成果与项目的背景及主要用途： 近二十年来,机器人技术发展非常迅速,各种用途的机器人在各个领域广泛获 得应用。但我国在机器人的研究和应用方面与工业化国家相比还有一定的差距, 因此研究和设计各种用途的机器人特别是工业机器人、推广机器人的应用是很有 现实意义的。在工业机器人的实际应用中,串联机器人应用最为普遍,已经广泛的 应用于生产中的机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配等作业。 技术原理与工艺流程简介： 一种完全重力平衡的 6 自由度串联式主手机器人：分别固定在基座上的第一 关节驱动电机和第一关节轴；第一关节丝盘，通过回转副可旋转的连接在第一关 节轴的下端，所述的第一关节驱动电机的输出轴通过传动丝连接第一关节丝盘；天津大学科技成果选编 两个吊架，分别固定连接在第一关节丝盘底部端面上的两侧；大臂关节轴，该大 臂关节轴的两端部分别对称的固定在所述的两个吊架下端部；第二、三关节丝盘， 该第二、三关节丝盘的回转中心固定连接在大臂关节轴上；平行四边形驱动机构， 该平行四边形驱动机构可旋转的连接在大臂关节轴上，且底部连接腕部机构。本 项目能够实现 6 自由度力感机器人的完全重力平衡，满足力雅克比方程成立条件， 使主手机器人具有良好的静态透明性，提高力感精度。 应用前景分析及效益预测： 全球工业机器人需求量保持在一个很高的水平，主要应用在汽车整车、汽车 零部件、电子电气和化工、橡胶和塑料等领域，占比高达 60%。根据国际机器人 联合会（IFR）统计，国际机器人市场于 2010 年开始恢复性增长，其中工业机器 人在 2011 年的全球市场销量为 16.6 万台，销售额 255 亿美元。2011 年中国工业 机器人销量达 22600 万台，位居世界工业机器人销量排名第三位，仅次于日本、 韩国。据 IFR 估计，中国未来的工业机器人市场年需求量约为 100 万台，将成为 世界最大的工业机器人市场。该六自由度串联机器人，可应用在焊接、搬运与装 卸、涂漆、表面处理、切割等多个领域，应用前景巨大。 应用领域：焊接、搬运与装卸、涂漆、表面处理、切割等行业 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模）： 按需要可购置国产设备或国外设备、厂房面积 1500~5000m2、具体厂房面积 和投资规模可视企业的情况和产品的批量规模而定。 合作方式及条件：合作方式可采取技术转让或协商。 

本发明公开了一种便携式二自由度腕关节康复机器人，包括穿·799·戴在人体小臂外侧的手臂架、穿戴在人体手背处的手背架、以及连接两者的二自由度驱动机构；二自由度驱动机构包括滑动机构，气动肌肉机构，旋转关节，主动连杆，从动连杆，通过气动肌肉的驱动力控制旋转关节从而使主动连杆、从动连杆带动手背架实现腕关节的屈伸康复训练；二自由度驱动机构还包括中心立柱、弧形齿条、圆柱齿轮、导轨固定在所述手背架外侧，通过电机驱动圆

