biāo)系變換法建立了正向運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，從而推導(dǎo)出機(jī)械手逆解公式。針對(duì)機(jī)械手逆解中的奇異位性，本文采用矢量積分法求得雅克比（JACOBIAN）矩陣，并進(jìn)行奇異性分析，通過分離雅克比矩陣得到奇異條件，提出了用“改進(jìn)的阻尼倒數(shù)”代替原倒數(shù)的方法，仿真結(jié)果表明本方法可以抑制關(guān)節(jié)速度的突變，使機(jī)械手平穩(wěn)地通過奇異域，大大提高加工精確度。該方法優(yōu)點(diǎn)為無需求解最小奇異值，精簡(jiǎn)有效，精度高。激光加工過程中，工件實(shí)際位姿相對(duì)于理想位姿的偏差會(huì)導(dǎo)致加工誤差，因而工件位姿校正在實(shí)際加工中意義重大。本文采用3點(diǎn)法，通過測(cè)得的實(shí)際坐標(biāo)和理想坐標(biāo)之間的坐標(biāo)差，建立了實(shí)際工件坐標(biāo)系和機(jī)械手末端坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，數(shù)值仿真結(jié)果表明該方法可以使加工位置誤差不超過00001MM，角度誤差不超過00002°，符合生產(chǎn)要求，減小了加工誤差。

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簡(jiǎn)介：本文在模擬人手結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)上，以軟體機(jī)器人技術(shù)為依托，結(jié)合3D打印技術(shù)和硅橡膠鑄造工藝，研制了外形和運(yùn)動(dòng)均仿人的氣動(dòng)軟體機(jī)械手。軟體機(jī)械手的手指均由軟關(guān)節(jié)與鉸鏈型指骨粘結(jié)而成，5個(gè)手指均能單向彎曲，食指加入了側(cè)擺運(yùn)動(dòng)，拇指加入了全向彎曲運(yùn)動(dòng)?；诙鄠€(gè)柔性關(guān)節(jié)僅由一個(gè)軟關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)的欠驅(qū)動(dòng)技術(shù)，使軟體機(jī)械手能夠模仿人手的動(dòng)作并針對(duì)不同形狀的物體完成適應(yīng)性抓取，具有抗側(cè)彎、抗扭以及承受較大的載荷的能力，體現(xiàn)了良好的結(jié)構(gòu)柔性、驅(qū)動(dòng)柔性、運(yùn)動(dòng)柔性。本文研發(fā)的軟體機(jī)械手兼具軟體機(jī)器人自由度大且不損害操作對(duì)象和剛性機(jī)械手承重大的特點(diǎn)，特別適合安全性和柔性需求較高的場(chǎng)合，在醫(yī)療助殘、生活服務(wù)和軍事等領(lǐng)域有著迫切需求，因此具有重要的研究意義與應(yīng)用前景。本文基于機(jī)器人變參數(shù)齊次坐標(biāo)變換矩陣，完成了軟體機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)建模，并利用MATLAB求解并仿真了其工作空間。在ABAQUS軟件平臺(tái)上，結(jié)合YEOH能量密度模型，建立了手指運(yùn)動(dòng)過程的有限元分析模型?；贜EOHOOKEAN模型，建立了欠驅(qū)動(dòng)單向彎曲手指的靜力學(xué)理論模型，分析了其多種影響因素，為軟體機(jī)械手的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)。通過對(duì)稱拉伸試驗(yàn)機(jī)，進(jìn)行了多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品的拉伸實(shí)驗(yàn)，獲得了多種硅橡膠材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線。采用MEMS姿態(tài)傳感器進(jìn)行了手指氣壓轉(zhuǎn)角特性實(shí)驗(yàn)，結(jié)合有限元仿真分析結(jié)果對(duì)手指的氣壓轉(zhuǎn)角理論模型完成了驗(yàn)證，獲得了氣壓對(duì)手指轉(zhuǎn)角的影響。采用壓力測(cè)量?jī)x進(jìn)行了手指夾持力實(shí)驗(yàn)并對(duì)手指運(yùn)動(dòng)的有限元仿真模型完成了驗(yàn)證，獲得了氣壓對(duì)手指夾持力的影響。通過實(shí)驗(yàn)研究了欠驅(qū)動(dòng)手指3個(gè)關(guān)節(jié)角位移的耦合關(guān)系以及載荷下三關(guān)節(jié)角位移的變化趨勢(shì)。最后在搭建軟體機(jī)械手的氣動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)、姿態(tài)采集系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，結(jié)合軟體機(jī)械手的抓取策略和控制方案，進(jìn)行了模擬人手的位姿運(yùn)動(dòng)及抓取運(yùn)動(dòng)，從而驗(yàn)證了該軟體機(jī)械手的靈活性及其抓取能力。本論文的研究工作對(duì)于軟體機(jī)械手的實(shí)現(xiàn)提供了一種解決方案，為其進(jìn)一步研究及其應(yīng)用奠定了理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

