腿轮混合式六足机器人设计

本项目以STM32F429为主控制板,研究腿轮混合式六足机器人的结构设计和控制平台,结合轮式机器人与六足机器人的结构和运动特点,设计腿轮混合式六足机器人模型。通过搭建相应的硬件平台,实现该机器人轮式模式和腿式模式的转换,三角步态的运动方式和远程数据图像的传输。     

六足仿生机器人步态规划与控制系统设计

本文以六足仿生机器人为研究对象,设计其机械结构,并通过分析"六足纲"昆虫的运动原理,进行步态分析,完成六足机器人的硬件电路及软件程序设计,使其能够完成多种运动方式并保证其强度。     

免耕播种防滑地轮的设计与研究

地轮作为播种机排种装置的驱动机构,其滑移率的大小直接影响到播种精度。在免耕播种作业地表覆盖大量秸秆的情况下,地轮的滑移率不可避免。为此,设计了一种新型的地轮结构,采用啮合的方式来增加地轮机构的抓地力以减小打滑,并且还可以根据播种机工作状态的不同来调节啮合位置。通过在室内土槽进行试验对比,结果表明该地轮结构的滑移率优于其他地轮。     

外骨骼手臂康复训练机器人仿真分析与研究

设计了一种六自由度外骨骼手臂康复训练机器人,分析了结构与连杆参数,并采用D-H后置坐标系法,建立了各连杆结构和坐标系的运动学模型,得到运动学的正解,从而编程得到机器人末端理论运动曲线,再与ADAMS仿真得到的曲线进行对比,验证了运动学模型的准确性。采用蒙特卡洛法计算出该机器人的工作空间。利用Matlab中的Robotics Toolbox模块功能,建立该机器人的运动学模型,对其进行关节空间的轨迹规划,得到机器人关节较为平滑、连续的角度、角速度和角加速度曲线和运动轨迹曲线。最后,将轨迹规划中得到的关节数据导入到ADAMS中,将运动曲线spline作为驱动,经过仿真得到各个关节所需的力矩变化曲线,为电机选型和控制确定理论基础。     

基于曲柄摇杆机构和凸轮机构的四足机器人步态分析

足式机器人是近年来各国科学家大力关注的机器人研究一个比较活跃的领域,四足机器人以其结构和控制方法的相对简单成为足式机器人的一个理想研究对象.四足机器人不但可以应用在军事、行星探测、救灾等领域,而且在家庭娱乐、仿生学等领域大显身手.文章采用埃万斯连杆机构进行一种稳步四足机器人的机构设计分析,并利用Matlab软件对其足迹的稳步性做了运动分析.     

基于速度逆运动学的六足步行机器人位姿闭环控制

六足步行机器人位姿控制系统是强耦合冗余非线性系统,对单腿速度逆运动学进行研究,建立六足步行机器人速度逆运动学模型,对六足步行机器人位置和姿态进行解耦控制。对机器人位置和姿态采用比例控制策略,建立机器人位置控制闭环和姿态控制闭环实现六足步行机器人位姿闭环控制。基于六足步行机器人平台,由MATLAB和ADAMS建立六足步行机器人仿真模型,并对六足步行机器人位姿闭环控制进行联合仿真,仿真结果验证了六足步行机器人位姿闭环控制方法的正确性。     

可变结构的地空两用机器人设计及仿真研究

提出了一种可变结构的地空两用机器人用于农林的信息采集，确定了机器人主要技术指标，设计了总体结构，并建立了机器人三维模型。考虑机器人作业过程中承载性能、运动性能和空间适应性等要求，对机器人机架、行走机构悬架及飞行机构悬臂等关键零部件进行了设计及仿真研究。仿真结果表明：所设计机器人结构合理、承载性能良好，能够适应不同工况下平稳运行的要求，具有较好的空间适应性。     

蔬菜钵苗旋转式取苗机构动力学分析与试验

针对一种应用于蔬菜钵苗全自动移栽机的旋转式取苗机构——偏心齿轮-非圆齿轮行星系取苗机构,建立机构的动力学模型,采用动力学方程组序列求解法进行求解,得到机构在一个工作周期内链条、太阳轮轴心、中间轮轴心、行星轮轴心、太阳轮与中间轮啮合点、中间轮与行星轮啮合点等处的受力随行星架转角变化的规律。设计了机构的物理样机,开展机构动力学试验,测试得到机构物理样机在4种不同工作转速下的动力学特性,同时验证了机构动力学模型的正确性。     

