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汽车驾驶机器人换档机械手的优化设计

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中国机械工程 1995年第1期6卷 36-38页

作者：张为公翟羽健倪江生东南大学机械工程系

阐述我国首台汽车驾驶机器人换档机械手机构的工作原理、运动学分析及优化设计。经过优化设计，整个换档机械手机构的尺寸基本确定，摘、进档运动只由θ３１确定，选档运动只由θ２１确定。

关键词：汽车驾驶机器人换档机械手优化设计机器人

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变速器换档机械手计算机控制系统的研究

变速器换档机械手计算机控制系统的研究

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作者：刘芬吉林大学

学位级别：硕士

机器人作为一门学科在各个领域发挥着重要的作用。作为机器人特殊部分的机械手在汽车制造或试验中起着举足轻重的作用。同步器性能试验中,如果采用手动操作很难保证精度;可靠性试验中,20 万～40 万次的换档动作手工无法完成,因此在试验... 详细信息

机器人作为一门学科在各个领域发挥着重要的作用。作为机器人特殊部分的机械手在汽车制造或试验中起着举足轻重的作用。同步器性能试验中,如果采用手动操作很难保证精度;可靠性试验中,20 万～40 万次的换档动作手工无法完成,因此在试验中必须采用机械手代替人手进行换档操作。本文分析研究了国内外换档机械手的研究状况后,开发了变速器换档机械手计算机控制系统。采用液压伺服系统控制换档杆运动,根据液流连续性原理和动力平衡原理推导出液压伺服系统中输出位移相对给定输入位移的传递函数,并进行了稳定性分析。运用PID 控制方法进行调节使系统控制性能达到最好。对计算机数据采集系统的硬件选择、连接、标定以及数据处理进行了研究。采取了必要的抗干扰措施,成功地实现了试验数据的自动采集,从而有效地提高了测试系统的工作效率,实现了性能测试的自动化管理。设计了档位标定、工况设定、报警等辅助模块,既提高了试验效率又保证系统的安全性。为综合评价换档过程设计了曲线实时显示功能。试验表明:控制方法稳定,系统运行完全符合生产要求。

关键词：换档机械手液压伺服系统 PID 控制数据采集

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履带车辆传动试验台自动换档机械手的开发与研究

履带车辆传动试验台自动换档机械手的开发与研究

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作者：赵恒北京交通大学

学位级别：硕士

本课题是以“履带车辆综合传动试验台换挡系统智能优化技术研究”为基础,通过对车辆综合传动试验台换档系统的研究开发,为某型高速履带车辆综合传动装置提供一个良好的性能和寿命试验平台,以此提高车辆综合传动的整体性能。在传动系统... 详细信息

本课题是以“履带车辆综合传动试验台换挡系统智能优化技术研究”为基础,通过对车辆综合传动试验台换档系统的研究开发,为某型高速履带车辆综合传动装置提供一个良好的性能和寿命试验平台,以此提高车辆综合传动的整体性能。在传动系统性能试验中,如果采用人工换档,费时费力并且很难保证精度;在传动系统寿命试验中,20万～40万次的换档动作人工很难完成,因此在车辆综合传动试验中提出采用机械手代替人手进行自动换档操作,减少试验工作量,缩短设计研发周期。本文首先分析研究了国内外换档机械手的研究现状,根据传动试验台的实际换档需要,对比气动、液压、机械、交流伺服四种驱动方式,针对换档操作的球面运动特性,采用数字交流伺服的三自由度直角坐标换档机械手方案,巧妙解决了曲线换档、三维转化为二维的运动控制、档位行程标定等难题。采用和利时电机公司的60CB系列伺服电机、GS系列交流伺服驱动器、英国翠欧公司的MC206运动控制器和工控机等构建了位置环伺服运动控制系统。利用ActiveX控件在VB中开发了上位机控制程序,并引入了档位示教、档位标定、定时操作、限位报警等功能,既实现了试验的自动化换档操作,又保证了系统的安全可靠。最后,利用网络控制技术,以综合传动试验台的分散控制系统(DCS)作为网络控制主体平台,通过MODBUS通讯协议之间的中转,将换档机械手控制系统无缝集成到DCS系统中,大大提高了试验效率。经过现场的安装、调试和运行,本文提出的换档机械手的整体设计和控制方案是切实可行的,能够完全代替人手实现换档操作,具有结构紧凑、定位精度高、安全可靠的特点。同时换档执行机构不需要对变速箱体进行结构改造,针对不同的变速箱传动试验,只需要修改控制软件中的坐标和行程就能满足试验要求,具有一定的通用性。