簡(jiǎn)介：本設(shè)計(jì)為一種五自由度機(jī)械手的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)以日本三菱公司早年生產(chǎn)的RVM1C機(jī)械手為控制對(duì)象（原控制系統(tǒng)已損壞，無法修復(fù)）?？刂葡到y(tǒng)主要是由PC機(jī)、PLC、觸摸屏、編碼信號(hào)適配板等組成。PC機(jī)作為主上位機(jī)用于完成機(jī)械手位姿的運(yùn)算及控制指令的發(fā)送，觸摸屏作為輔助上位機(jī)，使系統(tǒng)可脫離PC機(jī)完成相關(guān)參數(shù)的設(shè)定及指令發(fā)送。PLC是核心控制模塊，一方面接收來自于PC機(jī)、觸摸屏的位姿參數(shù)及控制指令，另一方面通過編碼信號(hào)適配電路對(duì)機(jī)械手各關(guān)節(jié)電機(jī)的編碼信號(hào)進(jìn)行采集處理，同時(shí)執(zhí)行PLC用戶程序給出各關(guān)節(jié)電機(jī)的控制信號(hào)。系統(tǒng)通過上位機(jī)與下位機(jī)的配合，以半閉環(huán)的方式控制機(jī)械手實(shí)現(xiàn)指定的動(dòng)作。當(dāng)指定機(jī)械手末端執(zhí)行裝置目標(biāo)位置的空間坐標(biāo)后，通過輔助切線的方法，分別求出肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的取值范圍，列出空間坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矢量方程，確定末端執(zhí)行器能夠到達(dá)指定空間坐標(biāo)的肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)的取值組合，最后根據(jù)“大臂小動(dòng)、小臂大動(dòng)”的原則，求出機(jī)械手的最佳位姿。用該方法求解位姿不需要使用運(yùn)動(dòng)學(xué)方程正解的結(jié)果，而且程序編寫更為簡(jiǎn)單，運(yùn)算速度更快。位姿的求解運(yùn)算通過C編寫的算法程序在PC機(jī)中完成。PLC對(duì)各關(guān)節(jié)電機(jī)編碼信號(hào)的接收由一個(gè)高速計(jì)數(shù)器配以相應(yīng)的選通信號(hào)實(shí)現(xiàn)。為提高運(yùn)行速度，PC機(jī)與PLC間的數(shù)據(jù)傳送采用直接讀寫PLC相關(guān)軟器件的方式。該控制系統(tǒng)可用于工業(yè)生產(chǎn)中相同結(jié)構(gòu)的五自由度機(jī)械手的實(shí)際控制，同時(shí)，由于其模塊式開放設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，也適合作為學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械手相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，給各層次的學(xué)生提供由動(dòng)作控制到位姿算法的由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的各類專業(yè)訓(xùn)練。論文對(duì)所做的工作進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分進(jìn)行了闡述。給出了搬運(yùn)、噴漆等典型動(dòng)作的控制實(shí)例。并對(duì)系統(tǒng)中存在的不足進(jìn)行了分析，提出了控制系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)方案。

簡(jiǎn)介：我國(guó)磨機(jī)換襯機(jī)械手發(fā)展起步較晚，與國(guó)外先進(jìn)水平相比有較大差距，尤其是液壓系統(tǒng)控制的精確性上。論文在基于國(guó)產(chǎn)JXS3MX型磨機(jī)換襯機(jī)械手的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了具有7自由度的磨機(jī)換襯機(jī)械手。機(jī)械部分是液壓控制的前提，在主閥的選擇上用電液比例閥代替了原有的手動(dòng)閥，在泵控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上采用了LUDV控制方式。電液比例閥性能優(yōu)良，可實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓執(zhí)行元件的無級(jí)調(diào)速，這種調(diào)節(jié)方式使得液壓系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制更加精確。課題針對(duì)電液比例閥控制定量液壓馬達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了基于模糊PID控制算法，仿真結(jié)果表明該控制器控制平穩(wěn)，響應(yīng)迅速，并且準(zhǔn)確度高。LUDV形式的泵控系統(tǒng)控制精確度高，并且功率可調(diào)，幾乎無浪費(fèi)。目前電液比例控制技術(shù)已經(jīng)較為成熟，相較于普通開關(guān)型控制閥，電液比例閥可實(shí)現(xiàn)對(duì)閥芯開度的比例調(diào)節(jié)；電液伺服閥隨雖性能較好，但成本高，對(duì)油液清潔度要求苛刻。由于電液伺服閥系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，在不同情況下的傳遞函數(shù)形式不同，對(duì)其無法建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，模糊控制PID算法很好的解決了這個(gè)問題。LUDV泵控系統(tǒng)性能優(yōu)越，應(yīng)用AMESIM仿真軟件，課題建立了主要元器件的仿真模型，并對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析。仿真結(jié)果表明基于模糊算法控制的電液比例閥，控制精確響應(yīng)迅速，準(zhǔn)確，系統(tǒng)穩(wěn)定；而基于控制的磨機(jī)換襯機(jī)械手泵控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的閉環(huán)控制，操作簡(jiǎn)便，精確度高。

