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工业码垛机器人运动学仿真

计算机仿真 2013年第3期30卷 303-306,371页

作者：孙祥溪罗庆生苏晓东北京理工大学机电学院北京100081

码垛机器人的运动学分析是实现码垛控制的前提和基础。针对码垛机器人的结构特点,运用空间几何方法对码垛机器人的运动学特性进行理论分析,建立驱动关节与末端执行器的映射关系。利用INVENTOR和ADAMS软件建立了码垛机器人参数化虚拟样... 详细信息

码垛机器人的运动学分析是实现码垛控制的前提和基础。针对码垛机器人的结构特点,运用空间几何方法对码垛机器人的运动学特性进行理论分析,建立驱动关节与末端执行器的映射关系。利用INVENTOR和ADAMS软件建立了码垛机器人参数化虚拟样机模型,进行运动学仿真。同时,对码垛机器人码垛轨迹仿真优化。实验结果证明,新型工业码垛机器人具有良好的运动学特性,符合现代码垛作业的要求。新提出的机器人仿真分析方法,对进一步提高码垛机器人技术的设计水平,具有促进和借鉴作用。

关键词：码垛机器人虚拟样机运动学仿真

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含间隙可控式码垛机器人强度与模态分析

机械设计与研究 2019年第4期35卷 11-14页

作者：唐俊杰晏紫琦蔡敢为徐敬彭广西大学机械工程学院

根据串联式机器人承载能力和工作精度不足的局限性,以可控机构的理念为基础,设计出一种新型可控式码垛机器人。考虑受力变化频繁关节处的运动副间隙,分别建立理想模型和含间隙模型。以有限元分析软件ANSYS Workbench为基础,通过静力学计... 详细信息

根据串联式机器人承载能力和工作精度不足的局限性,以可控机构的理念为基础,设计出一种新型可控式码垛机器人。考虑受力变化频繁关节处的运动副间隙,分别建立理想模型和含间隙模型。以有限元分析软件ANSYS Workbench为基础,通过静力学计算,得到运动副间隙对应力应变的影响;通过模态计算,求解运动副间隙对机构固有频率、最大变形量以及振动发散趋势的影响。根据以上分析,提出优化措施,用以改善含间隙机器人的动力特性。

关键词：可控机构码垛机器人运动副间隙应力应变模态分析

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基于食品包装箱码放的码垛机器人运动学

食品工业 2020年第2期41卷 206-209页

作者：陈亚琳南京工业职业技术学院南京210023

随着食品行业产量的不断增加,及用人成本的不断升高,急需高效、低成本的码垛机器人。根据食品包装箱码放的现场要求,设计了一台基于平行四连杆机构的四自由度码垛机器人。采用D-H法推导出了其正、逆运动学方程,从而得到了各关节的速度... 详细信息

随着食品行业产量的不断增加,及用人成本的不断升高,急需高效、低成本的码垛机器人。根据食品包装箱码放的现场要求,设计了一台基于平行四连杆机构的四自由度码垛机器人。采用D-H法推导出了其正、逆运动学方程,从而得到了各关节的速度与加速度的数学方程,然后运用ADAMS软件建立了虚拟样机模型,得到了末端执行器的位移、速度与加速度的仿真曲线。验证了运动学理论分析的正确性,为食品包装箱码机器人的选型、轨迹规划及控制系统的设计提供了有效的理论依据,为码垛机器人大范围应用于食品工业提供了有效的技术支持。

关键词：食品码垛机器人运动学

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一种经济型码垛机器人的码垛规划算法

机械设计与制造 2018年第A2期 160-163页

作者：葛连正陈健李瑞峰哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司安徽芜湖241000

为了降低机器人的制造成本,设计了一种4自由度经济型码垛机器人,具有结构简单、机身紧凑的特点,满足轻量化和低成本设计要求。采用几何法建立了码垛机器人的正、逆运动学模型,并且基于工业现场码垛要求建立了码垛机器人与码垛托盘之间... 详细信息