随着机器人技术的逐步完善,适于特殊作业的机器人种类也日益增多,其应用领域不断拓展到微电子制造,MEMS封装与组装,高精密机械加工与装配,生物芯片制备,大范围高速扫描检测装备等行业.随之而来的,各行业对机器人的性能指标提出了越来越高的要求,追求机器人的高定位精度,高重复精度,高分辨力,同时还要求其工作范围大,质量轻,能耗低等,从而对机器人结构的设计提出了更高的要求.在这样的前提之下,为满足人类向微小世界探寻的需要,作为机器人技术发展的一个重要分支,微操作机器人成为机器人学中十分活跃的研究领域. 本文结合国家"863"计划项目"6自由度纳米级宏微操作机器人的研究(项目编号2002AA422260)"和"原型装置靶瞄准定位系统工程预先研究项目(项目编号863-804-5)",共搭建了3套实验系统,其中采用了单一驱动以及双重驱动两条技术方案.在广泛的分析了目前已有的柔性精密定位系统,并联精密定位系统和宏/微双重驱动系统的基础之上,针对目前大范围运动定位与高精度定位的应用实际需要,提出了大行程柔性铰链的概念设计,并以此构建六支链大行程柔性并联结构定位系统,为满足超高精度的定位需要,在并联支链中集成了压电陶瓷驱动,构成了宏/微双重驱动并联结构系统,充分体现了驱动,结构,检测一体化的设计思想. 在结构单元的设计方面,针对当前柔性铰链运动范围小等问题,在通用的球副柔性铰链的基础之上,提出了大行程柔性铰链的概念设计;在柔性并联结构的设计方面,提出了在通用的并联结构系统中,采用大行程柔性铰链代替传统运动副的设想,建立基于大行程柔性铰链的并联结构系统. 在大行程柔性并联结构的运动学建模方面,利用材料力学的基本原理和小变形假设,推导了大行程柔性铰链的数学模型,并给出了在全局坐标系下的显式表达;在此基础之上,通过刚度组集的办法建立了大行程柔性铰链并联结构柔性支链的运动表达式,通过联立运动位移协调方程和力约束协调方程,建立了并联结构的位置解模型. 由于并联结构系统中的各部件,特别是柔性铰链结构在自身变形提供整体结构的运动输出的同时,还经历了大范围的刚体运动,导致大行程柔性并联结构的位置解模型成为典型的几何非线性问题.鉴于此,本文首先推导了空间柔性结构的几何非线性的刚度递推模型,并利用牛顿-莱弗森方法对该模型进行了求解.由于几何非线性模型的迭代求解方式,导致该模型的实时性很差,不易移植至控制系统进行实时控制求解,故在大量的试验尝试的基础之上,选择了BP神经网络方法,建立了3层六输入-六输出的位置解神经网络结构,从而在方便了实时控制编程的同时,还大大提高了系统的位置解的求解速度. 由于柔性并联结构的位置解模型中不仅仅包括结构中的位置信息,还提供了结构中相关的力信息以及刚度信息,本文在上述位置解模型的基础之上,给出了该类系统的刚度模型,并建立了并联结构中的结构参数和尺度参数对系统刚度的影响图谱,对这类系统的结构综合以及优化设计提供了有力的工具. 在大行程柔性并联结构的动力学建模方面,采用了欧拉梁理论和有限元方法,由拉格朗日方程建立了基于实际位移的大行程柔性铰链并联机器人各支链的动力学模型,并通过位移协调方程和动力协调方程,最终得到并联系统的动力学模型.综合采用了纽马克方法和牛顿-莱弗森方法解决了系统动力学求解问题,并通过一个算例进行了基于逆动力学的求解仿真. 在大行程柔性并联结构的样机实验方面,我们提出了采用大行程柔性铰链作为被动关节的6-PSS并联机器人系统,该系统采用压电马达作为驱动器,精密光栅尺作为位置反馈元件,其可在立方厘米级的工作空间内实现微米级精度的运动;在此基础之上,我们在并联机器人的支杆中嵌入压电陶瓷,在压电马达的宏运动结束之后,压电陶瓷可以驱动并联机器人进一步的微调,从而得到一个6-PSS和6-SPS结合宏微双重驱动并联机器人系统,其中,微动系统可在微米级运动空间内实现纳米级的运动精度.基于大行程柔性铰链的宏微双重驱动并联机器人系统,可以同时满足大工作空间和高精度的工程需要.此外,我们将大行程柔性铰链并联机器人系统,成功的应用到激光瞄准靶支撑装置中,其厘米级的运动范围和纳米级的运动分辨力,使其在神光III系统中发挥了十分重要的作用.

（专利号：ZL 201510552708.2） 简介：本发明提供一种起重机箱形主梁三自由度移动焊接机器人，属于机器人焊接技术领域。该焊接机器人包括底座、纵向移动机构、焊枪升降机构、焊枪旋转机构、焊接设备及电缆卷筒等，焊接设备包括送丝机、焊机、气瓶座、二氧化碳气瓶，焊枪旋转机构通过升降台安装在焊枪升降机构上，齿轮齿条传动与直线导轨副相配合实现长位移移动的精确定位，通过三台伺服电机联合控制焊枪位姿实现长距离平面曲线连续光滑平角焊缝的自动焊接。本发明所提供的焊接机器人具有结构简单、传动链短、位置准确、工作可靠、焊接质量稳定等技术特点。

