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簡(jiǎn)介：分類號(hào)密級(jí)UDC編號(hào)碩士學(xué)位論文基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑模多自由度機(jī)械手軌跡跟蹤算法研究學(xué)位申請(qǐng)人人翟偉娜指導(dǎo)教師師宋書中教授葛運(yùn)旺教授學(xué)科專業(yè)業(yè)控制理論與控制工程學(xué)位類別別工學(xué)碩士2014年05月萬(wàn)方數(shù)據(jù)摘要I論文題目論文題目基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑模多自由度機(jī)械手軌跡跟蹤算法研究基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑模多自由度機(jī)械手軌跡跟蹤算法研究專業(yè)業(yè)控制理論與控制工程控制理論與控制工程研究生生翟偉娜翟偉娜指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師宋書中教授宋書中教授葛運(yùn)旺教授葛運(yùn)旺教授摘要雖然機(jī)械手大大方便了生產(chǎn)，但由于它是一個(gè)非線性的多輸入多輸出系統(tǒng)，且其動(dòng)力學(xué)特征具有時(shí)變性、強(qiáng)耦合和非線性，很難用常規(guī)手段達(dá)到對(duì)被控對(duì)象高精度的控制要求，因此針對(duì)工作任務(wù)不同，需要根據(jù)控制要求規(guī)劃關(guān)節(jié)空間的運(yùn)動(dòng)軌跡以構(gòu)成末端位姿，所以怎樣使機(jī)械手在關(guān)節(jié)空間中精確作業(yè)就顯得尤為重要，其中實(shí)現(xiàn)高精度控制成為機(jī)器人的核心問題。近年來(lái)許多學(xué)者提出了多種解決方案，其中混合控制方法因可以將兩種或多種控制算法相融合取長(zhǎng)補(bǔ)短成為機(jī)器人軌跡跟蹤問題的研究熱點(diǎn)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑模變結(jié)構(gòu)基于機(jī)械手的研究算法因被控對(duì)象處于滑模面時(shí)不受外界干擾和模型等不確定因素影響且響應(yīng)速度快，這對(duì)具有非線性、強(qiáng)耦合動(dòng)力學(xué)特征的機(jī)械手十分有利，因此近些年來(lái)得到廣泛應(yīng)用和改進(jìn)。傳統(tǒng)方法雖取得了一定的成果，但在機(jī)械手的應(yīng)用上主要存在兩個(gè)缺點(diǎn)①需要建立高精度的數(shù)學(xué)模型，對(duì)于自身和系統(tǒng)模型中存在不確定性問題難以進(jìn)行處理，因此很難確保機(jī)械手具有良好的動(dòng)靜態(tài)品質(zhì)，不適用于對(duì)機(jī)械手進(jìn)行高速運(yùn)動(dòng)的控制。②控制器的初始輸出力矩過(guò)大，由于機(jī)械手只能承受有限的力矩，因此通過(guò)增大控制系數(shù)這一方法來(lái)提高被控對(duì)象的控制性能受到限制?；Ｗ兘Y(jié)構(gòu)以其非線性特點(diǎn)雖然對(duì)機(jī)械手十分有利，但是控制時(shí)會(huì)產(chǎn)生抖振。為了克服這一缺點(diǎn)，本文以滑模變結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)進(jìn)行改進(jìn)結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)械手軌跡跟蹤控制算法進(jìn)行研究，具體研究如下1通過(guò)DH方法，在建立機(jī)器人所需各個(gè)坐標(biāo)系基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)各個(gè)坐標(biāo)進(jìn)行分析，求解出各個(gè)坐標(biāo)系之間的變換矩陣，再將坐標(biāo)系之間的位置和姿態(tài)關(guān)系有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。其次通過(guò)各個(gè)關(guān)節(jié)變量對(duì)機(jī)器人進(jìn)行正向運(yùn)動(dòng)學(xué)方程分析，然后利用代數(shù)法（反向變換法）對(duì)機(jī)器人進(jìn)行逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析處理，求出各個(gè)關(guān)節(jié)變量（1，2，3，4，5，6）。2由于被控對(duì)象處于滑模面中時(shí)，不受外界干擾和模型等不確定因素的影響且響應(yīng)速度快，根據(jù)機(jī)械手動(dòng)力學(xué)特征，在對(duì)其進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上提出了基于滑模變結(jié)構(gòu)的新的趨近律改進(jìn)算法，該方法有效地提高了關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的收斂速度萬(wàn)方數(shù)據(jù)

