机械手的设计与研发探讨

研究机械手的设计正在推广,并应用于各种抓举工业应用和日常生活中。文章探讨了目前机械手的发展技术概况,并就机械手整体构造、硬件部分、材料组成等进行探讨。     

基于液压控制的农业机械手的设计

探讨了农业机械手的造型、液压回路及控制部分的设计。该机械手主要采用了CAD/CAE软件来进行设计分析,提高了设计的效率、可行性和科学性。为此,针对当前农业的产品种类逐渐增加的发展趋势,对本机械手进行手部可调整设计,从而可以采摘不同形状的农业产品。S7-200型号的PLC和液压技术在该机械手中的应用,使设备整体结构紧凑,工作更加稳定,通过机电仿真软件建立机械手总装模型并完成仿真,为该机械手的实际生产提供了重要参考。     

传感检测技术在机械手中的应用分析

随着社会经济的发展,传感检测技术在机械手中的应用越来越普遍。文章对传感检测技术在机械手中的应用进行分析,并阐述了传感器机械手的基本定义。在机械手的组成部分中,传感检测技术作为重中之重,所起到的作用也十分重要。文章简单介绍了传感检测技术在机械手中应用所产生的功能、种类以及发展。     

基于PLC的苹果采摘机械手运动控制系统设计

以苹果采摘机械手运动控制为研究对象,对机械手进行运动学分析与建模,设计了基于PLC的机械手硬件框架与运动控制方案、人机交互上位机和机械手轨迹规划的实验系统。实验结果表明:采用PLC控制器的苹果采摘机械手软硬件均能正常运行,该系统具有可靠性高、实时性和稳定性好等优点,对于农业采摘机器人快速识别目标并进行正确采摘作业具有很大帮助。     

基于ARM的采摘机械手运动控制及避障研究

通过对采摘机械手位姿描述和运动学分析,以及对机械手运动控制和避障方法的深入研究,针对采摘机器人在作业过程中容易和树枝、非目标果实发生碰撞这一问题,设计了基于ARM的机械手运动控制及避障系统,并采用Mat Lab进行了机械手末端执行器的三维仿真实验。结果表明:该控制系统达到了预期的要求,并具有较好的实时性、稳定性和可靠性。     

基于虚拟样机技术的四自由度机械手设计与仿真

四自由度机械手广泛地应用于工业、农业等领域中,发挥着重要的作用.为此,提出了基于虚拟样机技术的机械手设计思想和总体设计方案,并利用三维设计软件CAXA2007进行了机械手零部件的设计.在此基础上,利用动力学仿真软件ADAMS2004对机械手进行了虚拟样机建模与仿真,分析机械手设计中存在的缺陷.为了便于机械手的数控加工,利用CAXA2007软件中的数控加工模块对机械手零部件进行了数控加工编程.     

基于CATIA的机械手虚拟装配及运动仿真研究

在分析机械手的结构特点及其运动属性的基础上,利用CATIA软件对机械手零件进行参数化建模并在此基础上对机械手进行虚拟装配、干涉检查和运动仿真分析,使其满足自动生产线的功能要求,可大大提高自动生产线机械手的设计效率,缩短开发时间,降低开发费用。     