项目成果/简介:随着机器人技术的逐步完善,适于特殊作业的机器人种类也日益增多,其应用领域不断拓展到微电子制造,MEMS封装与组装,高精密机械加工与装配,生物芯片制备,大范围高速扫描检测装备等行业.随之而来的,各行业对机器人的性能指标提出了越来越高的要求,追求机器人的高定位精度,高重复精度,高分辨力,同时还要求其工作范围大,质量轻,能耗低等,从而对机器人结构的设计提出了更高的要求.在这样的前提之下,为满足

产品详细介绍                   改革创新技术教育  新型机电技术教育开发  工业机器人学校           （教学设备可拆装可供散件，示教编程，与工业4-6轴喷漆、焊接、取件机器人接轨）         网址 http://huapu.114ct.com     继电脑、手机、互联网之后，机器人作为又一个新兴产业已经悄悄崛起，机器人技术是机械、电子、控制、计算机、软件和传感器等多学科交叉融合的前沿技术，其产值将迅速增长。而一个新兴产业的发展，需要大批的科研、工程人员，大专院校作为培养人才的主要场所，对机器人技术的人才培养尤为重要。近年来我国一些教学设备生产企业已开发了一些以PLC为核心、以实践教学为目的的自动控制设备。但是，这些设备在教学中还存在一些问题：1、技术原始单一、涉及领域狭窄，只知道单片机，PLC，变频器，不知道工业中大量需要的机器人6轴联动，示教编程，更不知道如何实现自动喷涂、自动焊接、自动装配、自动生产线。2、实际操作机会有限    目前使用的实训教学设备，一般结构固定，选用的电器类型固定、接线固定，不允许学生随意拆卸或组合，否则设备将无法正常工作。这样，学生在实训时不能真正动手操作，影响技能的提高3、品种少、价格昂贵   将一真实的自动控制系统按一定比例缩小，仿制成相同的小系统现在开发出来的品种非常有限。进口的设备需要几十万，甚至上百万，又由于产品成本高，售价昂贵，影响了工业自动化、机器人机械手技术人才的培养。 珠海市华普自动化技术有限公司是技术团队和相关公司投资成立的高科技公司，拥有一支团结敬业，开拓进取，技术精良，经验丰富的科研开发团队，公司专注于教学机器人机械手、工业机器人实训室项目、电气自动化工业机器人模块教训设备、可拆装6轴教学机器人、工业机器人模块教训设备、、工业机器人教学工厂设备的开发研制，现推出：可拆装立式6轴教学机器人整机可拆装立式机器人手臂模块立式机器人手腕模块立式机器人底座模块横走6轴机器人模块轨道式6机器人轴模块可拆装生产流水线模块喷漆（自动喷枪）附件模块焊接（自动送丝等离子、保护焊）附件模块6轴机器人电气控制系统模块6轴机器人信号源模块（以上设备，可拆装，可与工业4-6轴喷漆、焊接、取件机器人生产线接轨）  一、AT-Q1 四轴联动示教编程喷漆机器人教学设备珠海市华普自动化科技有限公司AT-Q四轴联动示教编程喷漆机器人采用直角坐标形式，由X,Y,Z,R旋转轴四轴组成。X轴、Y轴、Z轴由伺服电机驱动，R轴由步进电机驱动。控制系统采用国内最先进的“华普四轴联动示教编程型”控制系统，具有良好的工作稳定性，人机界面友好，编程和操作及维护方便；操作简便性。控制精度高，性能稳定。主电机采用200-1000W伺服/步进电机；配人机面板，方便4自由各项参数修改；重复定位精度±0.05mm。配电气控制箱。供电电源：220V、50Hz；电源容量：2KVA。机械臂粗壮牢固，转动灵活，速度可控。并具有生产产量的统计，显示功能；系统存储多个工作程序，根据生产需要可以任意选择，便于生产的选择和管理。机构规格和特点：1、采用四轴联动示教编程控制系统。2、龙门架构，机身整体采用高強度铝合金材，坚固耐用，惯量小，动态性能稳定,长时间使用不变形，精度稳定，使定位精度更加精确。3、X、Y轴采用皮带传动，Z轴采用直径18 T型丝杆传动，R轴配1：20减速机，大大增加带喷枪负荷的能力。动力采用全新伊莱斯交流伺服电机和一能步进马达，可充分保证坚固耐用精密等性能。4、滑座行程，工作台尺寸900*600mm，Z轴行程100 mm，R轴最大转角180度，最大移动速度：3 m/min，配电气控制箱一台及控制箱工作台支架。5、电源及辅助开关、电器材料。售后服务热情！配件充足！ 控制系统特点：    控制系统采用“华普6轴机器人”工业级学习（示教）型控制系统，控制精度高，性能稳定。普通工人稍加学习，就可独立完成机器人、机械手动作编程操作。具体是：手动控制机器人机械手按工作过程一步步运行，修正后，按存储，系统自动完成数据记录、运算，并自动完成编程。二、AT-Q2 5轴自动焊接专机（运动控制器控制，示教编程）    AT-Q2 5轴自动焊接专机，采用直角关节结构，步进电机驱动，最大工作负载3公斤，重复定位精度±0.05mm。主要包括机器人和焊接设备两部分。机器人由机器人本体和控制柜（硬件及软件）组成。而焊接装备，以等离子焊为例，则由焊接电源，（包括其控制系统）、送丝机、焊枪（钳）等部分组成。配示教编程型机器人控制系统。产品主要用于批量产品的自动焊接。