簡(jiǎn)介：面對(duì)著不斷銳減的陸地資源，人們逐漸開始開發(fā)和利用海洋資源。海洋環(huán)境相對(duì)于陸地環(huán)境來(lái)說(shuō)自然條件十分惡劣，因此需要開發(fā)相應(yīng)的裝備和技術(shù)來(lái)進(jìn)行海洋資源的勘測(cè)，水下機(jī)器人正是在這樣的需求下開發(fā)的。作為其重要部件的機(jī)械手是完成工程任務(wù)的執(zhí)行者，在水下機(jī)器人的開發(fā)與應(yīng)用過(guò)程中起到至關(guān)重要的作用。本文在國(guó)家863項(xiàng)目“核電站多功能水下爬行機(jī)器人”的支持下，對(duì)核電站多功能水下爬行機(jī)器人的機(jī)械手做了動(dòng)力學(xué)分析及仿真。本文的主要工作和創(chuàng)新性成果如下1以四自由度水下機(jī)械手為研究對(duì)象，建立了其運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，基于運(yùn)動(dòng)學(xué)正問題對(duì)水下機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問題進(jìn)行了分析，得到了水下機(jī)械手的雅可比矩陣和靜力學(xué)方程。2采用微分變換分別簡(jiǎn)化了拉格朗日動(dòng)力學(xué)方程中的慣量項(xiàng)、向心力項(xiàng)和哥氏力項(xiàng)、重力項(xiàng)，建立了水下機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)模型和水下機(jī)械手操作空間的動(dòng)力學(xué)方程。3在動(dòng)力學(xué)建模的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析單個(gè)運(yùn)動(dòng)體所受的水動(dòng)力，利用MISON公式建立了水下機(jī)械手的水動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)計(jì)算得到了水動(dòng)力對(duì)機(jī)械手各關(guān)節(jié)的力矩TH。4基于B樣條軌跡規(guī)劃方法在關(guān)節(jié)空間對(duì)水下機(jī)械手進(jìn)行了軌跡規(guī)劃，在水下機(jī)械手動(dòng)力學(xué)模型和水動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上分析了浮力、水阻力、附加質(zhì)量力對(duì)水下機(jī)械手動(dòng)力學(xué)性能的影響。5針對(duì)水下機(jī)械手動(dòng)力學(xué)建模誤差及非參數(shù)變化等情況，將滑模控制應(yīng)用于水下機(jī)械手的控制，并通過(guò)準(zhǔn)滑?？刂葡魅趿硕墩?。

簡(jiǎn)介：隨著現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料在各行各業(yè)中已經(jīng)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，在一些工業(yè)、科研、日常消費(fèi)領(lǐng)域它已經(jīng)代替了原來(lái)的金屬和玻璃等傳統(tǒng)原材料。但由于塑料加工工藝的特殊性和塑料本身的特性，在一些特殊的處理過(guò)程中還存在一定的局限性，因此在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常需要增加一些輔助設(shè)備來(lái)完成一些特殊作業(yè)。而隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC在現(xiàn)代工業(yè)控制中憑借其優(yōu)良性能、低成本的投入和簡(jiǎn)單易學(xué)的特點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域也得到了推廣和普及。本文利用PLC和馬達(dá)控制技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套應(yīng)用于DNA等生化分析的電解槽進(jìn)行注塑加工的自動(dòng)供料機(jī)械手控制系統(tǒng)。該機(jī)械手主要功能是實(shí)現(xiàn)鑲件的自動(dòng)給料，由PLC控制3個(gè)伺服馬達(dá)系統(tǒng)來(lái)操控機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)，分別對(duì)生產(chǎn)中需要使用的鑲件完成列隊(duì)、吸取、放置以及最后成品的抓取等動(dòng)作。同時(shí)還對(duì)運(yùn)行中的各種狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。該機(jī)械手是機(jī)電一體化產(chǎn)品，其自動(dòng)操作過(guò)程是按預(yù)先排好的邏輯程序順序完成的，其定位精確、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、響應(yīng)快、故障率小，軌跡運(yùn)行行程精確精度可達(dá)到002MM，系統(tǒng)的成功開發(fā)對(duì)提高生產(chǎn)產(chǎn)能，改善產(chǎn)品品質(zhì)、減輕工程技術(shù)人員的工作強(qiáng)度具有重要的意義，并且該系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)控制方面，尤其是PLC控制方面具有卓越的控制功能和良好的性能價(jià)格比。該系統(tǒng)的成功開發(fā)和投入使用解決了原有手工生產(chǎn)過(guò)程中存在的問題，包括產(chǎn)能較低、受污染風(fēng)險(xiǎn)和產(chǎn)品品質(zhì)隱患等，同時(shí)大幅度的提高了生產(chǎn)產(chǎn)能，滿足了顧客和公司業(yè)務(wù)成長(zhǎng)的需要。

