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簡介：隨著機器人硬件配置的不斷提升，現(xiàn)有的機器人軟件技術(shù)已不能滿足人們對機器人人能力的期望。人們期望機器人能夠更自主更智能的完成任務(wù)，而不是僅靠設(shè)定好的步驟完成指定任務(wù)。抓取操作作為機器人完成其它任務(wù)所必備的最基本能力之一，其能力的高低是機器人智能化程度的一個重要評判依據(jù)同時，視覺傳感器作為機器人獲取外界信息的主要渠道，其信息獲取和處理能力也已成為機器人智能化程度的一個重要標(biāo)志2因此怎樣基于視覺傳感器提升機器人抓取物體的能力具有理論研究意義和實際應(yīng)用意義。當(dāng)前用于研究和應(yīng)用的大部分機器人只配備了單攝像頭，基于單目的抓取定位技術(shù)，主流思想是結(jié)合攝像頭或目標(biāo)的運動模型和多幀圖像信息，求取目標(biāo)的三維信息它需要攝像頭標(biāo)定和校準(zhǔn)及運動建模、涉及圖像融合技術(shù)，定位過程運算量大，且容易受外界影響。然而，如果采用單目測距和目標(biāo)與攝像頭視野中心的水平和垂直偏角信息相結(jié)合的模糊定位方式，可能在不涉及攝像頭校準(zhǔn)和多幀圖像融合的情況下實現(xiàn)單目定位這將會降低單目定位的苛刻要求，具有普遍的應(yīng)用價值。當(dāng)前對機器人抓取智能控制研究案例甚少，尤其在目標(biāo)和機器人都運動情況下的研究。因此，本文基于仿人機器人，深入研究各鄰域智能控制方法、主流技術(shù)路線和技術(shù)特性等，嘗試在抓取控制系統(tǒng)中引入模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法，在不對攝像頭標(biāo)定，系統(tǒng)建模的基礎(chǔ)上實現(xiàn)“邊看邊做”模擬人類思維的智能抓取移動目標(biāo)功能，提高控制系統(tǒng)的可復(fù)用性、縮減了算法的計算量、提高系統(tǒng)的實時性。研究和測試平臺采用的是基于GENTOO的嵌入式GNULINUX系統(tǒng)的NAO仿人機器人。首先，深入分析NAO機器人視覺伺服系統(tǒng)硬件能力和限制，為NAO機器人構(gòu)建新的輔助視場，解決了NAO機器人操作系統(tǒng)不開源、不支持外設(shè)等難題。其次，結(jié)合仿人機器人雙機械臂優(yōu)勢在制定的控制算法基礎(chǔ)上采用雙手協(xié)同抓取方式，進(jìn)一步提升抓取速度，提高機器人對執(zhí)行末端的利用率，符合仿人機器人硬件設(shè)計者的初衷。最后，將制定的目標(biāo)搜索、定位、跟蹤和抓取方法在NAO機器人平臺上進(jìn)行實驗，實驗數(shù)據(jù)和效果表明了控制方案的可行性、優(yōu)越性和普適性，能夠?qū)⒃摲椒☉?yīng)用到其它的具有雙機械臂的嵌入式機器人系統(tǒng)。

簡介：二十一世紀(jì)是柔性制造飛速發(fā)展的世紀(jì)，作為柔性制造單元FMC中一個重要的工具，機器人的柔性必須得到大力提高。當(dāng)今的FMC中移動機器人和工業(yè)機械手通常是相分離的，這就大大限制了整個柔性制造系統(tǒng)的柔性能力。移動機器人只是負(fù)責(zé)將工件從一個工作區(qū)送到另一個工作區(qū)，并不具有操作功能而工業(yè)機械手只能夠在特定的工作環(huán)境中進(jìn)行操作工作，并不具有移動功能。兩者的相互獨立性已經(jīng)越來越限制柔性制造單元FMC的柔性能力的進(jìn)一步發(fā)展。將工業(yè)機械手安裝在移動機器人上，使二者功能互補，是解決上述限制的一個途徑。因此，研究開發(fā)移動機械手，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的移動機器人和工業(yè)機械手將具有很高的工程應(yīng)用價值。本文結(jié)合移動機械手的工作環(huán)境以及工作要求，設(shè)計了一種服務(wù)于數(shù)控機床群的移動機械手，進(jìn)行了運動學(xué)分析及運動學(xué)仿真，并對移動機械手的關(guān)鍵部件進(jìn)行了有限元分析及優(yōu)化。