正齿行星轮分插机构椭圆齿轮的计算机辅助设计

正齿行星轮分插机构是一种新型高速分插机构,由椭圆齿轮传动部分、正齿轮行星轮传动部分和栽植臂组成。其设计的基本思想采用椭圆齿轮副传动,选择合适的结构参数来形成插秧要求的非匀速传动比及转角关系。为此,主要论述如何利用计算机确定分插机构中椭圆齿轮的几何参数、椭圆齿轮副的传动性质,以及轮齿的齿廓在啮合过程中能保证要求的转动比、合适的压力角等。     

基于ANSYS六足仿生机器人建模及有限元分析

针对六足仿生机器人强度和刚度问题,以六足仿生机器人为研究模型,对该模型进行静力学分析,验证产品结构设计的合理性。利用CATIA三维造型软件生成三维实体模型,将其导入ANSYS软件中,对六足仿生机器人上承重板、悬臂梁、底部承重轴进行有限元分析,得出了在不同边界条件下的三个关键零件等效应变和等效应力结果,为其结构优化提供参考。     

田间作业机器人电动升降底盘设计

设计开发了一种田间作业机器人电动升降底盘,主要结构包括主机架及安装在主机架上的电源、控制器、行走机构、转向机构和升降机构。介绍了其主要组成和工作原理。该底盘可方便地实现车轮独立驱动、车轮独立转向、车轮距独立可调以及平台自动升降等功能,对我国田间作业机器人产业的自主发展具有重要意义。      

沙地草方格铺设轮仿真设计

草方格铺设轮是防风固沙草方格铺设机器人纵向铺设机构重要的工作部件.为此,根据铺设轮的工作条件与工作要求,应用力学理论建立了铺设轮滚动工作数学模型,应用Matlab/Simulink仿真软件建立了仿真模型.通过仿真及结果分析,确定了铺设轮设计主参数,实现了铺设轮的半实物仿真设计,为整机动力匹配提供了重要的参考依据.     

基于多元变异的Hy-Vo齿形链设计方法

阐述了Hy-Vo齿形链的多元变异特性,构建了Hy-Vo齿形链-链轮-刀具齿条的啮合设计体系,提出了Hy-Vo齿形链与链轮正确啮合就位的必要条件,指出了在拉直状态下Hy-Vo齿形链节距和当量边心距的一致性是多元变异设计的重要基础条件,分析了缠绕圆和接触圆在啮合设计时的相互关系。实践研究表明,Hy-Vo齿形链的多元变异设计方法是实现产品创新升级和知识产权保护的重要手段,是科学而切实可行的。     

大棚蔬菜移栽机的设计

针对目前常见的蔬菜移栽机很难在空间受限的大棚中使用,导致大棚蔬菜在进行育苗移栽时仍然依靠人工而费时费力的现状,设计了一种专门针对大棚使用的蔬菜移栽机。该装置在推动移栽机行走时主动轮转动,通过齿轮和链轮两级增速传动,把动力传递到执行机构,执行机构带动插苗装置和菜苗传送装置的运动,实现菜苗的栽种。装置中采用偏心轮机构实现鸭嘴状插苗装置的上下运动,传送苗装置的循环间歇运动由空间槽轮机构来实现,通过空间槽轮机构和偏心轮机构的协调动作来达到预定的运动规律。同时,根据大棚参数确定了各零部件的尺寸,作出了CAD图和三维结构图,完成了对大棚蔬菜移栽机的设计。     

含折展平台的多模式移动并联机构设计与运动特性分析

为使移动机器人能更好地适应丘陵山地等农业环境,以具有较大折展特性的8R机构为平台,构造一种含折展平台的多模式移动并联机构,作为可用于农业环境作业的移动机器人搭载平台,通过分析平台折展过程中折展率变化规律,确定最优折展平台参数.对因折展产生的多种运动模式,通过螺旋理论和图论法绘制机构的旋量约束拓扑图,以此求出机构各运动模...     