产品特点：1、控制器采用AFDX05运动控制芯片，多达20级的运动指令缓冲区，特别适合高速多线段或圆弧连续插补的运动控制；6轴联动，采用5.6寸液晶屏执行ISO国际标准G代码；采用多层线路板，32位高性能的CPU和超大规模可编程器件FPGA，系统的整个工艺采用表贴元器件，从而使整套系统更为紧凑；2、48路输入，40路输出接口，全光耦隔离，抗干扰性强，运行稳定3、有手动，自动，归零，手轮，编辑，录入操作，单步手轮模式；可通过键盘或示教盒对机械手进操作；在示教编程的基础上，指挥五个步进电机完成指定的动作；4、主要零配件配置有5轴控制系统及电气箱，步进马达，铝合金手臂、支架，钢材底座。5、多个（步进）电机（数码化）控制使作业表现更稳定更精密，保证焊接的均匀性。可完成空间直线和圆弧轨迹运动，更广泛的适用于不同形状工件的焊接。6、示教编程过程支持绝对位置、相对位置、延时、等待任意IO口输入信号、控制任意IO口输出信号、程序段循环调用等等7、工作速度，灵活可调。三、T-Q3 四自由度气动机械手AT-Q3气动机械手可完成：手爪抓取物料，手臂上下、前后移动并旋转90（180）度等动作，用于工业生产中自动抓取冲压、锻压的自动上下物料。安装方式          桌面安装，可拆装式本体质量          42kg尺寸             （臂长*宽*高）350*250*500mm供电电源及控制    220V、50Hz；（配电器控制系统）电源容量          1KVA，配套的工程教学内容：气动机械手的构成，气动元件选择，气动系统的组合和装配，可编程控制编程，气动元件控制方法，电气控制箱设计安装等。四、在线跟踪喷涂机器人机器人在A点到B点的往复移动过程中、转台可以在任意指定的A角度与B角度之间与机器人同步往复动作。让设备的适应性更强。最大承载能力可达5KG ，本体重量为 40KG 配合转台后其有效喷涂范围为 600*600MM。五、6轴教学机器人（伺服驱动，示教编程）     我公司6自由度通用工业机械手机器人，采用垂直多关节串连关节结构，步进/伺服电机驱动，最大工作负载3公斤，重复定位精度±0.1mm。采用6路学习（示教）型控制系统，控制精度高，性能稳定。垂直多关节串连结构，运行灵活，主要应用于工业生产中焊接，工业喷漆，涂胶，切割、等作业。产品主要用于机床、家电、汽车、摩托车、轻工等行业部件的搬运、弧焊、涂胶、喷涂、切割、装卸和搬运、教学、科研等领域。今后该产品将广泛应用，市场前景广阔。主要用于、家电、汽车、摩托车、轻工等行业零部件的搬运、弧焊、涂胶、喷涂、切割、教学、科研等领域。本系统采用优质国产配件，降低造价成本（与同类产品相比，降低造价60%），为工业生产（喷涂、冲压取件、打磨、焊接、焊接）提供了一种普通工人就能掌握的高新技术手段，对于企业技术升级产业转型意义重大。普通工人稍加学习，就可独立完成机器人、机械手动作编程操作。具体是：手动控制机器人机械手按工作过程一步步运行，修正后，按存储，系统自动完成数据记录、运算，并自动完成编程。产品特点：1、6轴联动，采用5.6寸液晶屏执行ISO国际标准G代码；2、采用多层线路板，32位高性能的CPU和超大规模可编程器件FPGA，系统的整个工艺采用表贴元器件，从而使整套系统更为紧凑；3、采用多达20级的运动指令缓冲区运动控制芯片，特别适合高速多线段或圆弧连续插补的运动控制；4、48路输入，40路输出接口；5、全光耦隔离，抗干扰性强，运行稳定；6、有手动，自动，归零，编辑，录入操作；7、可通过键盘对机械手进操作；在示教编程的基础上，指挥六个步进/伺服电机完成指定的动作；8、示教编程过程支持绝对位置、相对位置、延时、等待任意IO口输入信号、控制任意IO口输出信号、程序段循环调用等等。9、六个轴采用数字交流伺服电机驱动方式，适合精度高。典型工业背景的机器人机械手项目强调机械、电子与计算机控制技术的结合，打破学科界限，涵盖现代设计、制造、测试、控制各方面，最大限度地体现为工业服务的新技术创新的理念。在这样一个产业结构不断调整、科学技术迅猛发展、多元文化交融碰撞的时代，机器人机械手项目有助培训学校在“融入”上做文章，在“对接”上下工夫，在“服务”上创特色。一个企业想要获得一个或多个竞争优势,实现机器人机械手自动化生产将是推动业务发展的有效手段。工业机器人机械手在中小企业喷涂、冲压取件、打磨、抛光、焊接产业中应用，对于降低了工人误操作带来的残次零件风险，降低成本，减少人工用量，减少恶劣工况环境对工人身体的影响，改善劳动条件，减轻工人劳动程度；提高生产效率，稳定产品质量；对于机器人机械手在工业生产中应用的普及，加快我省自主机器人机械手技术的发展；对于企业加快技术创新，技术升级速度、提高企业竞争力，产业转型都具有十分重要的意义。珠海市华普自动化科技有限公司  网址 http://huapu.114ct.com/       http://pnpnpnpnpn.51sole.com/联系电话：13417736537   0756-7796528  13267957849 联系人：吴先生   电子邮件： 1113789835@qq.com   QQ：1113789835  

