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爬壁机器人磁吸附结构的磁路优化设计与试验分析
【出 处】
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机床与液压
【发表日期】
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0年期
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以高空带电机器人的臂架变幅液压系统为研究对象,介绍臂架结构和变幅液压控制系统.针对该高空带电机器人作业时出现的臂架振动、抖动现象,采用PID控制器对臂架液压控制系统进行优化.建立平衡回路数学模型,运用多领域仿真软件AMESim对变幅液压缸动态过程进行仿真,对比优化前后液压缸的动态特性.通过搭建实验平台对PID优化的控制系统进行实验.结果表明:PID优化控制能大大缩短液压缸活塞杆速度波动时间和降低速度波动幅度,可以有效改善臂架系统工作过程中出现的振动、抖动问题,提高臂架的稳定性.
泳池是邮轮休闲娱乐设施的重要组成部分,泳池水的循环方式是影响水质均匀的重要因素.通过对顺流式、逆流式和混流式3种主流泳池水循环方式的优缺点进行收集分析,结合邮轮对泳池水循环方式的特殊要求进行综合评价与比选,推荐VISTA级大型邮轮采用逆流回水、顺流给水的泳池水循环方式,以提高泳池水循环效率.
在路径规划时,为使机器人具有高精度定位能力,应考虑可定位性对规划路径的影响.在经典A?路径规划算法基础上,提出一种改进型A?路径规划方法,在搜索路径过程中考虑可定位性.引入克拉美-罗下界预测任一栅格定位方差的上界,将方差上界转化为定位信息熵描述可定位性.设计全新的代价函数,将可定位性纳入其中以综合评估搜索路径.结果表明:与经典A?算法相比,改进方法所得路径能成功避开可定位性差的区域,使路径规划结果具有更高的实用性.
针对圆柱形管状注塑件在生产过程中所产生的飞边的去除和打磨问题,设计一种基于PLC控制的注塑件去边打磨机器人工作站.介绍机器人工作站总体结构的设计,在设计夹紧装置时应用TRIZ理论中的冲突矩阵解决设计过程中出现的技术冲突;对机器人工作站的PLC控制系统的硬件与软件进行了设计.该机器人工作站结构简单、控制方便,最终实现了注塑件的去边和打磨,满足工业需求.
针对四足机器人在复杂环境中摆动腿路径点规划不准确的问题,提出一种基于摆动腿路径规划的样条优化算法.该算法运用零力矩点(ZMP)稳定性准则,在对机器人COG轨迹进行规划的基础上,对机器人摆动腿足端轨迹路径点进行优化计算,并利用ADAMS建立其仿真模型用于计算机仿真.结果表明:该算法不仅能保证四足机器人安全避障,且能实现在复杂地形条件下平稳行走,验证了该算法的准确性和鲁棒性.
针对现有移动机器人路径规划方法运行效率低的问题,提出一种基于改进模糊自适应遗传算法的路径规划方法.基于领域知识对初始路径进行可行性筛选,提高可行路径比例.采用模糊逻辑控制器动态整定遗传算法运行参数,提高路径寻优速度,避免陷入局部最优路径;综合考虑机器人运行安全性要求,引入余弦函数平滑度评价因子,对不同的路径夹角施以不同的惩罚项,以改善路径平滑度.仿真结果验证了改进算法解决路径规划问题的有效性.
结合四连杆机构和磁流变阻尼器设计一种新型磁流变阻尼下肢假肢.通过Opensim软件仿真,获得下肢关节角度曲线.为实现关节电机对关节角度曲线的轨迹跟随,以关节角度曲线为目标轨迹曲线,结合LabVIEW和STM32搭建关节电机实验测试平台,对下肢假肢关节电机进行运动控制研究.结果表明:关节实际轨迹与目标轨迹的误差不超过3.5°,关节电机的跟随效果较好.
建立三自由度高刚度机器人有限元模型并对其进行静、动态特性分析.对比分析制动器动作对机器人的刚度、固有频率和机器人在外力作用下的稳态响应的影响;对样机进行实验测试分析.结果表明:所提制动器结构方案能提高机器人的刚度和固有频率以及降低操作器末端的振幅,能够改善机器人工作时的动态特性.
针对机械手抓取物体大多以指定位置抓取特定物体的方式及柔性差的问题,提出利用基于深度学习方式的目标检测算法对物体进行识别.通过双目视觉算法检测物体所在的空间位置,利用D-H法进行机械手的坐标解算,从而实现物体的抓取.根据实际需求,采用实时性较好的YOLOv4目标检测算法与OpenCV中的立体匹配算法SGBM相结合的方式实现目标定位检测,并且通过租用云端服务器来训练神经网络和运行程序的方式降低本地硬件要求.实验结果表明:该机械手抓取物体的成功率达到了84％,验证了该方法具有较好的准确性,基本满足智能制造中的实
为了减少四足机器人在行走过程对地面的冲击,提出一种改进动静步态的五次多项式的足端轨迹规划.推导了改进五次多项式的数学公式,利用机器人运动学知识计算机器人的运动学逆解.根据数学推导,分析机器人足端速度和加速度的理论曲线.利用ADAMS对机器人在三角步态和对角步态下进行运动仿真,对比了足端轨迹的理论结果和仿真结果,分析了仿真情况下机器人质心变化和RPY角变化.理论分析和仿真结果一致,验证了改进足端轨迹的正确性.