M1050无心磨床实现自动调整和检测的改造设计

介绍了M1050无心磨床自动进给、砂轮、导轮自动修正与补偿装置的改造设计及自动测试装置的设计,阐述了设计原理,详细介绍了装置的结构设计。     

3DMAX应用下的智能插秧机外观优化

为进一步提高智能插秧机的结构布局协调性与感染力水平,利用3DMAX应用平台进行插秧机外观优化研究。考虑土壤湿润程度对插秧刀具的影响等因素,结合插秧机分插机构传动部件与插植臂等执行部件的相互关系与约束条件,以偏心齿轮啮合传动特性,建立用于智能插秧机外观优化的数学模型,得到关键部件与机构的三维物理模型与无缝装配模型。从结构细化设计与外观造型设计两大角度分别对插秧机体、驾驶座、车轮、插秧装置等曲线参数优化,插秧作业场景与插秧特征提取及组件元素3D建模等操作进行3DMAX场景下智能插秧机的外观呈现与界面设计布局,实现了智能插秧机的3D可视化管理与动画效果展示,且动作一致性较好,设计合理可行。农机三维建模技术对准确实现结构优化有很好的预知功能,对大型农机设备结构设计搭建人机交互虚拟平台有一定的参考价值。     

气吸式排种器卸种机构设计与试验

为解决气吸式排种器因吸孔堵塞、种盘振动较大导致的漏播问题和气流扰动引发的投种不均匀现象,优化设计了卸种机构。改进了卸种机构安装位置,确保排种器在携种区能够对种子有较好的吸附作用,防止飞种,同时减少碰撞和弹跳,使得种子在携种区气室末端脱落的概率相比于改进前降低了1.67%。推导出一种适用于卸种轮和种盘之间配合的齿面曲线,并通过ADAMS仿真的方式,提取啮合力、径向力和轴向力3个指标,模拟验证了卸种轮齿设计的合理性,表明该曲线方程适用于不同种盘和吸孔数卸种轮的设计,其啮合平稳可靠,具有良好的通用性。以卸种机构、前进速度和负压为因素进行3因素试验,通过分析不同速度下卸种机构和负压之间的差异性和试验整体方差,确定了影响合格指数、重播指数、漏播指数的关键因素。选取优化后的新卸种机构进行回归分析,通过回归方程得出所设计排种器在10、12、14 km/h作业速度下的最佳作业参数,并进行了试验验证。结果表明:新卸种机构能够有效提高合格指数、降低高速作业漏播指数和粒距变异系数,在作业速度为10~14 km/h、负压为3.43~3.81 k Pa时,合格指数达到96.8%,漏播指数小于等于2.0%,重播指数小于等于1.2%,各项指标优于国标要求。     

面向狭长空间的三自由度并联机器人设计与建模

并联机器人因具有刚度大、结构稳定、承载能力大和运动负荷小等优点,在农业和工业等领域得到了广泛的应用。现有大部分并联机器人因支链呈空间对称分布,难以进入狭长空间工作。因此,针对狭长的工作环境,提出了一种新型三自由度并联结构,该机构整体沿一条直线导轨方向布置,减少了垂直于导轨方向的宽度,使之易于放入狭窄的空间内,同时能拥有较大工作空间,并实现3个自由度上的平动运动。通过G-K公式计算机构自由度;验证了该并联机器人设计的合理性;对平台进行了运动学和动力学分析;并根据遗传算法分析其奇异性;通过解析法对机构工作空间进行了分析。研究成果为三自由度并联机器人进入狭长空间工作提供了新的思路与构型。     

蔬菜嫁接机盘状复合凸轮机构设计研究

蔬菜嫁接繁殖既能保持接穗品种的特性,又可利用砧木的有利特性,达到提早开花结果、增强适应性和抗性的目的,是园艺植物的主要无性繁殖方法。为了减轻蔬菜嫁接的劳动强度,设计了一种结构简单、适合我国国情的蔬菜嫁接机。对贴接法蔬菜嫁接机的关键部件—盘状复合凸轮进行了研究,通过计算机辅助分析与模拟,给出了复合凸轮机构的轮郭曲线。