由于国外生产的码垛机器人具有“高”“精”“尖”“贵”的特点，这对中小企业而言，其产品性能指标不必要的高、功能不必要的多，更重要的是其价格十分昂贵，为中小企业所不能承受。 基于此，我们团队以基于“经济” “可靠”“易用”的设计思想，开发了一种经济型码垛工业机器人系统，其主要目标为化工、食品等行业的中小型生产企业。主要技术指标如下： 1）最大200kg载重 2）速度可达1600回/小时 3）平行四边行结构 4）运动平稳

建设专业的工业机器人实训室，培养高质量的机器人工程/智能制造等专业人才。 提高机器人工程/智能制造等专业建设水平，提升高校技术服务层次和能级。 提供充足的专业师资，形成系统化的课程体系。 更新企业级教学资源、实验资源和项目案例，满足企业用人需求。

本发明公开了一种六自由度串联机器人运动学反解的求解方法， 该方法包括:读入连杆参数建立机器人连杆坐标系模型;已知连杆末 端关节位置，建立关节位置约束方程;根据各关节位置约束方程，确 定各关节位置;建立机器人各关节坐标系的姿态约束方程;将之前求 得的关节位置坐标解分别代入姿态约束方程中，根据姿态约束方程， 求解各组关节变量中间值;对关节变量中间值进行分析处理，选取最 佳关节变量解。本发明采用空间几何理论将机器人运动学反解中位置 和姿态进行分离求解，大大降低了几何法运动学反解运算的复杂性， 并能够应用于

本发明公开了一种三自由度空间并联机器人机构。该机构由运动平台、固定平台和 联接上述两平台的三条支链组成，其中两条支链结构相同，自上而下分别由两个转动副和一 个移动副以及它们之间的连杆组成，另一条支链自上而下分别由两个转动副和两个移动副以 及它们之间的连杆组成。本发明的机构其运动平台可实现三个移动的运动输出。该机构关节 少，运动副自由度总数只有 10 个，使得它可以有效地改善并联机构因为运动副自由度过度 而导致的容易发生挠曲和扭转变形的问题。另外通过在运动平台上串接一个两自由度的旋转 头，由此可设计出五自由度的混联机器人，可用于高速加工机床、激光冲击成形设备等场合。