基于UG和ANSYS的机械手应力仿真研究

【目的】机器人在工作时机械手的强度与效率至关重要。【方法】课题组根据机械手夹持物体的特点,设计了一种齿轮式的末端作业机械手。先利用UG NX软件对末端机械手进行三维建模,在ANSYS Workbench模块导入相应模型,借助ANSYS软件进行有限元静力学仿真分析。采用铝合金材质的机械手,在机械手的齿轮舵盘施加一定转矩,在机械手的末端各施加两个方向相反的法向推力,分不同载荷进行仿真分析。【结果】结合总变形图和应力分布图,仿真结果表明,机械手末端薄壁部分有较大变形,最危险的区域出现在齿轮安装螺栓孔中心及其周围区域,最后调整材料类型或优化机械手的结构。优化后的机械手能够满足材料刚度要求,满足合理的夹持作业要求。【结论】此研究对简化机械结构设计工作,提高设计效率具有重要意义。     

基于PLC的果蔬采摘机械手系统控制设计

【目的】随着人们对绿色安全果蔬需求量的增加以及果蔬种植面积的扩大,及时高效采摘成熟果蔬成为重要研究课题。为实现对成熟果蔬的高效采摘,文章提出了一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的果蔬采摘机械手系统。这一系统的设计旨在通过技术手段提高果蔬采摘的效率和及时性。【方法】所设计的系统以PLC控制器为核心,利用程序命令控制机械手的移动、夹持、切割等操作。系统的自动化设计能够完成果蔬的采摘和储存工作,同时提供自动和手动不同的操作功能。为了确保系统高效运行,对果蔬采摘机械手进行了细致的调试和优化。【结果】相对于传统人工采摘方式,基于PLC的果蔬采摘机械手在多方面具有显著优势。该果蔬采摘机械手系统工作效率高,能够实现24 h不间断工作,及时采摘当季果蔬。【结论】高效的工作模式能够为果蔬农户创造更大的经济效益,因此,智能机械手在现代果蔬采摘领域具有巨大的应用潜力和价值。     

基于VR的食用花卉产业可视化研究与设计

【目的】传统花卉的宣传、展示、知识培训、种植示范等主要靠图片、视频以及书本等途径实现,存在参与者现场感弱、体验效果差、培训效率低等问题亟待解决。【方法】基于此,课题组提出了基于VR技术的食用花卉产业可视化研究与设计方案。以金丝皇菊农耕培育为实例,通过3ds Max建模软件建立皇菊植株、生长环境、农具等的三维模型,然后将模型导入Unity3D交互软件中,搭建HTC vive虚拟仿真硬件平台,在虚拟环境中实现人与金丝皇菊的沉浸式交互仿真过程。【结果】体验效果仿真图像清晰、操作流畅、沉浸感强烈,让参与者完全融入了虚拟环境,获得了与现实操作相同的现场体验,有效提高了参与者的主观能动性。【结论】用三维模型代替实物的沉浸式仿真实操不仅降低了展示成本,而且契合科技发展的主流,为传统农民教育注入了新的动力,有效解决了传统农民培训过程中存在的问题。     

基于UG机器人末端执行器的设计与运动仿真

为了使机器人末端执行器机械手能够适应更多形状物件的抓取作业,扩大适用范围,提升工作效率.课题组利用UG软件中零件3D建模和装配模块分别对机械手进行了零件三维结构设计和整体装配,设计了一种爪手位置角度可调的机械手.并通过UG软件中的运动仿真模块,对机械手进行了运动仿真分析.仿真结果表明:该机械手结构紧凑,机构调节方便,可...     

复杂曲面产品的逆向建模和数控虚拟加工仿真

【目的】在现代制造过程中,复杂曲面产品日渐增多,使得加工工序变得复杂,加工周期延长,传统的设计制造方法难以适应先进制造技术日新月异的发展。【方法】笔者以人像自由曲面为例,通过使用三维扫描仪获取人像点云数据,将点云数据文件导入Geomagic Studio进行逆向建模,并在UG中进行实体生成及数控编程,最后在VERICUT软件中进行虚拟仿真加工验证。【结果】将逆向建模、数控编程及数控虚拟仿真加工结合,应用于复杂曲面产品的整个加工过程,实现了对产品的二次设计制造。【结论】逆向工程技术能大幅度缩短新产品的设计周期,减少废品率,降低成本,提高加工效率,快速反应市场变化,对现代制造业具有重要现实意义,同时还可以修复破损的雕像、雕刻等文化产品,实现对传统文化遗产的开发和保护。     

一种3D建筑打印机的设计研究

随着人工智能时代的到来,建筑业也开始研究用智能化取代人工化,3D建筑打印绿色环保、省时、省力,逐渐成为各国建筑行业研究热点.针对三自由度3D建筑打印机的设计进行研究,通过三维Solid Works软件进行实体建模、工作原理仿真并对机器运动系统以及混凝土配比对打印结果的影响因素进行了分析.对比3D建筑打印机与传统建筑方式...     