簡(jiǎn)介：當(dāng)前中國(guó)塑料加工行業(yè)發(fā)展迅猛注塑成型設(shè)備的自動(dòng)化程度越來(lái)越高。注塑機(jī)機(jī)械手是現(xiàn)代塑料產(chǎn)品制造業(yè)中的主要加工設(shè)備之一是成型塑料制品的設(shè)備。近年來(lái)注塑機(jī)機(jī)械手控制器的快速發(fā)展為實(shí)現(xiàn)塑料制品的先進(jìn)生產(chǎn)奠定了重要基礎(chǔ)。本論文設(shè)計(jì)了一種可預(yù)編程操作的機(jī)械手控制器。手持式編程控制器手控盒采用AVR單片機(jī)為嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的處理器完成人機(jī)交互接口的功能包括液晶顯示、觸摸屏控制、通信傳送數(shù)據(jù)等功能。采用觸摸屏比傳統(tǒng)的鍵盤操作更生動(dòng)、更簡(jiǎn)單。下位機(jī)采用DSP和可編程邏輯器件通過(guò)硬件的擴(kuò)展和軟件編程來(lái)完成機(jī)械手的動(dòng)作控制。整個(gè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)方法把復(fù)雜的控制系統(tǒng)劃分成相對(duì)獨(dú)立的模塊如工藝編程、串口通信、手動(dòng)測(cè)試、自動(dòng)運(yùn)行等并分別對(duì)這些模塊進(jìn)行編程來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的功能。在仿真實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)試驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行的各個(gè)功能模塊的測(cè)試表明整套設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)了各個(gè)模塊的功能滿足了實(shí)際系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性要求。此外由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較靈活只要在軟件方面作些變化就能適應(yīng)單軸伺服、三軸伺服以及五軸伺服等多種機(jī)械手的控制。

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簡(jiǎn)介：水下機(jī)械手是水下機(jī)器人執(zhí)行水下作業(yè)的重要工具，探索和研制性能優(yōu)良、控制準(zhǔn)確的水下機(jī)械手控制器對(duì)于機(jī)械手按照工作要求完成各項(xiàng)任務(wù)意義重大。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于水下機(jī)械手的控制系統(tǒng)已有很多的研究和實(shí)例。本文針對(duì)某具體的微小型水下機(jī)械手完成了三關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型、驅(qū)動(dòng)控制電路的研制以及控制程序的初步設(shè)計(jì)和編寫。其中選擇的電機(jī)經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，能夠滿足機(jī)械手的工作要求，并且效果良好；驅(qū)動(dòng)控制電路經(jīng)過(guò)多次修改之后也能夠非常穩(wěn)定可靠地完成驅(qū)動(dòng)控制功能，并且提出了一些比較新穎的電路設(shè)計(jì)和芯片使用方法，試驗(yàn)效果良好；基于RABBIT3000所編寫的控制程序，結(jié)構(gòu)緊湊、思路清晰，經(jīng)調(diào)試，發(fā)現(xiàn)其控制實(shí)時(shí)性好，可靠性高，能夠很好地配合硬件電路驅(qū)動(dòng)機(jī)械手完成各項(xiàng)工作任務(wù)。論文總共分為六章，第一章為緒論，介紹課題的研究意義、背景來(lái)源和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀；第二章為機(jī)械手本體介紹和電機(jī)選型；第三章為驅(qū)動(dòng)控制電路研制，選用了帶電流截止環(huán)的位置負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，采用單片機(jī)加控制芯片實(shí)現(xiàn)電機(jī)的控制功能，采用H橋電路作為電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。第四章基于RABBIT3000微處理器，選用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)ΜCOSII進(jìn)行了控制程序的設(shè)計(jì)。第五章為系統(tǒng)調(diào)試，分別進(jìn)行了機(jī)械手的單項(xiàng)調(diào)試試驗(yàn)和電機(jī)空載情況下的硬件電路仿真抓取試驗(yàn)。第六章為總結(jié)。

簡(jiǎn)介：加工中心已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志之一。而自動(dòng)換刀裝置是整個(gè)加工中心的關(guān)鍵部件。根據(jù)調(diào)查顯示雖然近些年我國(guó)自動(dòng)換刀裝置的生產(chǎn)水平取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步但是和一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在不小的差距主要體現(xiàn)在可靠性方面并且可靠性低已經(jīng)成為制約國(guó)產(chǎn)自動(dòng)換刀裝置競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素。因此提高自動(dòng)換刀裝置的可靠性水平對(duì)于提高加工中心整體的可靠性水平具有突出的意義。