簡(jiǎn)介：點(diǎn)擊查看更多仿人智能機(jī)械手孔軸裝配無標(biāo)定視覺伺服研究.pdf精彩內(nèi)容。

簡(jiǎn)介：分類號(hào)分類號(hào)學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)M201270298學(xué)校代碼學(xué)校代碼10487密級(jí)密級(jí)碩士學(xué)位論文壓鑄機(jī)取件噴霧一機(jī)雙臂機(jī)械手控制系統(tǒng)的開發(fā)壓鑄機(jī)取件噴霧一機(jī)雙臂機(jī)械手控制系統(tǒng)的開發(fā)學(xué)位申請(qǐng)人金宇學(xué)科專業(yè)機(jī)械制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師張海鷗教授答辯日期學(xué)位申請(qǐng)人金宇學(xué)科專業(yè)機(jī)械制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師張海鷗教授答辯日期2015年5月19日獨(dú)創(chuàng)性聲明獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到，本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名日期年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□，在_____年解密后適用本授權(quán)書。不保密□。（請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“√”）學(xué)位論文作者簽名指導(dǎo)教師簽名日期年月日日期年月日本論文屬于

簡(jiǎn)介：熱處理是提高金屬材料機(jī)械性能的重要手段淬火是其最重要的工藝之一。為了減小和克服淬火過程中工件發(fā)生過量變形，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)大型軸承、齒輪等零件紛紛采用淬火機(jī)床模壓淬火來控制工件的變形量。目前，大多數(shù)企業(yè)仍采用人工的方式給淬火機(jī)床上下料，效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量不易保證，而且往往發(fā)生操作工人被燙傷的事故，直接影響了企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。本課題以寧夏機(jī)械研究院為IPSEN淬火生產(chǎn)線配套的五工位桁架機(jī)械手自動(dòng)上下料系統(tǒng)為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了一套自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了模壓淬火機(jī)床的自動(dòng)上下料。本系統(tǒng)由控制部分、執(zhí)行部分和監(jiān)控部分組成，主控系統(tǒng)采用西門子S7300PLC為控制核心，采用觸摸屏進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)設(shè)定的功能。為了提高該系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，用變頻器來驅(qū)動(dòng)帶編碼器和抱閘功能的伺服電機(jī)，伺服電機(jī)再通過齒輪齒條來帶動(dòng)機(jī)械手的水平和垂直方向的行走，這樣機(jī)械手在抓取工件時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的定位。采用PROFIBUSDP總線將PLC的CPU、變頻器和ET200S分布式IO連接起來，保證了各部件之間的高速通信控制系統(tǒng)中加入的ET200S加快了安裝過程，降低了成本，符合企業(yè)的生產(chǎn)要求。顯示監(jiān)控系統(tǒng)選用的是西門子觸摸屏SIMATICMULTIPANEL，采用人機(jī)交互界面編輯軟件WINCCFLEXIBLE，設(shè)計(jì)友好的主畫面、調(diào)整屏、設(shè)置屏和報(bào)警屏。從主畫面可以實(shí)時(shí)的監(jiān)控到桁架機(jī)械手的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手運(yùn)行過程的良好人性化，大大提高了桁架機(jī)械手的自動(dòng)化控制水平，同時(shí)，PLC和人機(jī)界面的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提高控制系統(tǒng)的可操作性及安全性。