首先，本文介紹了工業(yè)機器人的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了傳統(tǒng)的工業(yè)機器人在現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)中存在的不足，針對工作環(huán)境以及被抓取對象設(shè)計了一種服務(wù)于數(shù)控機床群的移動機械手，對機械手的抓取方案進(jìn)行了整體規(guī)劃，給出了機械手的工作流程，對移動機械手的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計分析及三維建模。并提出了將基于四桿及五桿機構(gòu)的混合機構(gòu)應(yīng)用到移動機械手的手臂上，以擴大機械手的運動空間，提高其工作靈活性。其次，在進(jìn)行機械手整體運動學(xué)分析前，運用矢量方程解析法對手臂進(jìn)行運動學(xué)分析，通過分析的結(jié)果簡化模型，以減小運動學(xué)求解的工作量基于簡化后的模型，運用經(jīng)典的DH法（四參數(shù)法），建立移動機械手的桿件坐標(biāo)系運用各桿件的齊次坐標(biāo)變換矩陣及手臂運動學(xué)分析的結(jié)果，推導(dǎo)出整個機械手的運動學(xué)方程，并求得相應(yīng)的關(guān)節(jié)變量，為研究移動機械手的軌跡規(guī)劃及控制提供依據(jù)基于蒙特卡洛方法，運用MATLAB軟件對移動機械手進(jìn)行了工作空間的求解。再次，利用移動機械手三維實體模型在ADMAS中建立虛擬樣機，對虛擬樣機模型的質(zhì)量、材料、約束及驅(qū)動起始條件進(jìn)行了設(shè)置，進(jìn)行了運動學(xué)分析，得出了機械手的運動特性，同時也為以后進(jìn)一步結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供重要參考根據(jù)分析結(jié)果對其進(jìn)行分析及評價。結(jié)果表明所設(shè)計的移動機械手能夠滿足設(shè)計要求，整體運動平穩(wěn)。最后，利用ANSYSWKBENCH軟件對機械手關(guān)鍵部件進(jìn)行靜力學(xué)分析，完成移動機械手的強度、剛度校核，并運用模態(tài)分析研究其振動特性，基于拓?fù)鋬?yōu)化理論對其關(guān)鍵部件進(jìn)行了優(yōu)化，為后續(xù)CAD再設(shè)計奠定基礎(chǔ)。同時，采用目標(biāo)驅(qū)動優(yōu)化設(shè)計GOALDRIVENOPTIMIZATION的方法實現(xiàn)了對關(guān)鍵桿件的多目標(biāo)優(yōu)化，在保證其工作性能的前提下，實現(xiàn)了輕量化設(shè)計。本文對移動機械手進(jìn)行了仿真分析研究，研究表明所設(shè)計的移動機械手整體結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，運動學(xué)特性準(zhǔn)確，能夠?qū)崿F(xiàn)上下料操作，且關(guān)鍵零部件力學(xué)性能可靠，達(dá)到了預(yù)期的效果，為后續(xù)移動機械手的研制奠定了基礎(chǔ)。

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簡介：搬運機械手廣泛的用于機械加工自動線物流系統(tǒng)，是自動線中的重要裝備之一。搬運機械手主要用于零部件或成品在固定位置之間的移動，替代人工作業(yè)，特別是在有毒的、易燃易爆等惡劣環(huán)境內(nèi)，得到廣泛應(yīng)用。搬運機械手具有自動化程度高、動作靈活的特點，替代人工作業(yè)，加快了生產(chǎn)節(jié)拍，大幅度地提高了制造企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。工業(yè)上用的搬運機械手體積較大，價格昂貴。為了滿足教學(xué)上的需要，設(shè)計一種小巧、靈活控制的小型搬運機械手具有重要的意義。本文結(jié)合我校柔性制造實驗室的建設(shè)，設(shè)計了多工位搬運機械手。該機械手由微型電機驅(qū)動實現(xiàn)遠(yuǎn)程移動，由氣動手指、旋轉(zhuǎn)氣缸和直動氣缸驅(qū)動實現(xiàn)物料的抓取和定位擺放的功能。