課題結(jié)合國(guó)家科技重大專項(xiàng)“車銑復(fù)合加工中心用刀庫(kù)及機(jī)械手可靠性設(shè)計(jì)及性能試驗(yàn)技術(shù)研究”針對(duì)自動(dòng)換刀裝置可能產(chǎn)生的可靠性故障如刀庫(kù)故障、機(jī)械手故障、電氣故障和液壓故障等設(shè)計(jì)了相應(yīng)的可靠性試驗(yàn)臺(tái)。通過(guò)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析搭建了一個(gè)完整的可靠性試驗(yàn)臺(tái)為可靠性的研究奠定了基礎(chǔ)。通過(guò)深入研究試驗(yàn)臺(tái)的功能依照電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)范設(shè)計(jì)了試驗(yàn)臺(tái)的電氣原理圖其中包括強(qiáng)電部分和弱電部分。根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)所需的功率大小和電流大小選擇了相應(yīng)的電器元件并在此基礎(chǔ)上完成了整個(gè)電氣系統(tǒng)的布局和安裝。結(jié)合整個(gè)自動(dòng)換刀的功能要求和動(dòng)作流程選擇了合適的數(shù)控系統(tǒng)和控制方式。利用數(shù)控系統(tǒng)在隨機(jī)選刀方面的優(yōu)越性編寫了刀庫(kù)的自動(dòng)選刀程序。基于宏程序的簡(jiǎn)便性編寫了機(jī)械手的自動(dòng)換刀程序。最后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試完成整個(gè)自動(dòng)換刀的程序修改使其滿足自動(dòng)換刀的要求。測(cè)試系統(tǒng)中分別設(shè)計(jì)了針對(duì)機(jī)械手和鏈輪的測(cè)試方案并基于此方案通過(guò)PROSIG進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。引入HILBERTHUANG變換對(duì)機(jī)械手在不同換刀速度下和不同抓刀數(shù)量下的瞬態(tài)運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了研究通過(guò)對(duì)比時(shí)頻圖和能量譜圖可知當(dāng)機(jī)械手瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)頻率和能量也將隨之改變因此可在一定程度上檢測(cè)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)故障和掉刀故障并能準(zhǔn)確的定位發(fā)生的時(shí)刻。對(duì)鏈輪振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行了互相關(guān)性的EMD去噪預(yù)處理和HILBERT變換對(duì)比分析不同載荷和不同轉(zhuǎn)速下鏈輪的邊際譜可知當(dāng)鏈輪周期旋轉(zhuǎn)的條件變化時(shí)頻率和能量的分布也會(huì)產(chǎn)生變化為鏈輪的早期探傷和故障分析提出了一種有效的途徑。

簡(jiǎn)介：近些年來(lái)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展十分迅速機(jī)器人在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用隨處可見對(duì)于提高生產(chǎn)效率穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量減少工傷事故有重要作用。本文旨在設(shè)計(jì)用于絲網(wǎng)印染網(wǎng)版搬運(yùn)的三自由度機(jī)械手控制系統(tǒng)并對(duì)該機(jī)械手性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。本課題主要完成的內(nèi)容如下1論文首先介紹了工業(yè)機(jī)器人國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)針對(duì)三自由度機(jī)械手特點(diǎn)對(duì)三自由度機(jī)械手控制系統(tǒng)總體方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)。以單片機(jī)為控制器采用集中控制方式用步進(jìn)電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)力以示教法為控制思路設(shè)計(jì)了三自由度機(jī)械手控制系統(tǒng)建立了三自由度機(jī)械手實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。2以AT89S52為主控芯片選擇合適的器件設(shè)計(jì)了三自由度機(jī)械手控制系統(tǒng)電路包括自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行兩大部分。制作了三自由度機(jī)械手控制箱搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。3用C51語(yǔ)言編寫了控制系統(tǒng)軟件包括示教、再現(xiàn)、復(fù)位、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等四個(gè)模塊。在控制軟件中以示教再現(xiàn)為主要控制思想完成了控制軟件的編寫并進(jìn)行了軟件仿真。4為保證機(jī)械手末端執(zhí)行器位姿狀態(tài)并使網(wǎng)版避開障礙采用了圓弧插補(bǔ)和直線插補(bǔ)將圓弧或直線離散化計(jì)算出各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度。5對(duì)所設(shè)計(jì)三自由度機(jī)械手控制系統(tǒng)和機(jī)器人本體進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作驗(yàn)證了三自由度機(jī)械手控制系統(tǒng)的可行性可完成相關(guān)功能需求達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