拖拉机驾驶机器人换挡机械手运动分析

针对小型四轮农用拖拉机变速箱换挡阻力呈现时变、非线性特性,且换挡后需要松开换挡杆的特殊要求,设计了拖拉机驾驶机器人换挡机械手,该机械手为关节型结构,采用D-H方法建立机械手坐标变换矩阵,对机械手进行运动学分析,并通过拉格朗日动力学方程建立简化机械手的动力学模型。利用Solid Works建立换挡机械手虚拟样机模型,并采用多体动力学仿真软件ADAMS进行运动学和动力学仿真;为保证换挡平顺性,设置机械手末端执行器与拖拉机变速杆端部间位移小于50 mm为约束条件,将换挡过程中末端执行器抖动速度绝对值最小作为目标函数进行参数优化,当换挡机械手长度为220.0 mm、末端高度为393.25 mm时目标函数最优,此时机械手末端执行器抖动速度平均值较优化前减小28.18%,位移和加速度平均值变化率分别为49.55%和52.05%,位移、速度和加速度的峰值变化率分别为60.22%、66.24%和81.66%,通过仿真初步验证了所提机械手参数优化及所建模型的合理性和科学性。最后,在JINMA 300E型拖拉机上对优化后的换挡机械手进行实验研究,实验结果表明机械手可实现不同挡位的换挡动作,平顺性好,并可模拟拖拉机驾驶员换挡完成后对变速杆的松手动作,有良好的工程和应用价值。     

苹果采摘机器人机械手运动学分析与仿真

通过齐次坐标变换建立了机械手的运动学模型,并对正运动学以及逆运动学分别进行了求解,通过初始位姿对运动学正反解进行了初步验证;利用矢量积法求解了机械手的雅克比矩阵,建立了机械手关节速度与末端执行器速度的瞬时对应关系;由机械手的具体结构设计出发,利用Pro/E 建立了机械手的实体样机模型,并导入仿真软件 ADAMS 中对其进行运动学仿真验证,使机械手整个运动过程直观化;同时分析了仿真过程中机械手各关节的驱动与机械手末端点运动变化的关系.仿真结果表明机械手的运动学方程解完全正确.     

采摘机械手离线轨迹智能优化——基于改进差分进化算法

为了提高采摘机械手的采摘效率和轨迹的控制精度,设计了一种新的基于离散编程和改进差分进化算法控制的机械手,提高了机械手的作业效率和对复杂环境的适应能力。由于农业作业环境的复杂性,采用离散编程技术可以得到更好的效益,据此重点对离散编程系统进行了开发,使用Solid Works软件建立了机器人机械手的三维仿真模型,并利用VB软件实现了Solid Works库的引用和二次开发,利用VB代码将改进差分进化算法嵌入到了机械手离线编程控制系统中。最后,通过仿真计算得到了不同算法下机械手轨迹控制的计算精度和效率,得到了机械手位置圆弧轨迹,并输出了机械手位置和速度随时间变化的曲线。实验结果表明:改进差分算法可以较好地实现机械手的离线轨迹优化,机械手运动的稳定性较好。     

苹果采摘六自由度机械手设计——基于迭代学习和智能轨迹规划

为了提高苹果的采摘效率、降低采摘过程的漏采率和破碎率,设计了一种新的六自由度的采摘机械手。该机械手可以完成夹紧、旋转、俯仰、摇摆及回转动作,通过神经网络迭代学习算法,可以有效地控制机械手的运动轨迹,提高采摘过程的自动化程度。为了验证六自由度机械手对苹果采摘的有效性和可靠性,对机械手进行了苹果采摘测试,并使用脉冲神经网络PID调节的方式调节轨迹控制误差。通过测试发现:该机械手的误差较小,可以有效地完成采摘作业,且漏采率和破碎率都很低,是一种高效的苹果采摘机械手,可以在其他果蔬采摘作业中进行设计和推广。     

采摘机器人机械手虚拟现实和仿真技术研究

为了提高采摘机器人机械手群体作业的效率和精度,基于蚁群算法,将机器人虚拟仿真平台引入到了采摘机器人机械手的设计上,并利用C语言流程图编程,对采摘机械手、待采摘果实等进行了建模,在虚拟现实环境中对机械手的作业情况进行了仿真模拟。通过模拟结果对采用蚁群算法和不采用蚁群算法时机器人机械手的作业效率和采摘定位精度进行了对比,结果表明:采用蚁群算法可以明显提高机器人机械手的作业精度和作业效率。     

