目的基于十字滑台原理,文中设计可以实现3T1R四自由度的重载搬运机械装置,达到对货物准确定位、牢固夹紧以及多自由度搬运的目的。方法利用解析法和有限元法对承重螺栓进行结构设计和强度分析,根据分析结果提出螺栓根部圆角滚压的结构改进方案;根据不同滚压圆角对应的应力值,采用Hermite(埃尔米特)方法得到滚压圆角半径-应力(r-σ)曲线和多项式,求导确定结构改进方案。结果根据滚压圆角半径-应力(r-σ)曲线,确定最佳滚压半径r=4 mm;以PLC控制技术为基础,设计了搬运机械液压驱动控制系统。装置搬运载荷达到55 kN,螺栓根部强度提高了59.54%,屈服极限安全系数达到2.4。结论通过结构设计,该装置实现了3T1R 4个自由度的运动及控制;通过结构改进达到了多自由度搬运的效果。

机器人任务空间的路径构造一直是研究者们重点关注的对象,更加平滑的路径对于机器人运动尤为关键。提出一种机器人任务空间二阶平滑位姿构造方法。位姿路径分为位置路径与姿态路径,用直线和圆弧来表示基本的位置路径,用四元数来表示姿态路径。根据环境给定的过渡区域,基于Hermite方法分别构造位置和姿态路径的过渡曲线,并设计高效易懂的数值积分算法实现位姿路径长度的计算,然后综合数值积分和二分法查找算法实现给定路径长度的插值计算。