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簡(jiǎn)介：噴漿機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于鐵路公路隧道，地下建筑，各類礦山和水利水電工程施工的工程設(shè)備，噴漿機(jī)械手的軌跡是影響噴漿施工質(zhì)量以及噴漿機(jī)械手壽命和工作可靠性的重要因素之一。本文以機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和關(guān)節(jié)沖擊作為軌跡性能指標(biāo)，對(duì)噴漿機(jī)械手進(jìn)行軌跡規(guī)劃，并對(duì)噴漿機(jī)械手電液比例控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。首先，在對(duì)噴漿機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，采用DH法建立運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，得到噴槍的位姿和關(guān)節(jié)位置的關(guān)系以及關(guān)節(jié)位置和驅(qū)動(dòng)油缸活塞位移的關(guān)系。其次，針對(duì)噴槍水平運(yùn)動(dòng)時(shí)需要保持勻速運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，提出了高階多項(xiàng)式過(guò)渡線性插值法，解決了拋物線過(guò)渡線性插值法軌跡加速度不連續(xù)而引起的關(guān)節(jié)沖擊問題針對(duì)噴槍豎直運(yùn)動(dòng)時(shí)需要快速動(dòng)作的特點(diǎn)，基于三次樣條函數(shù)插值法，提出了時(shí)間沖擊綜合最優(yōu)軌跡規(guī)劃方法，以機(jī)械手的關(guān)節(jié)脈動(dòng)的平方對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)間的積分定義機(jī)械手的關(guān)節(jié)沖擊指標(biāo)，采用加權(quán)系數(shù)法定義目標(biāo)函數(shù)，以關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)約束作為軌跡的約束條件，通過(guò)二次序列規(guī)劃算法優(yōu)化得到機(jī)械手運(yùn)動(dòng)時(shí)間和關(guān)節(jié)沖擊綜合最優(yōu)軌跡，有效解決軌跡規(guī)劃中機(jī)械手運(yùn)動(dòng)時(shí)間和關(guān)節(jié)沖擊的矛盾問題。最后，建立噴漿機(jī)械手電液比例控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，分析系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的穩(wěn)定性，整定PID參數(shù)，通過(guò)MATLABSIMULINK進(jìn)行機(jī)械手軌跡控制仿真分析。并在此基礎(chǔ)上對(duì)噴漿機(jī)械手控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證了理論研究和仿真分析的正確性。

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簡(jiǎn)介：機(jī)器視覺為機(jī)器人提供了感知外部環(huán)境的技術(shù)手段，使機(jī)器人具有了自主定位外部事物的能力。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，自動(dòng)化和柔性化生產(chǎn)的特點(diǎn)同樣要求工業(yè)機(jī)器人具有自主感知外部環(huán)境的能力。DELTA并聯(lián)機(jī)械手臂是工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的一種工業(yè)機(jī)器人，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)靈活、精度高、承載能力強(qiáng)，在電子裝配、食品加工和醫(yī)藥生產(chǎn)等生產(chǎn)領(lǐng)域中大量使用。在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛存在對(duì)生產(chǎn)目標(biāo)進(jìn)行高速抓取、分揀的操作，這些操作不便于人工進(jìn)行，同時(shí)在有些環(huán)境中，目標(biāo)物體分布散亂，必須先對(duì)它們進(jìn)行定位。本文結(jié)合以上需求，研究利用機(jī)器視覺控制DELTA并聯(lián)機(jī)械手臂的方法。本研究主要內(nèi)容包括⑴提出了一種優(yōu)化的DELTA并聯(lián)機(jī)械手臂逆解算法，該方法能極大地加快控制單元的運(yùn)行速度。