为了降低机器人的制造成本,设计了一种4自由度经济型码垛机器人,具有结构简单、机身紧凑的特点,满足轻量化和低成本设计要求。采用几何法建立了码垛机器人的正、逆运动学模型,并且基于工业现场码垛要求建立了码垛机器人与码垛托盘之间的数学模型。同时考虑码垛物体对机器人的常用垛型进行了详细分析,并设计了垛型计算方法和机器人的码垛轨迹。最后进行了码垛机器人实验,仿真及实验结果验证了码垛机器人机构设计及码垛算法的有效性,满足码垛机器人的设计及实际应用要求。

关键词：经济型码垛机器人几何法码垛轨迹

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包装生产线用码垛机器人智能定位方法

包装工程 2021年第23期42卷 219-224页

作者：吴萍常州工业职业技术学院江苏常州213164

目的为提高包装生产线中码垛机器人的智能定位精度,结合图像处理和智能算法设计一种码垛机器人定位方法。方法分析码垛机器人基本结构和工作流程。介绍一种适用范围广的快速手眼标定方法,可通过图像处理得到物料实际位置。设计一种模糊... 详细信息

目的为提高包装生产线中码垛机器人的智能定位精度,结合图像处理和智能算法设计一种码垛机器人定位方法。方法分析码垛机器人基本结构和工作流程。介绍一种适用范围广的快速手眼标定方法,可通过图像处理得到物料实际位置。设计一种模糊神经网络控制器,用于消除实际抓取位置和理论计算位置之间偏差。采用遗传粒子群优化算法来解决控制器参数初始值优化问题。通过实验验证智能定位方法的有效性。结果试验结果表明,实际抓取位置和理论计算位置之间偏差可控制在0.5 mm以内,实际分拣速度最高支持180个/min。结论所述视觉码垛控制系统可实现工作区域内物料的定位和识别,几乎不会出现漏抓、误抓等情况,满足精度要求。

关键词：码垛机器人手眼标定模糊神经网络粒子群算法

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使用QT构建的码垛机器人离线编程仿真系统

计算机工程与设计 2013年第7期34卷 2507-2511页

作者：王晟闵华松陈友东武汉科技大学计算机科学与技术学院湖北武汉430065 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

针对目前码垛机器人发展中应用环境的复杂变化与实际生产中对工作效率与编程操作便利的需求,提出了一种基于QT+OPENGL的三维码垛机器人离线编程仿真系统。介绍系统的总体结构,再对模拟示教模块与自动规划模块进行设计,并规划系统输入与... 详细信息

针对目前码垛机器人发展中应用环境的复杂变化与实际生产中对工作效率与编程操作便利的需求,提出了一种基于QT+OPENGL的三维码垛机器人离线编程仿真系统。介绍系统的总体结构,再对模拟示教模块与自动规划模块进行设计,并规划系统输入与输出流,在QT集成开发中实现系统,并与实体机器人数据联动,验证离线编程仿真系统的可用性。

关键词：码垛机器人仿真离线编程 QT OPENGL

基于ARM+FPGA的码垛机器人运动控制系统研究

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基于ARM+FPGA的码垛机器人运动控制系统研究

作者：胡云飞湖南工业大学

学位级别：硕士

码垛机器人作为工业生产中重要的搬运工具,极大地提高了生产效率,而运动控制系统是其最核心的部分。ARM处理器具有成本低、功耗低、运行速度快和外部资源丰富等优点,而FPGA处理器具有数据处理速度快、可实时在线编程和可靠性高等优点。... 详细信息