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Pro/E和ADAMS的装夹机械手运动仿真

研究了机械手的运动仿真,介绍了运用三维建模软件Pro/E和仿真软件ADAMS相结合的方法建立少自由度并联机构的运动仿真,利用这种方法成功地对一个可调装夹机械手进行运动仿真的实例.充分显示了2种软件的无缝连接,可提高仿真的效率,加快新型机械手机构实际应用的速度.     

菠萝采摘机械手结构设计

根据菠萝的物理特性,设计了一种菠萝采摘机械手结构,并运用三维数字化软件SolidWorks,对设计机构进行三维建模。在此基础上,对机械手的运动特性与动力学特性进行了相应分析。     

青皮核桃挤压式捡拾机构的设计与试验

【目的】我国核桃捡拾仍是人工收集,工作效率较低、劳动力成本逐年提高,且现有机械设备无法满足核桃捡拾要求。【方法】基于青皮核桃种植环境及物理参数,设计了一种挤压式青皮核桃捡拾机构,对机构的捡拾过程进行了理论与运动学分析,且制作了样机进行了仿真分析,并选取30个不同尺寸青皮核桃进行了验证试验。【结果】捡拾机构工作时,质心运动速度波动较小,位移变化稳定,青皮核桃平均捡拾时间约为2.7 s,同时试验过程中捡拾机构产生的接触力最大为22.3 N,满足强度要求,青皮核桃捡拾无损率为98%。【结论】设计的装置可以满足青皮核桃采收作业的捡拾要求,结构简单,操作便利,工作效率高,大大降低了人工成本,具有广阔的应用前景。     

龙门式气动机械手的PLC控制系统研究

【目的】为满足工业生产的需要,气压传动被广泛地应用在工业控制领域。其中,龙门式气动机械手模拟了现场搬运工作过程,主要运用在一些小巧轻便且不易变形的工作环境中,有效提高了现场工作效率,然而却面临着继电器控制拓展困难的问题。【方法】课题组对龙门式气动机械手的PLC控制系统进行研究,研究发现龙门式气动机械手以压缩空气为传输介质,以三菱FX1N系列PLC为控制器,运用三菱的编程软件GX Works2来实现无杆滑台气缸横向运动,双轴气缸和超薄气缸的升降运动以及气动手指的夹取动作,模拟了生产过程中工件的搬运夹取工作。【结果】通过用PLC控制有效克服了继电器控制拓展困难的问题,用软触点取代了硬触点,提高了龙门式气动机械手的可靠性。【结论】本研究可为PLC控制系统在龙门式气动机械手中的应用提供启示。     

基于ADAMS的新型机械手优化设计

本文为货物平台设计一种机械手来完成对货物的抓取搬运,并对该机械手进行了优化设计。通过三维建模和ADAMS软件对其机构进行动力学仿真分析计算,得到机械手抓取货物过程的运动规律和曲线,对其中的关键部分进行了参数化分析,对改进机构的设计具有重要参考价值。     

一种葡萄苗木嫁接机器人的结构设计

【目的】传统的人工嫁接方式或少数育苗企业采用的半自动嫁接机均存在自动化程度低、工作过程费时费力等问题,增加了人工成本,技术人员流失也比较严重,因此果木育苗行业亟需研制自动嫁接装备。【方法】课题组以葡萄苗木自动嫁接方案为研究对象,提出了一种嫁接机器人的设计方案,对其机械结构进行了研究,并采用三维数字化软件SolidWorks对嫁接机器人进行三维建模。该装置的总体结构主要包括砧穗匹配系统、切削接合装置、蜡封收集装置,三台装置在同一工作平台上协调工作。其中,砧穗匹配系统包括砧木供苗装置和穗木供苗装置,两装置均设有视觉检测系统,可对砧木、穗木进行特征信息的采集,并完成两者之间的自动匹配;切削接合装置用于对匹配好的砧木与穗木进行切削和快速接合,并将接合完成的嫁接苗转移至蜡封收集装置,以进行后续的操作;蜡封收集装置可对嫁接苗进行蜡封、降温、收集处理。【结果】该装置具有自动化程度较高、可节省大量时间与人力等优点,能较好地解决传统人工嫁接及半自动嫁接机存在的问题,有利于促进我国未来葡萄种植产业的发展。     