本文首先推導(dǎo)出機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)范圍的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并根據(jù)它計(jì)算得到了機(jī)械手臂各個(gè)部件的尺寸，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了本課題使用的機(jī)械手臂，并對(duì)DELTA機(jī)械手臂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，建立了DELTA機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，得到了DELTA并聯(lián)機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)控制算法，然后設(shè)計(jì)并制作了運(yùn)動(dòng)控制單元。比較現(xiàn)有成熟的逆解算法，本文在對(duì)DELTA并聯(lián)機(jī)械手臂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析之后，提出了一種優(yōu)化的逆解算法，對(duì)比已有的計(jì)算方法，本方法能夠?qū)⒛娼膺\(yùn)算速度提升10倍以上，極大地減小了控制系統(tǒng)的運(yùn)算負(fù)擔(dān)，大幅度加快機(jī)械手臂的反應(yīng)速度。⑵實(shí)現(xiàn)了單目二維平面視覺子系統(tǒng)的標(biāo)定。針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境，并結(jié)合課題的要求，本文針對(duì)單目二維平面的視覺場(chǎng)景進(jìn)行了標(biāo)定，本文將鏡頭的畸變參數(shù)和相機(jī)的內(nèi)參數(shù)融入到計(jì)算參數(shù)中，操作方便。本文的標(biāo)定方法操作簡(jiǎn)單、計(jì)算迅速，非常適用于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。⑶研究了從圖像中獲得本課題中目標(biāo)物體的位置坐標(biāo)和形狀特征的方法，結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件，研究了目標(biāo)物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)，實(shí)時(shí)跟蹤和動(dòng)態(tài)抓取目標(biāo)物體的方法。⑷為了保證不重復(fù)、不遺漏每一個(gè)物體，提出了利用傳送帶運(yùn)動(dòng)速度和圖像坐標(biāo)點(diǎn)相結(jié)合動(dòng)態(tài)計(jì)算拍照間隔的解決方法，該方法能夠在不同的傳送帶速度下有效的避免物體重復(fù)與遺漏識(shí)別。

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簡(jiǎn)介：目的將12根完整新鮮帶骨膜的股骨隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組兩組，造模后進(jìn)行生物力學(xué)測(cè)試，評(píng)價(jià)記憶機(jī)械手固定股骨干長(zhǎng)斜形骨折后與人體正常股骨在生物力學(xué)強(qiáng)度方面的差異。方法自2010年8月到2010年10月對(duì)記憶機(jī)械手固定股骨干長(zhǎng)斜形骨折后進(jìn)行了生物力學(xué)測(cè)試。采用標(biāo)準(zhǔn)的生物力學(xué)測(cè)試，觀察對(duì)象為12根新鮮帶骨膜的股骨標(biāo)本，均來(lái)源于時(shí)間較近的無(wú)腐爛尸體，都為男性右側(cè)肢體，尸體直徑相差較小，平均年齡335歲，經(jīng)X線、CT等排除不適宜進(jìn)行力學(xué)測(cè)試或?qū)αW(xué)測(cè)試有顯著影響的情況。隨機(jī)分為試驗(yàn)組和對(duì)照組，每組6根，試驗(yàn)組用制造股骨干長(zhǎng)斜形骨折骨折線超過(guò)5CM，并應(yīng)用記憶機(jī)械手固定；標(biāo)本兩端包埋后，分別在CSS44200型電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和NJ50型扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行整體應(yīng)變、軸向載荷、扭轉(zhuǎn)載荷作用下的力學(xué)實(shí)驗(yàn)，記錄每一級(jí)加載后股骨的位移及扭轉(zhuǎn)角度，經(jīng)分析計(jì)算出整體應(yīng)變、軸向壓縮剛度及扭轉(zhuǎn)剛度后，運(yùn)用SPSS170軟件包對(duì)實(shí)驗(yàn)中得到的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果軸向壓縮試驗(yàn)在股骨正常生理載荷范圍內(nèi)，記憶機(jī)械手固定組的應(yīng)變略大于正常股骨，但其整體彎曲強(qiáng)度與正常股骨無(wú)明顯差異P005；記憶機(jī)械手固定組固定后與正常股骨的整體扭轉(zhuǎn)剛度有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異P結(jié)論記憶機(jī)械手固定器在生物力學(xué)性能方面基本令人滿意，可達(dá)到足夠的生物力學(xué)強(qiáng)度，對(duì)維持骨折對(duì)位有較確切的效果。

簡(jiǎn)介：點(diǎn)擊查看更多脊柱微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人機(jī)械手軸位引導(dǎo)腰椎弓根置針及精度分析.pdf精彩內(nèi)容。