摘要:针对人工势场(Artificial Potential Field,APF)法对机械手进行路径规划时存在的问题,提出了关节空间APF自适应变步长和目标偏置的快速扩展随机树(Rapidly-exploring Random Tree,RRT)相结合的方法。在关节空间中进行APF法路径规划,减少逆向运动学次数和关节角突变;通过改进斥力和引力势场函数,解决APF法中碰撞和目标不可达问题;采用柯西概率分布,根据末端点与障碍物的距离来改变关节角步长;通过调节RRT算法的目标偏置值,产生合适临时目标点,从而解决APF法局部极小值问题。在APF法存在局部极小值情况下进行机械臂避障仿真,结果表明,自适应变步长路径规划能够生成平滑轨迹并能提高搜索效率,目标偏置RRT选取临时目标点后整体路径长度变短。捡拾机械手在该改进算法下能够有效实现避障拾取任务需求。
摘要:为了提高异型滚子弧面凸轮减速机构设计效率、规范设计体系,提出一种基于NX二次开发的参数化设计方法,并开发了设计系统。依据空间几何理论和共轭曲面原理,推导了圆柱滚子、圆锥滚子、球锥滚子、鼓形滚子、球滚子5种典型类型的异型滚子及弧面凸轮工作廓面方程;提取关键设计参数,利用NX二次开发工具开发人机交互设计菜单和对话框,结合NX Open C/C++ API和Visual Studio编译环境,开发异型滚子弧面凸轮减速机构参数化设计系统,并根据机构中各部件之间的装配约束关系,开发了自动装配功能。系统验证表明,开发的整套系统可以满足用户的个性化设计需求,有助于实现异型滚子弧面凸轮减速机构设计流程的规范化、标准化,实现快速设计与修改,缩短设计周期。
摘要:为替代工人进行水泥灌料时的插袋作业,并解决出现的袋体破损或遗漏、生产效率低下、作业环境恶劣等问题,设计开发了一种水泥灌料自动插袋机械手。在介绍插袋机械手工作原理和结构功能的基础上,使用D-H法建立其机械结构的运动学方程,推导了机械手的运动曲线,分析了其与水泥包装机料口运动轨迹的组合关系;通过Matlab软件中的Robotics Toolbox工具包对机械手的运动学模型进行仿真与分析,验证了理论分析结果的正确性;最后,通过试验设计(Design Of Experiment,DOE)验证实验表明,水泥灌料自动插袋机械手能够精准实现袋体的抓取及插袋作业。验证了其本体结构的合理性,解决了现有插袋设备的局限性和低精度等问题。