一种椰子抓取采摘机械手设计及其工作空间仿真分析

针对两种目前常用于椰子采摘的采摘方法—人工攀爬采摘和采摘机刀具切割采摘出现的劳动强度大、作业危险及效率低等问题设计了一种抓取采摘机械手。采摘机械手底座固定在椰子采摘机上,通过旋转功能组件实现采摘手抓的左右摆动,依靠气压升降、摆臂功能组件实现采摘手抓的升降和俯仰,利用机械手外手抓抓住果蒂,内手抓抓住椰子旋转采摘。为此,介绍了采摘机械手总体结构设计及工作原理,对其关键结构进行了建模,并进行了工作空间仿真分析。仿真结果表明:所设计的椰子采摘机械手工作点分布密集对称,满足工况需求,为进一步实际采摘实验提供了理论支撑。     

基于3D打印技术的自行车坐垫个性化定制

3D打印技术应用于制造业具有周期短、柔性好、适应性强等优势,使其在个性化定制市场得到越来越多的应用。本文设计了一款定制自行车坐垫。通过三维扫描设备采集用户臀部形状,在Geomagic Studio软件中对数据进行处理、建模,形成3D打印坐垫模型,再利用3D打印设备打印量身定制的坐垫。     

基于UG和ADAMS的采摘机器人动力学仿真分析

为了提高采摘机器人机械手设计的速度,缩短开发周期和时间,并提高设计的准确性,采用UG和ADAMS软件联合仿真的方法 ,对采摘机器人进行了设计优化。首先利用UG软件对六自由度的采摘机械手进行了三维实体建模,然后采用UG和ADAMS的兼容性接口将模型导入到了ADAMS软件中,根据实际设计需求添加了约束,最后对机械手进行了动力学仿真。通过仿真计算,得到了机械手各关节的位移-时间曲线和力学分析曲线,通过观察结构的运动轨迹和受力情况,可以对初始设计阶段的机械手进行优化设计,从而提高了设计的效率。     

基于UG的自走式大白菜收获装置关键部件的研究与设计

目前市面上存在的大白菜收获机体型庞大,不适用于小型田地收获。文章在确定大白菜收获装置的设计要求及性能指标的基础上,讨论收获装置的设计方案及工作原理,利用三维建模软件UG分别设计装置的切割装置、压顶轮、拨叶轮、传输装置等关键部件,安装成整机,为实际设计提供参考,以使小型农户、小型农场实现白菜收割机械化,节省人工。     

一种半嵌地式多功能医用车库结构设计

【目的】利用智能化消毒代替人工消毒、建造多功能医用车库等措施为解决大型医疗场所停车难问题提供了新思路。可以提升传统车库的利用率,防止在医院中出现病毒交叉感染的情况。【方法】课题组首先运用三维建模软件NX建立车库结构的简化模型,然后分别阐述了半嵌地式多功能医用车库停车限位装置结构设计、一种具有上坡防溜车功能的减速带结构设计、自由度可移动洗车装置结构设计、载车板设计。【结果】通过对关键部件进行强度载荷分析得出：1)加长销的最小直径为47.8 mm,本车库加长销直径为50 mm,大于最小直径。2)弯曲正应力σ_max=43.8 N/mm²﹤抗弯应力设计值f=295 N/mm²;支座最大剪应力τ^max=34 N/mm²﹤抗剪应力设计值f_v=180 N/mm²;相对挠度v2=■dxdx+Cx+D=■﹤挠度控制值[v]=■。【结论】该设计结构性能良好,满足各项指标要求,在一定程度上解决了现有立体车库的安全性问题,保障了医生、病人的健康。     

油茶果籽壳分级筛选装置设计与试验

【目的】油茶果的脱壳分级筛选绝大部分靠人工进行,费时费力,研究油茶果籽壳的分级筛选对茶油的精深加工具有重要意义。【方法】课题组设计了一种油茶果籽壳三级筛选装置,并利用SolidWorks软件对装置进行建模,对执行机构连杆进行运动仿真,分析验证分级筛选装置设计有效性和机构运动合理性。【结果】该油茶果籽壳分级筛选装置可以有效实现大、中、小籽和壳的分级筛选,分级效率较高;执行机构运动呈周期性变化,机构设计合理。【结论】1）该分级筛选原理和机构可应用于类似果蔬分级生产中,具有良好适应性。2）三级筛分出来油茶果籽壳有混杂,籽和壳有效分离后续仍需进一步研究。     

SolidWorks三维建模软件及3D打印技术联合应用

SolidWorks三维建模软件具有强大的三维模型构造的功能,可以构建人们需要的模型,进而联合3D打印机器,快速打印出所需的三维模型实体。