关键词：传动试验台换档机械手运动控制分散控制系统 MODBUS协议

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基于球面并联机构的换档机械手换档力分析

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机械工程与自动化 2014年第4期 13-15,18页

作者：黄金凤杨超河北联合大学机械工程学院河北唐山063009

对基于二自由度非对称直线内副驱动的球面并联机构的换档机械手进行了静力学分析。在建立机构输出力与驱动力之间的映射关系模型的基础上,通过仿真计算得出驱动杆在各档位之间变换时驱动力的变化曲线,分析最大驱动力和外部载荷之间的关... 详细信息

对基于二自由度非对称直线内副驱动的球面并联机构的换档机械手进行了静力学分析。在建立机构输出力与驱动力之间的映射关系模型的基础上,通过仿真计算得出驱动杆在各档位之间变换时驱动力的变化曲线,分析最大驱动力和外部载荷之间的关系,为实际操作中换档力的控制提供理论方法。

关键词：球面并联机构换档机械手静力学仿真

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直线驱动的球面并联机构控制技术研究

直线驱动的球面并联机构控制技术研究

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作者：杨超河北联合大学

学位级别：硕士

并联机器人是一类非线性、强耦合的时变系统，系统的惯性、刚度和重力效应都将随位形变化。针对这一问题，国内外学者长期以来一直致力于研究更为有效的控制策略与方法。这些工作主要集中在“控制律设计”、“稳定性分析”等理论方面，... 详细信息

并联机器人是一类非线性、强耦合的时变系统，系统的惯性、刚度和重力效应都将随位形变化。针对这一问题，国内外学者长期以来一直致力于研究更为有效的控制策略与方法。这些工作主要集中在“控制律设计”、“稳定性分析”等理论方面，而对其“实时性”和“有效性”缺乏深入系统的验证与考核。本课题基于汽车变速器换档实验台的研究，主要针对并联机器人控制进行实时有效的现场应用性研究。对少自由度并联机构在运动特性方面提出了免标定线性控制思想;对接触式机器人力控制给出了简捷时效的控制方案。研究成果及理论依据简介如下：通过介绍二自由度球面并联换档机械手的组成及其所完成的运动轨迹。分析换档机械手空间布局，以及分析完成换档动作时驱动分支杆长的变化规律，提出了只对关节空间进行直线插补的线性控制方法。最后又验证了本机构能够排除理想参数化与实际的差别的影响，具有免标定特性。在换档力分析方面，通过研究现有几种汽车变速器换档机构的力传递情况，将课题中的并联换档机械手应用其中，由于换档机构运行缓慢，其惯性力效果并不明显，所以运用分析静力学的方法，采用了虚功原理对换档机构进行了受力分析。推导出雅克比矩阵J和力雅克比矩阵JT之间的转置关系;再由虚功原理建立并联换档机械手实际运动的力雅克比数学模型。在力控制方面，分析了目前机器人的力控制方法，总结出适合并联换档机械手在不同工况下的力控制方案：“力/位混合控制”和“转矩控制”。根据各自的控制原理分别进行了系统构成设计、电气原理的设计、控制器参数化设置、上位机LabVIEW及PLC顺控程序的编程等工作内容。在对力控制仿真验证方面，根据前面的换档静力学分析和力控制方案的设计，对换档机械手进行了力学仿真规划与静力仿真流程的设计，通过仿真分析图，验证了换档机械手上驱动杆的驱动力与外部载荷基本相等的关系，符合实际工况下汽车变速器换档操作受力的情况。

关键词：汽车减速器换档机械手球面并联机构运动控制力控制

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