簡(jiǎn)介：隨著數(shù)字化技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)微小型電子產(chǎn)品零部件的裝配與輸送大多數(shù)還是采用人工方式，而工人長(zhǎng)時(shí)間的作業(yè)產(chǎn)生疲勞與不準(zhǔn)確性對(duì)電子產(chǎn)品類高精度元件的組裝與傳送的穩(wěn)定性影響頗大，所以隨著技術(shù)的發(fā)展與工作量的增加，電子產(chǎn)品的裝配自動(dòng)化也越來越迫切，由此對(duì)微小型電子產(chǎn)品零部件的自動(dòng)裝配技術(shù)的研究也越來越深入。本課題在充分了解音圈馬達(dá)生產(chǎn)環(huán)境后，研究設(shè)計(jì)一種擒縱機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)音圈馬達(dá)在生產(chǎn)線上的搬運(yùn)與裝配，滿足音圈馬達(dá)的自動(dòng)裝配生產(chǎn)需求。首先，在分析了音圈馬達(dá)零件的自身特性后，根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境的要求，提出了在自動(dòng)裝配生產(chǎn)時(shí)所遇到的問題，隨后提出了對(duì)應(yīng)的解決辦法，并且根據(jù)解決的方案，確定了擒縱機(jī)械手設(shè)計(jì)的基本方案。其次，根據(jù)擒縱機(jī)械手的基本設(shè)計(jì)方案，確定了擒縱機(jī)械手設(shè)計(jì)分為抓取、擺動(dòng)、定位、升降和支撐五個(gè)基本機(jī)構(gòu)，根據(jù)每個(gè)機(jī)構(gòu)的技術(shù)要求，選取了設(shè)計(jì)零件時(shí)所應(yīng)用的材料，設(shè)計(jì)了具體的實(shí)現(xiàn)方式。再次，對(duì)應(yīng)于擒縱機(jī)械手的具體設(shè)計(jì)方案，分析了機(jī)械手在設(shè)計(jì)過程中的可行性，并且對(duì)在設(shè)計(jì)過程中所涉及的精度問題進(jìn)行了分析。最后，對(duì)機(jī)械手整體在上升與下降，擺動(dòng)前與擺動(dòng)后四個(gè)時(shí)刻進(jìn)行了建模，通過有限元分析對(duì)四種工作狀態(tài)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)特性分析。通過對(duì)機(jī)械手的設(shè)計(jì)與分析，保證了擒縱機(jī)械手的最終設(shè)計(jì)滿足音圈馬達(dá)自動(dòng)裝配生產(chǎn)線的要求。

簡(jiǎn)介：近年來，以機(jī)械手為主的工業(yè)機(jī)器人得到了廣泛普及，有效地緩解了用戶企業(yè)勞動(dòng)力短缺的困境，在企業(yè)升級(jí)改造的過程中承擔(dān)起了愈發(fā)重要的作用。然而隨著投運(yùn)時(shí)間的增長(zhǎng)，工業(yè)機(jī)器人難免出現(xiàn)性能下降甚至故障的情況。作為一種復(fù)雜精密的機(jī)電一體化系統(tǒng)，用戶企業(yè)通常不具備獨(dú)立維護(hù)維修工業(yè)機(jī)器人的能力，必須依賴專業(yè)的技術(shù)人員到達(dá)故障現(xiàn)場(chǎng)以提供相應(yīng)服務(wù)。隨著工業(yè)機(jī)器人銷量的日益提升，工業(yè)機(jī)器人制造企業(yè)的用戶群愈發(fā)龐大，有限的維護(hù)維修技術(shù)人員數(shù)量已顯得捉襟見肘。因此，設(shè)計(jì)開發(fā)一種遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)，研究相應(yīng)的故障預(yù)警、診斷方法，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)，輔助預(yù)警、診斷機(jī)器人故障，提高技術(shù)人員的維護(hù)維修效率，具有重要意義。本文在分析設(shè)計(jì)了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，依據(jù)工業(yè)機(jī)器人遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與診斷的需求，利用通用的硬件平臺(tái)，設(shè)計(jì)開發(fā)了機(jī)械手遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)的軟件平臺(tái)。其作為系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與診斷的基本功能，為服務(wù)保障機(jī)械手平穩(wěn)運(yùn)行并進(jìn)一步發(fā)掘遠(yuǎn)程服務(wù)功能提供了保障。對(duì)于系統(tǒng)的核心功能，即故障的預(yù)警與診斷功能，本文以關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)械手為主要研究對(duì)象，對(duì)其常見的由機(jī)械故障引發(fā)的振動(dòng)做出分析。通過機(jī)械手振動(dòng)故障的數(shù)學(xué)機(jī)理模型，建立起機(jī)械手末端振動(dòng)、精度下降的宏觀表征與具體故障關(guān)節(jié)的聯(lián)系，依次對(duì)二自由度機(jī)械手、三自由度機(jī)械手以及SCARA機(jī)械手和六自由度機(jī)械手做出推論分析，嘗試得出一種分析計(jì)算工作量較小的故障關(guān)節(jié)定位方法。以期為最終實(shí)現(xiàn)通過遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)和相應(yīng)故障預(yù)警診斷方法，高效可靠的遠(yuǎn)程維護(hù)服務(wù)工業(yè)機(jī)器人做出自己的貢獻(xiàn)。