开发自行走式缠绕包装机器人可以显著推升行业的技术进步。介绍了一种全新工作模式的自行走式缠绕包装机器人以自动导向车(Automated Guided Vehicle,AGV)安装6自由度机械臂构建移动机械臂为主体,装载包装膜固定装置、拉膜架等,实现完全的自主化缠绕包装工作。在介绍缠绕包装机器人整体结构的基础上,对移动机械臂缠绕包装典型物件的工作过程进行了分析与运动学建模;根据移动机械臂的数学模型和缠绕典型物件作业模型开发了仿真分析系统。实例计算与仿真结果表明,提出的缠绕包装机器人能够完成包装膜的缠绕包装工作,达到了设计要求。相关工作为自行走式缠绕包装机器人的实用化提供了依据。

缠绕包装广泛应用于物流运输包装中。开发自行走式缠绕包装机器人可以显著推升行业的技术进步,而开发该机器人的关键是包装膜固定装置的设计。提出了一种用于自行走式缠绕包装机器人的包装膜固定装置,包括气缸驱动关节臂、夹持翻转机构、压带切断机构、胶带展开机构等。在根据工作要求进行机构设计的基础上,采用SolidWorks对结构进行三维建模,并通过Adams对其进行多体运动学分析,验证了机构的可行性。仿真结果表明,夹头的运行轨迹符合规划路径,达到了设计要求。研究为后续缠绕包装机器人的实用化提供了依据。

提出了一种仿生马构型的四足步行机器人,以用于马术辅助治疗。其单腿系统利用凸轮连杆组合机构驱动,具有两个驱动自由度,能够实现足端轨迹跨距与高度的调整。论述了凸轮连杆组合机构驱动的仿生马机器人结构与工作原理,开展了机器人的运动仿真研究。利用SolidWorks软件建立机器人模型,并导入到Adams软件中进行动力学仿真分析。通过运动规划给定电机驱动函数,实现了仿生马机器人的行走运动。进一步分析得到了机器人在抬腿和落地运动过程中,足端与地面之间的接触力变化规律及相应的运动轨迹变化趋势。针对仿生马机器人运动仿真中整体出现的跳动现象,提出了采用电机变驱动规律以改良跳动的措施。研究结果为该类机器人参数的优化设计及实用化提供了理论支持。

以各类机械中常用的齿式棘轮机构的设计为例,建立了棘轮机构参数化设计的数学模型,利用VB对AutoCAD的二次开发技术,成功实现了棘轮机构的参数化设计。该系统在选定棘轮机构的设计参数情况下,能够计算相关参数,对设计结果进行自动校验,并可以实现棘轮机构工程图的自动输出,进行尺寸参数及技术条件的标注,提高了棘轮机构的设计效率。为棘轮机构的数字化设计、加工提供了理论依据。

为了抑制变刚度电液串联弹性机械臂振动幅度,设计反演自适应模糊滑模控制器,并对机械臂输出效果进行仿真。创建新型变刚度电液串联弹性机械臂,给出阀内流体流动分布的非线性控制方程式。针对传统滑模控制器进行改进,将输入整形技术与模糊逻辑系统相结合,设计反演自适应模糊滑模控制器。引用李雅普诺夫函数对控制器的稳定性进行证明,保证系统的状态变量到达并保持在滑动面上。采用MATLAB软件对机械臂角位移、角速度和转矩变化进行仿真,与滑模控制器输出结果进行对比。结果显示:在无干扰环境中,采用滑模控制器和反演自适应模糊滑模控制器,机械臂运动轨迹与期望轨迹的误差较小,振动幅度较小;在有波形干扰环境中,反演自适应模糊滑模控制器控制效果明显优于滑模控制器,机械臂运动轨迹与期望轨迹的误差较小,振动幅度较小,自适应调节时...

研究提出一种基于气动薄膜的微混合器及基于数字图像的混合效率量化分析方法。给出了利用RGB(Red,Green,Blue)色彩模型、灰度转换模型和方差数学模型对微混合腔内不同试剂的混合程度量化分析方法,并利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料和软刻蚀方法对微混合芯片进行封装。采用实验研究方式使微混合腔内两种不同颜色试剂充分混合,利用混合程度量化分析方法对微混合腔内混合效率进行量化分析,并与自然对流混合效率进行对比。与传统计算混合效率的方法相比,基于RGB色彩模型的混合效率量化方法更简单、直观、有效和方便。

在交变的高温高压环境下，人造金刚石压机中的硬质合金顶锤易出现裂纹，如果不及时检测并更换裂锤会造成更多顶锤瞬间同时破裂，从而造成重大的经济损失。针对如何检测顶锤裂纹，提出了一种基于Kolmogorov—Smirnov（K—S）检验和平滑伪维格纳分布（SPWVD）的方法。该方法根据脆性材料在产生裂纹时会伴随着声发射渡释放的特点，结合突发型声发射信号属于高频率高能量信号的特性，首先将顶锤裂纹信号设为模版，并对采集的声发射信号进行加窗截取，然后利用双样本同分布Kolmogorov—Smirnov检验对截取的信号进行匹配，对匹配到的疑似顶锤裂纹信号进一步利用平滑伪维格纳分布进行分析，根据得到的频谱信息确定顶锤是否出现裂纹。利用顶锤在平稳以及两种突发型声发射状态对所提方法进行验证，实验结果表明该方法能够准确检测出顶锤裂纹，...

根据叶蜡石块生产压机特定的工作要求,设计了一种用于圆柱面内壁工件作业的内撑式抓取与下压装配机械手。该机械手主要包括内撑式三爪指系统和一个筒状手掌,手指系统与筒状手掌之间采用弹性连接;手指系统可以在装配作业中回缩与内藏于手掌内,以避让成型模腔中心的凸模。对机械手的结构与工作原理进行了介绍,对机械手关键参数的设计(包含内撑夹持力、稳定夹持物料转运条件、气缸驱动力的限制等)进行了论述。仿真分析与实验结果表明,该机械手可以满足特定作业对象的工作要求。相关研究为自动化装置的作业机械手的设计提供了新思路与实践。

介绍了现有的国产钢筋切断机的生产现状，提出采用新的设计手段开发钢筋切断机，以增强切断机产品竞争力。基于Inventor对钢筋切断机的通用结构进行了建模分析。根据设计数据建立各个零件的草图，在草图的基础上运用零件特征生成三维实体；然后在软件的虚拟环境中进行虚拟装配，建立数字样机；最后进行运动干涉分析及运动仿真等。

通过对液压调直切断机的切断过程进行研究，分析了影响液压调直切断机工作范围的相关因素，建立了数学模型，推导了切断机正常工作需要满足的时间关系，以及钢筋送进中失稳的位置及条件．提出通过选择变速驱动、适当加大吊重、调整光电开关的相对位置等措施，使改良切断机最短工作范围满足800mm～1000mm的长度要求．