气动柔性果蔬采摘机械手运动学分析与实验

采用气动弯曲型柔性驱动器设计了一种带有柔性机械臂的多自由度果蔬采摘机械手。基于分段常曲率理论,根据柔性驱动器形变规律,建立了多关节串并联的采摘机械手运动学模型和抓持力模型,研究了机械手采摘作业时抓取模式、工作空间和手指输出力与气压的关系,并进行了相关实验验证。制作了机械手样机,并在实验室环境下进行了多种果蔬模拟采摘实验,结果表明,该果蔬机械手具有多种抓取模式,且动作灵活、柔顺可靠、易于控制,适用于球形和圆柱形果蔬自动化采摘作业。     

钢板弹簧抓取机械手运动仿真

以钢板弹簧抓取机械手为例,介绍了利用Solidworks下的插件An imator实现机械手运动仿真的有效方法,重点分析了An imator下精确位置控制的实现,为设计和控制机械手提供了参数依据,并使机械手的性能演示更加直观。     

移动机械手主动防碰撞控制系统研究——基于多传感信息融合

通过研究采摘机器人移动机械手的避障策略及对多传感信息融合算法,针对移动机械手在作业中,容易和非采摘目标发生碰撞现象,设计了基于多传感信息融合的移动机械手主动防碰撞控制系统,并利用MatLab搭建了移动机械手的仿真系统,进行了实际的性能测试实验。实验结果表明:移动机械手在不同速度的情况下,都可以主动避开障碍物,当移动机械手移动速度越大时,轨迹控制误差也会增加,移动机械手的移动路径也会增加,验证了系统的实时性、稳定性和可靠性。     

仿真设计(ADAMS)在农业机械手设计中的应用

电子计算机技术的发展,使得机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术.农业机械手作为机械人的一部分,是精准农业、农业生产自动化、智能化的表现,传统的设计不能满足对农业机械手的设计要求,本文介绍了农业机械手的特点、仿真设计的思想和特点,并利用仿真设计软件ADAMS结合番茄采摘机械手设计实例,来说明仿真设计在农业机械手设计中带来的作用.     

林果业修剪机械手的设计与试验

通过对以往林果业绿篱修剪情况的分析,发现采用人工修剪绿篱时,存在人工劳动强度较大、工作效率较低等问题,限制了林果业绿篱修剪水平的提升。随着科学技术的发展,绿篱修剪机械手逐渐被提出来并投入研发中。为此,设计了苗木修剪机械手,且通过D-H矩阵理论,实现对苗木修剪机械手运动学正解、逆解的求解,将其应用于实际林果业修剪工作中。文中对林果业机械修剪手的总体设计进行了阐述,分析了林果业修剪机械手的主要结构及运动学正解、逆解,并通过仿真及试验,验证了林果业修剪机械手的设计效果。     

仿真设计（ADAMS）在农业机械手设计中的应用

电子计算机技术的发展,使得机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术。农业机械手作为机械人的一部分,是精准农业、农业生产自动化、智能化的表现,传统的设计不能满足对农业机械手的设计要求,本文介绍了农业机械手的特点、仿真设计的思想和特点,并利用仿真设计软件ADAMS结合番茄采摘机械手设计实例．来说明仿真设计在农业机械手设计中带来的作用。     

一种串并混联机械手的运动学分析

一种7-DOF串并混联工业机械手由大臂、中臂、小臂和末端执行器依次串联而成，其中大臂为两自由度并联机构，中臂为单自由度平动机构，小臂为四自由度串并混联机构。该文介绍了该串并混联机械手的构型，对机构进行了运动学分析，求解了机械手的位置正反解。该结构的机械手具有工作空间大、末端灵活性好等特点，在现代工业及农业生产中有很好的应用前景。     

基于ADAMS仿真技术在农业机械手设计中的应用

农业机械手作为机械人的一部分,依赖传统的设计已不能满足其设计要求.为此,介绍了农业机械手的特点及其仿真设计的思想和特点,并利用仿真设计软件ADAMS 结合番茄采摘机械手设计实例,来说明仿真设计在农业机械手设计中的作用.