通過人機界面（觸摸屏）加PLC的方式實現(xiàn)對機械手邏輯控制、操作控制和在線監(jiān)測。本文通過對小型搬運機械手控制要求的分析，決定采用西門子SIEMENS公司可編程序控制器S7200系列的CPU226ACDCRLY型PLC和TP177BPNDP型人機界面對機械手進(jìn)行聯(lián)合控制。運用SIMATICWINCCFLEXIBLE軟件對TP177B觸摸屏設(shè)計了組態(tài)界面，操作界面、監(jiān)測界面，在人機界面中添加了變量，設(shè)置了連接，可以通過觸摸屏實現(xiàn)對搬運機械手的控制和監(jiān)測。本文設(shè)計了PLC的控制原理圖，進(jìn)行了IO地址的分配，編寫了控制程序，實現(xiàn)了控制要求。本文闡述的方法不僅可以用于小型搬運機械手控制系統(tǒng)的設(shè)計，還可以用于其它組態(tài)控制的自動控制系統(tǒng)。對于開發(fā)系列化產(chǎn)品的搬運機械手控制系統(tǒng)，具有普遍意義。

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簡介：復(fù)合材料作為一種高性能的新型材料，正在得到日益廣泛的應(yīng)用，并且隨著復(fù)合材料成型制造技術(shù)的不斷發(fā)展提高，逐漸被用于生產(chǎn)加工機構(gòu)的主要關(guān)鍵部件，這也對復(fù)合材料的性能提出了更高的要求。傳統(tǒng)的復(fù)合材料成型工藝由于加工方式的制約，使復(fù)合材料層間性能較弱，當(dāng)受到外部載荷時容易發(fā)生層間破壞，嚴(yán)重降低復(fù)合材料制品的抗損傷性能。因此，可以采用單邊纖維縫紉技術(shù)，對復(fù)合材料進(jìn)行縫紉，利用縫紉纖維，增強復(fù)合材料的層間性能，提高其斷裂韌性和沖擊損傷容限等性能。同時單邊縫紉技術(shù)可以對復(fù)雜曲面的復(fù)合材料預(yù)型件進(jìn)行縫紉，具有更廣泛的適用性。根據(jù)任務(wù)要求，完成復(fù)合材料縫紉機械手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用工業(yè)機器人夾持單邊縫紉機構(gòu)，完成對復(fù)合材料的縫紉動作。主要進(jìn)行的工作有1根據(jù)現(xiàn)有資料以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，設(shè)計制造五自由度工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，確定結(jié)構(gòu)尺寸和傳動系統(tǒng)設(shè)計，完成伺服電機及減速器的選型。在PROE中，完成整個機器人的三維建模；2在ANSYS中對機器人的大臂、小臂進(jìn)行靜力分析，得出其形變位移云圖和應(yīng)力云圖；3根據(jù)DH參數(shù)法，建立機器人的運動學(xué)模型，求解機器人的運動學(xué)正逆問題，得出各個關(guān)節(jié)變量與末端位移之間的關(guān)系，為以后的編程控制打下基礎(chǔ)。根據(jù)運動學(xué)的解求出機器人的理論運動空間，了解機器人的工作范圍，同時采用分層投影的方式觀測工作空間內(nèi)的空洞及空腔位置。根據(jù)達(dá)朗貝爾拉格朗日原理以及拉格朗日方程組對機器人進(jìn)行靜力學(xué)及動力學(xué)分析，得出機器人各關(guān)節(jié)的驅(qū)動扭矩的數(shù)學(xué)方程；4在ADAMS和MATLAB中對機器人進(jìn)行運動學(xué)以及動力學(xué)仿真，得出機器人運動曲線，以及各個關(guān)節(jié)在運動過程中的扭矩變化曲線，以及可以直觀的了解機器人的運動過程中的受力情況，為機器人結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)；5根據(jù)單邊縫紉機構(gòu)的原理以及結(jié)構(gòu)簡圖，在PROE中建立夾持手爪與纖維縫紉機構(gòu)的三維模型，根據(jù)縫紉任務(wù)的特點，對縫紉機構(gòu)進(jìn)行運動規(guī)劃，最后對纖維縫紉機構(gòu)進(jìn)行運動仿真，得出引線機構(gòu)、鉤線機構(gòu)與挑線機構(gòu)的運動曲線，驗證結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。