码垛机器人作为工业生产中重要的搬运工具,极大地提高了生产效率,而运动控制系统是其最核心的部分。ARM处理器具有成本低、功耗低、运行速度快和外部资源丰富等优点,而FPGA处理器具有数据处理速度快、可实时在线编程和可靠性高等优点。为了克服传统码垛机器人控制精度低和运行效率不高等缺点,对基于ARM+FPGA的码垛机器人的运动控制系统展开研究,对推动码垛机器人技术向前发展有着重大意义。本文将圆柱坐标型码垛机器人作为研究对象,并根据它的机械结构和作业要求,选取ARM和FPGA作为硬件平台,构建以ARM+FPGA为核心的码垛机器人运动控制系统,采用模糊PID位置控制算法实现对伺服电机组的协同控制。本文的主要研究内容如下:(1)对比了几种码垛机器人的控制系统框架,结合圆柱坐标型码垛机器人的机械结构和控制要求,构建了一种以ARM和FPGA为控制核心的运动控制系统,并采用模糊PID位置控制算法实现对伺服电机组的协同控制。在控制系统中,ARM主要负责通讯处理,电机加减速计算,而FPGA的任务主要是对伺服电机组进行实时控制。(2)针对ARM+FPGA的码垛机器人运动控制系统方案,对运动控制系统模型进行了推导,最终建立了数学模型。再利用MATLAB软件,搭建了PID和模糊PID对比仿真模型。最终的仿真结果表明,模糊PID控制算法的响应超调量小,响应时间短,更加适合作为码垛机器人的运动控制算法。(3)将模糊PID位置控制算法在FPGA上采用模块化设计方法进行实现。利用Quartus II 13.0软件,釆用Verilog HDL语言对误差生成模块、模糊量化模块、地址生成模块、查表生成模块、查表输出模块、PID运算模块进行了设计并进行了仿真验证。在ARM微机系统中,对控制系统的控制界面进行了设计,并对ARM与FPGA之间的通信以及FPGA与上位机的之间的通信进行了设计。此外,还对电机加减速模块进行了分析与设计。本文构建了基于ARM+FPGA的码垛机器人运动控制系统,经过对系统各模块的仿真验证,该系统控制精度高、运行速度快,符合设计要求。

关键词：码垛机器人运动控制系统模糊PID ARM FPGA

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一种新型包装码垛机器人路径规划方法

包装工程 2018年第15期39卷 173-177页

作者：魏欣孙玥南京信息职业技术学院南京210023

目的为了提高码垛机器人的工作效率,减小能量损耗,优化机器人末端抓手的工作轨迹。方法建立机器人路径规划的数学模型,在此基础上对传统的蚁群算法进行改进,将环境中局部的机器人路径信息引入蚁群信息素的初始化和路径选择概率中,提高... 详细信息

目的为了提高码垛机器人的工作效率,减小能量损耗,优化机器人末端抓手的工作轨迹。方法建立机器人路径规划的数学模型,在此基础上对传统的蚁群算法进行改进,将环境中局部的机器人路径信息引入蚁群信息素的初始化和路径选择概率中,提高蚁群算法的收敛速度,并防止算法早熟,避免算法陷入局部最优。结果仿真结果表明,改进后的蚁群算法收敛速度更快,能够在较短时间内规划出最佳路径。结论所提方法能够明显提高码垛机器人最佳路径搜索能力,对于提升机器人运行效率具有重要指导意义。

关键词：码垛机器人路径规划蚁群算法局部最优

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混联码垛机器人静力学分析

机械设计与制造 2016年第8期 232-236页

作者：郑小民张俊邹晓晖江西省机械科学研究所江西南昌330002 江西农业大学工学院江西南昌330045

对国内各类码垛机器人结构进行分析,观察发现大部分码垛机器人的结构都采用串联机构,然而在一定条件下,串联机构稳定性差、承受负载能力较小、机器人运动学与动力学性能差;现采用混联机构来弥补串联机构上存在的不足。利用静力学方法将... 详细信息

对国内各类码垛机器人结构进行分析,观察发现大部分码垛机器人的结构都采用串联机构,然而在一定条件下,串联机构稳定性差、承受负载能力较小、机器人运动学与动力学性能差;现采用混联机构来弥补串联机构上存在的不足。利用静力学方法将瞬时惯性力系转化为静力系,通过对机器人整体及其部分结构的力系平衡方程建立了机器人的静力学模型。并针对其关键零部件受力分析,进行实例计算和强度分析。结果说明该结构在受载条件下能够满足强度要求。

关键词：码垛机器人混联机构受力分析静力学模型零部件