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簡介：分類號密級金亞UDC學(xué)校代碼IQ塑2武潷坦歹、大穿學(xué)位論文題目二疊籃易煜接扭越壬路疊趣劃拯墓籩真硒究英文THESTUDYOFWELDINGROUTEPLANNINGANDITSIMITATION題目Q￡口鰻S照單皇叢星盟IP叢坌垃指導(dǎo)教師警襄茗篡蘭三三主一一申請學(xué)位級別亟學(xué)科專業(yè)名稱電力電王皇電左佳麴論文提交日期圣Q羔圣生壘旦論文答辯日期圣Q里圣生墨旦學(xué)位授予單位武這堡王太堂學(xué)位授予日期圣Q里圣魚壘魚答辯委員會主席韭塞塞評閱人韭塞室龔題驗2013年05月摘要焊接機械手已成為車身柔性焊接的重要組成因素。在焊接過程中，規(guī)劃出一條將所分配的焊點全部焊接，同時所用時間最短的焊接路徑，對提高機械手的工作效率有很重要的意義。然而現(xiàn)階段，我國絕大多數(shù)汽車企業(yè)在解決機械手焊接路徑規(guī)劃問題時，主要依靠設(shè)計者的工程經(jīng)驗，缺乏理論分析，經(jīng)常出現(xiàn)規(guī)劃不合理的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致機械手工位生產(chǎn)周期過長。因此，提出合理的路徑規(guī)劃方案，通過仿真軟件進(jìn)行仿真與驗證，規(guī)劃出一條最優(yōu)焊接路徑就顯得很有必要。論文首先對焊接對象進(jìn)行分析，根據(jù)焊點的特征確定了簡易機械手的機械結(jié)構(gòu)總體方案?？刂葡到y(tǒng)采用工控機、PLC結(jié)合的控制方案，并設(shè)計了系統(tǒng)上位機和下位機軟件技術(shù)方案，同時分析了各個模塊的功能和作用。本文研究的重點是機械手路徑規(guī)劃問題。在規(guī)劃之前，首先研究了焊點和點焊工藝以及它們對焊接路徑規(guī)劃的影響。緊接著提出了路徑規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型一TSP問題。對比分析了現(xiàn)有路徑規(guī)劃算法自身的優(yōu)缺點，結(jié)合機械手工程應(yīng)用的實際環(huán)境，選擇以遺傳算法作為路徑規(guī)劃的數(shù)學(xué)算法。分析了遺傳算法在路徑規(guī)劃問題中的具體應(yīng)用，并結(jié)合TSP問題求解的特點，確定了遺傳算法求解過程中的具體方案，如編碼方式為順序編碼、評價的標(biāo)準(zhǔn)為焊接時間最短、選擇方法為錦標(biāo)賽選擇法，為改善算法的性能，采用改進(jìn)交叉算子和變異算子。最后，以MATLAB作為路徑規(guī)劃仿真軟件，并編寫了相應(yīng)的規(guī)劃程序，對簡易機械手的焊接路徑進(jìn)行仿真與驗證，確定了一條時間上最優(yōu)、行程上最短的焊接路徑。關(guān)鍵詞路徑規(guī)劃，焊接，遺傳算法，MATLAB，仿真

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簡介：隨著發(fā)動機缸體的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，其鑄件的表面拋丸清理工藝也變得越來越困難。傳統(tǒng)的拋丸清理方法是采用鼠籠式拋丸機或吊鉤式拋丸機進(jìn)行處理，然而這兩種方法都存在著不足，鼠籠式的只適合于單一產(chǎn)品的生產(chǎn)，吊鉤式的對缸體內(nèi)腔的清理不充分。針對這種情況，本文通過對國內(nèi)外現(xiàn)狀的研究分析，提出了將機械手引入到拋丸處理工藝中，即用機械手代替人工將工件抓取到拋丸機中進(jìn)行拋丸處理，可以同時克服以上兩種傳統(tǒng)清理方法的缺點。拋丸機械手的工作過程是通過控制程序控制末端夾持器抓取到輥道上傳送過來的發(fā)動機缸體，工件夾緊后機械手的各個關(guān)節(jié)開始運轉(zhuǎn)并將缸體送到拋丸機的內(nèi)部，同時拋丸機上的四個拋丸器開始拋出彈丸對工件進(jìn)行拋打，并且機械手的末端勻速轉(zhuǎn)動，這樣可以使缸體的各個表面都能受到彈丸的拋打，使得清理效果比較好。目前，國內(nèi)工業(yè)機器人方面的技術(shù)正日趨成熟，本課題根據(jù)需要自主設(shè)計了一臺工業(yè)機械手。該機械手有六自由度，每個自由度都是通過伺服電機驅(qū)動RV減速器轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)的，最大有效負(fù)載為180KG，工作半徑為25米。本文首先分析了拋丸清理過程。在這一過程中存在著很多微小的彈丸顆粒，它們不僅與被清理工件發(fā)生著碰撞，自身在拋出后也存在著相互作用，因此，本文采用離散元的方法將每個顆?？醋魇且粋€獨立的個體，并用離散元分析軟件EDEM對整個過程進(jìn)行了仿真，得到了工件在被拋打時產(chǎn)生的附加力。然后，在ANSYS中將這部分附加力以及機械手末端卡爪和工件的重量作為整個模型的總載荷，通過分析計算得出了機械手各個關(guān)節(jié)（主要是大臂、小臂及腕部）主要部件的變形和應(yīng)力圖，以便為工程應(yīng)用提供一定的理論基礎(chǔ)。

簡介：隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展以及“機器換人”工作的不斷推進(jìn)，機械手在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。它可以在惡劣環(huán)境下取代人工完成重復(fù)的、單調(diào)的以及精確度要求高的工作，對減輕工人勞動強度，提高工作效率具有現(xiàn)實意義。本文在綜述機械手國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，以“物料搬運機械手研制”實際工程項目為背景，針對其功能與性能需求，對物料搬運機械手進(jìn)行了機電一體化設(shè)計。論文主要完成的工作和成果如下1分析了搬運機械手的工作過程與性能需求，設(shè)計了基于直角坐標(biāo)形式的三自由度機械手整體結(jié)構(gòu)，結(jié)合各自優(yōu)點提出了采用電氣與氣壓混合驅(qū)動的總體設(shè)計方案。2根據(jù)搬運機械手需要實現(xiàn)的功能，確定了機械手的部件組成以及各部件的結(jié)構(gòu)形式，采用PROE完成了底座及X、Y、Z軸手臂等部件的機械設(shè)計；為滿足高精度定位與簡單實用的要求，提出了X軸采用電氣驅(qū)動，Y和Z軸采用氣壓驅(qū)動的模式，構(gòu)建了伺服電機、氣缸等零部件的模型，計算了負(fù)載電機慣量比、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等電氣參數(shù)，進(jìn)行了電機與減速器的選配，并完成了氣缸的選型設(shè)計。最后對所有零件進(jìn)行組裝，完成機械手的整機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。3設(shè)計了搬運機械手的電氣與氣壓驅(qū)動系統(tǒng)。為實現(xiàn)X軸的高精度定位，分析了永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型，針對因外部轉(zhuǎn)矩擾動變化引起的控制器跟蹤性能下降問題，設(shè)計了基于模糊控制和擾動觀測器的雙閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)，仿真結(jié)果顯示，該算法具有良好的動態(tài)性能以及較強的魯棒性。根據(jù)機械手的工作特性，設(shè)計了電氣驅(qū)動原理圖，為使整體結(jié)構(gòu)簡單實用，提出了Y軸和Z軸手臂的氣壓驅(qū)動方案，設(shè)計了氣路原理圖和真空回路圖，并對手部驅(qū)動方式進(jìn)行了討論。4根據(jù)機械手的運行過程以及工業(yè)搬運過程中的流程順序，完成了控制柜、IO接口及軟件模塊設(shè)計，編寫了監(jiān)控畫面，最終研制了一套基于PLC和觸摸屏的三自由度物料搬運機械手控制系統(tǒng)。綜上所述，本文設(shè)計的機械手具有結(jié)構(gòu)簡單、定位準(zhǔn)確、功能實用等特點，有較高的實用價值。

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簡介：刀庫及機械手屬于加工中心薄弱環(huán)節(jié)，急需對刀庫及機械手的故障及可靠性進(jìn)行深入分析研究。在國家科技重大專項的支持下，本文針對秦川機床工具集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的盤式刀庫及機械手，通過故障分析、可靠性預(yù)測分配、可靠性設(shè)計以及精度影響模型研究，從而分析該型盤式刀庫及機械手的可靠性，為盤式刀庫及機械手可靠性設(shè)計提供理論方法。首先，針對盤式刀庫及機械手這一試驗對象，設(shè)計了可靠性試驗裝置，包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及傳感器的選型和布置，利用該可靠性試驗數(shù)據(jù)，進(jìn)行故障分析，分析故障模式、故障原因及故障影響。通過故障分析，尋找系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)，確定系統(tǒng)關(guān)重件，為后續(xù)的可靠性預(yù)測分配及可靠性設(shè)計奠定基礎(chǔ)。其次，對盤式刀庫及機械手系統(tǒng)進(jìn)行功能分析，建立了系統(tǒng)基本可靠性模型和任務(wù)可靠性模型，在模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行可靠性預(yù)測。提出了基于多種分配法相結(jié)合的一種系統(tǒng)可靠性分配技術(shù)，主要研究了基于考慮復(fù)雜度和重要度及專家評分相結(jié)合的可靠性分配技術(shù)。然后，針對盤式刀庫及機械手動作機構(gòu)，從動作可靠性和強度可靠性出發(fā)，進(jìn)行廣義機構(gòu)系統(tǒng)可靠性綜合設(shè)計。通過建立系統(tǒng)動力學(xué)模型、運動學(xué)模型及精度模型，采用蒙特卡羅法隨機抽樣，計算廣義機構(gòu)動作可靠度。分析盤式刀庫及機械手系統(tǒng)中關(guān)鍵零部件，并對其進(jìn)行考慮多種失效模式的可靠性設(shè)計。最后，針對盤式刀庫及機械手換刀動作精度影響因素，建立精度影響模型，并進(jìn)行可靠性分析。建立了選刀系統(tǒng)動力學(xué)模型，利用該模型研究選刀系統(tǒng)在選刀時的隨機振動，并分析振動可靠性。針對盤式刀庫及機械手摩擦磨損對傳動精度的影響，充分考慮摩擦磨損的普遍性和模糊性，利用模糊可靠性設(shè)計方法，對齒輪傳動進(jìn)行磨損可靠性設(shè)計。

簡介：自動換刀機械手作為加工中心的重要功能部件，是實現(xiàn)自動換刀功能的關(guān)鍵，其機構(gòu)可靠性水平關(guān)系到整機的可靠性水平。由于擔(dān)負(fù)著在工作過程中隨時換刀的重要任務(wù)，換刀機械手能否正常工作，直接影響加工中心的運行和使用。首先，課題介紹了加工中心可靠性研究的背景，國內(nèi)外相關(guān)研究的發(fā)展?fàn)顩r，以及本課題研究的目的與意義。并簡要介紹了數(shù)控機床功能部件可靠性研究的概況，闡述了課題研究的主要內(nèi)容。其次，采用故障模式、影響及危害性分析FMECA方法對機械手機構(gòu)失效問題進(jìn)行分析，分步完成故障模式及影響分析FMEA和危害性分析CA，形成機械手機構(gòu)的FMECA報告。分析得出機械手的關(guān)鍵零部件清單，并按照故障的嚴(yán)酷度和危害度，以及故障在危害度矩陣中的位置，對機械手的Ⅰ，Ⅱ類故障進(jìn)行排序。第三，課題采用故障樹分析FTA方法對機械手系統(tǒng)進(jìn)行分析。相較而言，F(xiàn)MECA可以更加詳細(xì)的描述零部件故障對系統(tǒng)的影響而FTA可以通過故障分析得出系統(tǒng)的可靠度。同時應(yīng)用二者可以更加清晰合理地解釋零部件故障與系統(tǒng)失效之間的聯(lián)系。第四，完成了機械手抓刀機構(gòu)的機構(gòu)可靠性分析。對機械手抓刀機構(gòu)進(jìn)行運動學(xué)分析，建立ADAMS參數(shù)化仿真模型，編制ADAMS命令實現(xiàn)機械手仿真程序，利用MONTECARLO模擬法隨機性修改參數(shù)化變量，分析和計算仿真結(jié)果，得出尺寸誤差對機械手可靠性的影響。最后，對機械手機構(gòu)進(jìn)行可靠性分配。建立了機械手系統(tǒng)在正常工況下的系統(tǒng)可靠性模型，對機械手可靠性分配方法進(jìn)行了討論，并針對其結(jié)構(gòu)特點，采用綜合評分分配方法與等分配方法相結(jié)合的方法，對機械手機構(gòu)各單元進(jìn)行可靠度分配。

簡介：分類號墅墜密級公開學(xué)號2Q13窆Q窆Q523對蝦去頭柔順機械手的設(shè)計與研究DESIGNANDI；沁SEARCHOFCOMPLIANTMANIPULATORFBRDEHEADINGSHRIMP學(xué)位申請人韓翠指導(dǎo)教師張秀花副教授學(xué)科專業(yè)機械工程學(xué)位類別工程碩士授予單位河北農(nóng)業(yè)大學(xué)答辯日期二。一五年五月三十日摘要南美白對蝦是一種營養(yǎng)豐富的水產(chǎn)品，其需求量的增加使對蝦加工設(shè)備落后的問題日益凸顯，尤其在對蝦去頭方面，勞動密集程度高、勞動成本大的情況較為嚴(yán)重。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外均有對蝦去頭的相關(guān)設(shè)備專利，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，與人工成本相比不具有廣泛應(yīng)用的特點，所以使去頭設(shè)備的應(yīng)用受到了限制。通過研究柔順機構(gòu)的運動機理，利用柔順機構(gòu)可降低去頭裝置的復(fù)雜程度這一特點，本文研制了一種對蝦去頭柔順機械手裝置，以此來實現(xiàn)對蝦去頭的機械化加工。通過大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析，建立對蝦全長和頭長的數(shù)學(xué)模型，為完成對蝦去頭的精準(zhǔn)定位提供了理論依據(jù)；通過試驗分析發(fā)現(xiàn)無頭蝦得率與去頭前質(zhì)量的相關(guān)性系數(shù)為O710，呈顯著正相關(guān)，并在后續(xù)的試驗中對質(zhì)量范圍進(jìn)行限定，排除去頭前質(zhì)量的差異對無頭蝦得率的影響。結(jié)合對蝦的生物性狀與試驗發(fā)現(xiàn)對蝦去頭時，背部、側(cè)面、腹部三種不同的施力點所對應(yīng)的無頭蝦得率分別為6518％、6361％、6411％，依據(jù)無頭蝦得率和去頭效果確定對蝦去頭最佳施力點為背部；通過有刃刀、無刃刀、齒形刀三種刀具形式與不同去頭速度的全面試驗，以推拉力計測得去頭過程中壓力的大小和切斷面的感官質(zhì)量為評定指標(biāo)，確定了對蝦去頭的最佳刀具形式為有刃刀，最低去頭速度為30MM／S；為了盡可能提高無頭蝦的得率，通過解剖式去頭將對蝦的頭肉部分進(jìn)行保留，發(fā)現(xiàn)對蝦的頭肉斷面末端輪廓軌跡線近似為圓弧狀，針對去頭軌跡進(jìn)行圓弧優(yōu)化，通過試驗對比證明了優(yōu)化后的去頭軌跡可以提高無頭蝦的得率。利用柔順機構(gòu)的特點并結(jié)合上述去頭試驗，進(jìn)行了對蝦去頭柔順機械手總體裝置的設(shè)計；通過對蝦的解剖式去頭試驗，利用“弓弦法”確定了對蝦頭肉圓弧斷面的平均半徑值為50MM、水平尺寸為2423MM和豎直尺寸為L488IIULL等幾何參數(shù)，繼而確定了柔順機械手的圓弧半徑和各段函數(shù)解析式；通過運動仿真驗證了柔順機械手的運動可以實現(xiàn)圓弧狀去頭軌跡，并利用有限元分析法對柔順機械手運動過程中的位移和應(yīng)力集中情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該裝置的應(yīng)力集中情況不嚴(yán)重，最大應(yīng)力值為4012MPA。通過對柔順機械手的試制和試驗，發(fā)現(xiàn)利用柔順機械手進(jìn)行對蝦去頭，可使無頭蝦的得率提高到7078％，用實踐的方式證明了該裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可實現(xiàn)對蝦去頭的機械化加工，為今后對蝦去頭的進(jìn)一步研究提供了理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)。關(guān)鍵詞對蝦去頭；無頭蝦得率；柔順機械手；仿真分析；試驗